30 Bin Üyemize Katılın
E-Bülten yayınlarımız için abone olun.

Enerji Formülleri Nelerdir?

Enerji; ısıl, mekanik, kinetik, potansiyel, elektrik, manyetik, kimyasal, nükleer gibi değişik biçimler alabilmektedir. Her bir enerji biçiminden ne kadar enerji elde edilebileceği de farklı bir hesaplama yöntemi ile belirlenebilmektedir.

Kinetik Enerji Formülü:

Ekinetik (J)= 1/2 x Maddenin Kütlesi x Maddenin Hızı

Kinetik Enerji Hakkında Daha Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/kinetik-enerji-nedir Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Potansiyel Enerji Formülü:

Epotansiyel (J) = Maddenin Kütlesi x Yerçekimi İvmesi x Maddenin Zeminden Yüksekliği

Potansiyel Enerji Hakkında Daha Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/potansiyel-enerji-nedir Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Elektriksel Güç Formülü:

a)Doğru Akım Devrelerde:

Pelektriksel (W)= Potansiyel Gerilim (Voltaj,V) x Akım (I)

b)Omik Devrelerde:

c)Endüktif Devrelerde:

Manyetik Alanda Enerji Formülü:

İndüktörde indüklenmiş olan emk, bir bataryanın ani akım oluşturmasını engellemektedir. Bu sebeple batarya, bir akım oluşturmak için indüktöre karşı iş yapmalıdır. Batarya tarafından sağlanan enerjinin bir kısmı dirençte iç enerji olarak iş yapar, geri kalan enerji ise indüktörün manyetik alanında depolanır.

Bu denkleme göre, bataryanın sağladığı birim zamandaki Iε enerjisi, dirence birim zamanda verilen I2R enerjisi ile indüktörde birim zamanda depolanan LI (dI/dt) enerjisinin toplamına eşittir.

Akış Enerjisi Formülü (Bernoulli Denklemi):

Bir akışkanın toplam enerjisi; akış enerjisi, potansiyel enerjisi ve kinetik enerjisinin toplamına eşittir. Bu bilgi birim kütlesi başına akışkanın sahip olduğu enerjisi şu şekilde hesaplanır:

e = (Akışkanın basıncı / Akışkanın yoğunluğu) + Yerçekimi ivmesi x yükselik) + (Akışkanın hızının^2 /2)

Günümüzde yaygın olarak kullanılan enerji çeşitlerini ve bunlardan ne kadar enerji elde edilebileceğini ortaya koyan en basit formülleri şu şekilde sıralayabiliriz:

Güneş Enerjisi Formülü

Güneşteki hidrojenlerin füsyon tepkimesi sonucu helyuma dönüşmesi ile ortaya fotonlar çıkmaktadır. Fotonlar, bünyelerinde enerji taşıyarak hem dalga hem de parçacık özelliği göstermektedir. Atmosfere gelen güneş ışınımlarının metrekareye verdiği enerji miktarı 1353 kW’tır. Bu enerjiden direkt olarak Fotonların bu enerjisinden çeşitli güneş enerjisi sistemleri ile iklimlendirmede, yemek pişirme, sebze kurutma, elektroliz, sıcak su eldesi, sıcak buhar eldesi, elektrik üretimi alanlarında yararlanılmaktadır.

Burada yaygın olarak fotovoltaik sistemlerdeki enerji dönüşümünü ele alacak olursak;

Bir fotovoltaik (PV) hücrenin dönüşüm verimi, gelen fotonların ne kadarının elektrik enerjisine dönüştüğünün göstergesidir. Fotovoltaik hücrelerde elektron harekete geçmesi ile akım ve gerilimler oluşmaktadır. Bir fotovoltaik sistemden elde edilebilecek enerji güneş radyasyonu miktarına, güneşlenme süresine,hücre tipine (panel verimliliğine) ve hava sıcaklığına bağlıdır.

Açık devre gerilimi Voc, akımın sıfır olduğu kabul edildiğinde devrede gözlemlenen gerilimi; Isc, herhangi bir yük olmadığında gözlemlenen akım değerini ifade etmektedir. Bunlar dışında, hücre içindeki bağlantıların ne kadar iyi yapıldığı ve bağlantılardan kaynaklı direncin ne kadar düşük olduğu dolum faktörü (fill factor,FF) ile ifade edilir.

FF= Pmax / Voc x Isc

Güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşüm verimi =
Panelden Elde Edilen Maksimum Güç / Güneş Radyasonu x Panel Alanı

Paneldeki maksimum güç, gözlemlenen maksimum akım ile voltajın çarpımıdır:

Pmax= Imax x Vmax

Güneş enerjisi santralindeki durum ise;

Seri bağlı paneller dizisinde; tek bir panelin gerilimi dizinin gerilimini, tüm panellerin akım değeri toplamı da dizinin akım değerini oluşturmaktadır.

Paralel bağlı paneller dizisinde; tek bir panelin akımı dizinin akımını, panellerin toplam gerilimi ise dizinin gerilimini oluşturmaktadır.

Güneş Enerjisi Hakkında Daha Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/gunes-enerjisi-nedir Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Rüzgar Enerjisi Formülü

Rüzgar türbinleri vasıtasıyla havanın (rüzgarın) enerjisinden elektrik üretilmektedir. Şöyle ki; rüzgar türbinleri gücünü rotor bıçaklarında veya kanatlara etki ede dönme kuvvetinden yani momentten almaktadır. Rotora transfer edilen enerji havanın yoğunluğuna, rotor alanına ve rüzgarın hızına bağlıdır.

Rüzgarın v hızı ile hareket ettiğini varsayarsak, m kütleli havanın sahip olacağı kinetik enerji:

Rüzgar enerjisi= ½ x m x V^2 veya

Rüzgar enerjisi= ½ x Havanın Yoğunluğu x Rotor Alanı

İlgili matematiksel hesaplamalar yapıldığında rüzgar türbinleri vasıtasıyla havanın sahip olduğu kinetik enerjinin teorik olarak maksimum yüzde 59’undan elektrik enerjisi elde edilebilir. Bu durum Betz Kanunu olarak ifade edilmektedir.

Rüzgar Enerjisi Formülü
Şekil 1: Betz Kanuna Göre Farklı Hava Hızlarındaki Rüzgar Türbindeki Enerji Dönüşümü

Rüzgar Enerjisi Hakkında Daha Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/ruzgar-enerjisi-nedir Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Biyokütle Enerjisi Formülü

Biyokütle enerjisi, canlıların yaşamsal faaliyetleri sırasında bünyelerinde sakladıkları enerjidir. Biyokütle enerjisi, bitkisel ve hayvansal kaynaklardan çeşitli yöntemlerle elde edilebilmektedir.

biyokütle kaynakları
Tablo 1: Bazı Biyokütle Kaynaklarının Özellikleri
 Biyokütleden Faydalanma Yöntemleri
Şekil 2: Biyokütleden Faydalanma Yöntemleri

Biyokütle kaynakları; proses öncesinde kurutma, boyut küçültme, briketleme, özütleme-ayırma gibi işlemler ile hacmi küçültmesi ve enerji yoğunluğunun artırılması ile kullanıma hazır hale getirilir.

Biyokütle kaynakları, biyokimyasal ve termokimyasal süreçlerle enerji kaynağı haline getirilmektedir.

Biyokimyasal süreçleri, biyokütlenin oksijensiz (aneorobik) ortamda mikroorganizmalar yardımıyla enzimatik olarak parçalandığı süreçlerdir. Biyometanlaştırma süreçleri; Biyometanlaştırma Süreçleri, Mikrobiyolojik Süreçler, Biyofotoliz ve Fermentasyon Süreçleri olarak gerçekleştirilebilir.

Biyokütleden Yakıt Eldesi Dönüşüm Teknolojileri
Tablo 2: Biyokütleden Yakıt Eldesi Dönüşüm Teknolojileri
biyokütle enerjisi
Şekil 3: Biyokütle Kaynakları İçin Biyokimyasal Dönüşüm Süreçleri

Termokimyasal süreçler; biyokütleden enerji içeriği yüksek katı,sıvı ve gaz yakıtlar ile önemli kimyasal maddelerin üretiminde kullanılan süreçlerdir. Termokimyasal süreçler; Piroliz, Yavaş (Geleneksel) Piroliz, Flash (Hızlı) Piroliz, Sıvılaştırma, Gazlaştırma ve Yanma süreçleri olarak sıralanabilir.

biyokütle enerjisi
Tablo 3: Biyokütle Kaynakları İçin Termokimyasal Dönüşüm Süreçleri
Biyokütle Enerjisi Formülü
Şekil 4: Biyokütle Kaynakları İçin Termokimyasal Dönüşüm Süreçleri ve Oluşan Ürünler

Biyokimyasal ve termokimyasal süreçlerin her birinin kimya tepkimeleri analizine dayanılan işlemleri ve hesaplamaları vardır. Fakat, temel olarak ortaya çıkan katı,sıvı ve gaz yakıtlarının enerjisi şu şekilde hesaplanabilir:

Elde Edilebilecek Enerji Miktarı (MJ)=
Biyokütleme Besleme Miktarı (kg) x Biyokütlenin Yakıta Dönüşüm Oranı x Yakıtın Isıl Değeri (MJ/kg)

Biyokütle Enerjisi Hakkında Daha Detaylı Bilgi Almak İçin enerjiportali.com/biyokutle-enerjisi-nedir Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Dalga Enerjisi Formülü

Dalga enerjisi, dalganın deniz yüzeyi üzerindeki kısmının potansiyel enerjisi ve su moleküllerinin hareketlerinden dolayı oluşan kinetik enerjilerin toplamı olarak hesaplanmaktadır.

Dalganın potansiyel ve kinetik enerjisi, dalga teorisi göz önüne alınarak genel potansiyel ve kinetik enerji denkleminden hesaplanır:

Dalganın Potansiyel Enerjisi (J)=
1/4 x Suyun Yoğunluğu x Yerçekimi İvmesi x Dalga Genliği^2 x Dalga Alanı

Dalganın Kinetikl Enerjisi (J)=
1/4 x Suyun Yoğunluğu x Yerçekimi İvmesi x Dalga Genliği^2 x Dalga Alanı

Bu denklemler, ilgili matematiksel işlemlerden sonra kullanılan denklem neticesinde potansiyel ve kinetik enerjilerinin eşit değerde olduğu sonucu vermektedir.

Toplam dalga enerjisi=
1/2 x Suyun Yoğunluğu x Yerçekimi İvmesi x Dalga Genliği^2 x Dalga Alanı

Dalga gücü ise:

P (W)= Suyun yoğunluğu x Periyot x Dalga Yüksekliği/ 32 x Pi

Daha Fazla Benzer Teknik Makaleler İncelemek İçin enerjiportali.com/teknik-terimler Bağlantısını Ziyaret Edebilirsiniz. 🙂

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir