מקור האנרגיה הכי נפוץ כיום הם דלקים מאובנים. אלו מקורות אנרגיה הנחצבים מקליפת כדור הארץ והבולטים מביניהם הם הנפט, הפחם והגז הטבעי.

למעשה, הדלקים המאובנים הם ספקי אנרגיה מזהמים מאוד וגם מתכלים, כלומר הם עתידים להיגמר בשלב כלשהו, אולי אפילו תוך מספר שנים, לא לפני שיזהמו את אטמוספרת כדור הארץ וכבר מעלים את הטמפרטורות לממדים בלתי נסבלים. לכן הם גם זכו בשמות כמו אנרגיה מתכלה, אנרגיה לא מתחדשת, או דלקים מחצבים. קראו על כך בתגית "גורמי משבר האקלים".

לא חסרות אפשרויות נוספות להפקת אנרגיה, אפשרויות שהן לא מדלקים מאובנים. הן מאפשרות הפקת חשמל, כלומר אנרגיה, מכוח המים, מאור השמש, מכוח הרוח ואפילו מצמחים.

יש גם אנרגיית גאות ושפל, שמנצלת את השינויים בגובה פני הים, שינויים שחלים במהלך היממה כתוצאה מכוח המשיכה של הירח ושל השמש.

קיימת אפילו טכנולוגיה להפקת אנרגיה גאותרמית, אנרגיה שמקורה במאגר החום הפנימי שבתוך גרעין כדור הארץ.

אמצעים אלה נקראים אנרגיה ירוקה, או אנרגיה מתחדשת. אמצעי האנרגיה המתחדשת, לעומת הדלקים המאובנים, מאפשרים ייצור של "חשמל נקי", כלומר חשמל שאינו מזהם את כדור הארץ. כלומר, זו אנרגיה חסכונית והיא אינה מכלה משאבים יקרים שעלולים להיגמר בעתיד, כמו הגז הטבעי, הנפט או הפחם.

יש גם אנרגיה גרעינית, אנרגיה שמייצרים בתהליך של מיזוג גרעיני או של ביקוע גרעיני. אבל באנרגיה כזו יש בעיות וסיכונים אחרים, אז לא נכלול אותה באנרגיה הירוקה.


כך גילה האדם ולמד לנצל מגוון מקורות אנרגיה במהלך ההיסטוריה (עברית):

https://youtu.be/a415XK4FSCY


במשבר האקלים הקשה שגרמנו, כדור הארץ מתחנן שנבדוק שוב את מקורות האנרגיה שלנו ואת השפעתם על כדור הארץ:

http://youtu.be/8rrgpGo1Fw8


מקורות אנרגיה מתחדשים שחשוב להשתמש בהם כמה שיותר:

http://youtu.be/BpWw7Cq2shA?t=13s


והמירוץ לפיתוח אמצעים לאגירת האנרגיה הנקייה והלא יציבה של השמש והרוח (עברית):

https://youtu.be/DhCMYteuM3o?long=yes

קרני השמש יכולות לשמש לייצור חשמל. תאים סולאריים קולטים את קרני השמש ומייצרים מהן חשמל.

בשנים האחרונות, מתקינים אנשים רבים על גג ביתם קולטים סולאריים ומייצרים חשמל. את החשמל הם מוכרים לחברת החשמל. כך ניתן לייצר חשמל נקי יותר ולחסוך עשן וזיהום אוויר משריפה של הנפט או הפחם, היקרים והמזהמים יותר.

באמצעות המרה של המתח והזרם הדרושים למכשירים חשמליים, מאפשר החשמל שמייצרים מהפאנל הסולארי להפעילם.

את החשמל המופק מהשמש ניתן גם להמיר לזרם חילופין, הזהה למתח המסופק על ידי חברת החשמל ברשת החשמל שלה. רבים מבעלי קולטים הסולריים הללו מקבלים בעבור "החשמל שלהם" תמורה כספית.


#איך הופך אור השמש לחשמל בתאים הסולאריים?
ייצור החשמל על ידי תאים סולארים כאלה ממיר את האור הפוגע בתא הפוטו-אלקטרי לחשמל. התהליך הוא מעניין:

התא הפוטו-חשמלי הזה מורכב משני חומרים שונים. אם מחברים לשני החומרים הצמודים הללו מוליכים חשמליים, מקבלים זרם חשמלי.

פגיעה של פוטונים בעלי אנרגיה בחומר שנקרא סיליקון, למשל, מביאה מטענים חשמליים חיוביים ושליליים לעבור ממצב סטטי למצב דינמי. כך נוצר זרם ישר.

כך נוצר החשמל בתאים הסולאריים, באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי, שגורם לפליטת אנרגיה חשמלית.


כך יכולות קרני השמש לייצר אנרגיה חשמלית (עברית):

http://youtu.be/YzbtvGmOYZQ


מעט ממה שעוד תאפשר לנו אנרגיית השמש, אם ננצל אותה כראוי (מתורגם):

http://youtu.be/S6QJtado9dw


וזו כבר כימיה - מה יקרה אם נביא חלק מהשמש לכדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/J0ldO87Pprc?long=yes

כוחה של הרוח הוא גדול ולרוח אין סוף. את כוחה ליצור אנרגיה הבינו כבר לפני אלפי שנים. מסירות מפרש ועד לתחנות רוח, השתמשו בכוח הרוח כדי ליצור כוח ואנרגיה. להשיט סירות או לטחון קמח הרוח הצליחה בקלות.

אז אם בימי קדם הרוח סייעה לטחנות רוח לטחון חיטה לקמח, שממנו הכינו לחם, כיום מייצרים מהן חשמל.

כשבונים טחנת רוח מודרנית, במקום שבו יש רוחות עזות, הכנפיים של הטחנה מסתובבות בזכות הרוח. הכנפיים הללו מחוברות לטורבינות, מנועים שתוך כדי הסיבוב שלהם מייצרים חשמל נקי וזול.


הנה כוח הרוח ולמה יש לטורבינות רוח 3 להבים:

https://youtu.be/RNPIRfxUTQ4


וכך פועלות הטורבינות לייצור חשמל מהרוח (מתורגם):

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U

אנרגיה (Energy) דרושה לנו לדברים רבים: לאור, לבישול, לנסיעה במכונית, למשחקי מחשב, לכביסה, להדחת כלים, למקלחת ולעוד המון צרכים.

מרבית האנרגיה מיוצרת כיום מחומרים מינרליים, כמו נפט, גז טבעי ופחם. חומר אלו מצויים באדמה, אך בכמות מוגבלת. יום אחד הם ייגמרו ואז יהיה בלתי אפשרי לייצר כך אנרגיה. משום כך עלינו ללמוד לנצל משאבים לא מתכלים לייצור של אנרגיה.

אם נשכיל לייצר אנרגיה ממקורות לא מתכלים, כמו קרני השמש או הרוח למשל, נוכל גם לשמור על איכות הסביבה וגם לקבל אנרגיה שלא תיגמר לעולם.


כך הוסיף האדם במהלך ההיסטוריה עוד ועוד מקורות אנרגיה (עברית):

https://youtu.be/a415XK4FSCY


הנה האנרגיה של כדור הארץ (מתורגם):

https://youtu.be/fHztd6k5ZXY?t=6s


כך משתמשים היום בגז טבעי (בעברית):

https://youtu.be/30ay1FXYq38


וכך מייצרים היום גז בישול מפסולת:

https://youtu.be/2pqdysv54bM

למים שזורמים בנהרות ובנחלים יש בדרך כלל כוח רב. אם מניחים טורבינות על זרימת המים, הן מסתובבות בכוח המים ומייצרות חשמל.

כך יוצרים תחנות כוח המייצרות אנרגיה מנפילת המים והזרימה החזקה שלהם. הן נקראות תחנות הידרו-אלקטריות.

כשצריך להגדיל את כוחם של המים לייצר חשמל מייצרים סכרים ומוסיפים את כוח הכבידה. המים נופלים מגובה רב וכך מתעצם כוחם לייצר חשמל.


הנה הדרך שבה המים הופכים לאנרגיה (מתורגם):

http://youtu.be/FUCkaXsqRP8

פצלי שמן, או פצלי נפט, הם סלעים שמכילים נפט מוצק. הסלעים הללו נמצאים בעומק של כחצי קילומטר במעמקי האדמה. מפני שאינם בעומק גדול יותר, אין שם מספיק חום כדי להמיס אותם לנוזל.

הטכנולוגיה הוותיקה המיסה אותם על ידי חום והפכה אותם לנפט, אך נחשבה מזהמת ומסוכנת לבריאות. טכנולוגיות חדשות יותר, של מיצוי תת-קרקעי מאפשרות הפקה של פצלי שמן בתוך האדמה, ללא כרייה ושריפה ואף הפיכתם לחומר הדלק.

היסטורית, טכנולוגיית פצלי השמן סייעה לארצות הברית להגיע במידה רבה לכמעט עצמאות אנרגטית. למעשה, בתוך שנים אחדות, הפכו פצלי השמן את ארצות הברית מצרכנית נפט התלויה במעצמות הנפט הגדולות, כולל מדינות המפרץ הערביות, לאחת ממעצמות האנרגיה והנפט המובילות בעולם.

שינוי זה הקרין על הפוליטיקה של העולם כולו, גם אם לא הקטין את כוחן של מעצמות הנפט, כולל ובמיוחד רוסיה המשתמשת בו כמנוף לעניינים מדיניים ופוליטיים אל מול אירופה התלויה בנפט שלה.

גם במדינת ישראל יש כמויות גדולות של פצלי שמן, במיוחד בנגב ובאזור שפלת יהודה (בסביבות העיר בית שמש). יזמים שביקשו לעשות ניסוי של הפקת פצלי שמן באזור נדחו, בעיקר בשל דאגה מפגיעה בסביבה.


הסבר על פצלי השמן:

http://youtu.be/J4eXcs_ovlY?t=10s


מה הם החסרונות והיתרונות של פצלי השמן:

http://youtu.be/vU7iTtyQsZo


והנה הדיון על הפקת פצלי שמן בישראל:

http://youtu.be/UbIg5xaHNRc?t=5s

תחנות כוח גרעיניות מייצרות חשמל בעזרת אנרגיה שנפלטת מביקוע גרעיני. בשיטת הביקוע משתמשים בדלק גרעיני כדי לפצל אטומים כבדים בתהליך שלמעשה מייצר אנרגיה.

אם לפרט לרגע, אז תהליך הביקוע מתחיל בהתנגשות של ניטרון באטום אורניום. ההתנגשות מפצלת את אטום האורניום הכבד לאטומים קלים בהרבה, תוך שחרור של אנרגיה בצורת חום. האנרגיה הזו משמשת להנעת טורבינות ולייצור קיטור, מה שמאפשר להפוך אותה לחשמל נקי.

אבל צריך לזכור שיש גם מעט סכנה בתחנות כוח גרעיניות. הן אמנם נקיות ואינן מזהמות את הסביבה, אך תקלה או פגיעה בהן עלולה לסכן את הסביבה מאד. כך בדיוק קרה באסון צ'רנוביל שנוצר בזמן אימון בטיחות של עובדי הכור ויצר את האסון עם הנזק הגדול ביותר, מאז החל האדם להשתמש באנרגיה גרעינית.

כך קרה גם באסון פוקושימה, אסון שנגרם בשל צונמי ביפן. פגיעת הצונמי בתחנת הכוח הגרעינית פוקושימה 1 גרמה את האסון הגרעיני השני בחומרתו בהיסטוריה.

האסון השני הזה, במדינה מתקדמת וסופר מודרנית כמו יפן הביא לאפקט עולמי שקשור בגמילה מכורים גרעיניים. האסון ותוצאותיו גרמו למדינות שונות להשבית כורים גרעיניים, כדי להימנע מאסונות דומים.

מנגד, יותר ויותר מדענים מסבירים כיום שתחנות אלה גורמות הרבה פחות נזק לעולם מתחנות כוח המייצרות חשמל מנפט, גז ופחם - דלקי המאובנים שאחראים להתחממות הגלובלית המחמירה מיום ליום.


הנה סרטון שמסביר את הפקת החשמל בתחנת כוח גרעינית (מתורגם):

http://youtu.be/S-VMThrPt0s


העיר טומיוקה, שננטשה בשל אסון פוקושימה (מתורגם):

https://youtu.be/hJN3diBR44I


וכיום מדענים מדברים על מקור חדש ומבטיח פי כמה עם תגובת היתוך:

https://youtu.be/WPY1GialCg0

את הדלק סיפרו לנו שמייצרים מהנפט, שאותו שואבים מהאדמה. אבל לא כולם יודעים שהנפט נוצר באדמה, בתהליך שנמשך מאות מיליוני שנים.

לעיתים אומרים בחיוך שהנפט נוצר מדינוזאורים שמתו, אבל הנפט נוצר בעיקר גם משרידים של יצורי ים זעירים שנקראים פלנקטון, כמו גם משלדים של יצורים ימיים אחרים, שמתו והצטברו בקרקעית האוקיינוסים הקדומים.


איך נוצר הדלק? (עברית)

https://youtu.be/CpWRjv1tEck


כך נוצרים דלקים וחומרי בעירים מצמחים ובעלי חיים שמתו:

http://youtu.be/_8VqWKZIPrM


כך נוצר הפחם שבאדמה:

http://youtu.be/BQ_Ethb6_Wk


הסבר מורחב ומעמיק להיווצרות הפחם באדמת כדור הארץ:

http://youtu.be/MBeXRRTGjNE


כך נוצרו הדלקים העתיקים ומשמשים אותנו כדלקים וחומרי בעירה:

http://youtu.be/8YHsxXEVB1M


כך מוציאים גז ממעמקי האדמה:

http://youtu.be/Uti2niW2BRA


וכך מוציאים אותו מהים:

http://youtu.be/YQtDiX2Dbr0

גז טבעי הוא חומר דלק שרובו גז מתאן. בדומה לנפט, גם הגז הטבעי נוצר במעמקי האדמה, מריקבון של צמחים ובעלי חיים ימיים.

בלא חמצן מתחת לפני הים ובלחץ גבוה של הים נרקבים היצורים האורגניים המתים ויוצרים מרבצים של גז טבעי. גז זה הוא מקור אנרגיה שניתן לייצר ממנו חשמל, לחמם, לבשל בעזרתו ועוד.


הנה סרטון על הגז הטבעי והיתרונות (מתורגם):

http://youtu.be/39JvMpZIK1A


בישראל התגלו בשנים האחרונות גז טבעי בכמות מסחרית (מתורגם):

http://youtu.be/30ay1FXYq38


אסדת גז השואבת את הגז ממעמקי הים:

http://youtu.be/Z0T3MmNnxic

הנפט נוצר מתחת לפני האדמה. הוא נוצר משרידים ושלדים של פלנקטון, אצות ויצורים ימיים ויבשתיים אחרים.

כל אלה הצטברו בקרקעית האוקיינוסים הקדומים ועם הזמן, בתהליך שנמשך מאות מיליוני שנים, הם התפרקו והפכו לנפט.

את הנפט הזה שואבים מהאדמה ומזקקים אותו לדלק, המניע את המכוניות והמטוסים ומפעיל את מכונות התעשייה של העולם המודרני.


כך נוצר הנפט (עברית):

https://youtu.be/F6W7J7eSrFw


הוא יהפוך לאחר מכן לדלק:

https://youtu.be/CpWRjv1tEck


וכך הנפט נוצר ושואבים את הנפט מהאדמה:

http://youtu.be/xZ1HIBIIJU0

כבר בימי קדם למדו בני האדם לנצל את כוח הרוח, כדי לעשות מלאכות שדרשו הרבה אנרגיה.

המפרשים שעל הספינות, למשל, איפשרו להשתמש ברוח כדי לשוט למרחקים ארוכים.

במאות הקודמות איפשרו תחנות הרוח לטחון את החיטה בכוח הרוח.

בימינו משמשות טורבינות רוח ענקיות לייצור של חשמל מכוח הרוח.



הנה טחנות רוח בנות 1,000 שנה שעדיין טוחנות באיראן:

https://youtu.be/3qqifEdqf5g


בימינו מפיקים חשמל ואנרגיה מרוח:

http://youtu.be/kSFy-0xE-1U


והחשיבות של יצירת אנרגיה מהרוח לאמריקה:

http://youtu.be/RxZ46DTALIA

את הפחם כורים מהאדמה במכרות הפחם הגדולים. משם הוא מובל לתחנות כוח שבהן הופך הפחם לחשמל. בכל יום משתמשים במעל 20 אלף טון של פחם לייצור החשמל.

הפחם הזה מוסע על גבי מסועים אל התחנה, שבה הופך הפחם לאבקה. אבקה זו מורתחת בדודים שיוצרים ממנה קיטור ומסובבים טורבינות שיוצרות חשמל.


כך הפחם הופך לאבקת הפחם שמשמשת לייצור חשמל:

http://youtu.be/UbtZwZrotDY


והנה תהליך ייצור החשמל כולו:

http://youtu.be/GI7AhajfhWE?t=4s

תחנות רוח מעופפות (Flying wind turbines) הן סוג של דאונים ממונעים הטסים במעגלים וזרמי האוויר. אלה מניעים בהם מדחפים המחוברים לדינמו ויוצרים חשמל.

ככל שתחנת הרוח המעופפת עולה לגובה רב יותר, הרוח חזקה יותר ומאפשרת ייצור של יותר חשמל וביעילות רבה מזו של כל שבשבת רוח קרקעית.

מומחים מעריכים שתחנות החשמל המעופפות ישמשו בעתיד לייצור של חשמל באזורים נידחים שבהם לא ניתן ליצור חיבור רציף לרשת החשמל. מבסיסי צבא ומוצבים מרוחקים ועד למתקני מחקר שונים, או התיישבויות מרוחקות תחנות החשמל הללו יוכלו לספק חשמל זול וקבוע, מבלי להתבסס על גנרטורים המחייבים אספקה קבועה של דלק.


הנה סרטון על תחנות רוח המעופפות והפתרון שהן מאפשרות ליצירת חשמל מהרוח:

http://youtu.be/BIcwd0uRn10?t=26s


שימוש אפשרי בעתיד במסוקי רחפן שהטורבינות שלהם ישמשו לייצור חשמל:

http://youtu.be/m13VJ2SYcjM


ניסויים בטורבינת הרוח המעופפת Wing 7 שמדחפיה מייצרים חשמל:

https://youtu.be/hbPXXpaW5ws

מקורו של הפחם הוא בצמחיה. לפני מאות מיליוני שנים שקעה ונקברה צמחיה זו מתחת לעפר ולסלעים.

במשך מיליוני שנים נרקבה הצמחיה הזו. במהלך השנים הרבות היא עברה תהליכים כימיים באדמה. עם השנים התהליכים הללו הפכו אותה לחומר דליק - פחם.

כיום כורים את הפחם ממעמקי האדמה ומייצרים ממנו חשמל בתחנות כוח גדולות שלמען האמת גם מזהמות מאד ופוגעות בכדור הארץ.


כך נוצר הפחם:

https://youtu.be/BQ_Ethb6_Wk


ותהליך היווצרות הפחם:

http://youtu.be/QEa36qNo86E

כוחם של המים הזורמים בנהרות הוא עצום. המון אנרגיה משתחררת ממים זורמים אלו. בעולם נבנות על נהרות וסכרים הרבה תחנות כוח הידרואלקטריות.

בתחנת כוח הידרואלקטרית המים זורמים או נופלים מגובה וכך מניעים טורבינות ענקיות, המייצרות חשמל. כך כוח המים וכוח הכבידה המושך אותם למטה מסייעים לייצור של חשמל.

יש מדינות שהחשמל מיוצר בהן רק בטכנולוגיה הידרו-אלקטרית, כמו נורבגיה שכמעט כל החשמל מיוצר בה מכוח זרמי הנהרות.


כך מייצרים חשמל ממים (מתורגם):

http://youtu.be/FUCkaXsqRP8


וזו הדרך בה המים מסייעים לייצר חשמל (מתורגם):

http://youtu.be/zBXf4jogihw

הנעה היברידית או בעברית "הנעת כלאיים" היא הנעה שמשלבת שני סוגי מנוע בכלי רכב אחד. למכוניות היברידיות שני מנועים - לרוב מנוע חשמלי ולידו מנוע רגיל - בדרך כלל מנוע בעירה פנימית. שילוב המנועים מאפשר ניצול מיטבי של הדלק, מה שאומר שניתן לחסוך בעלות הנסיעה ולהקטין את זיהום האוויר שמייצרת המכונית ההיברידית.

עם זאת, בשל המנוע הכפול והמצבר היקר שבהן, כמו גם מורכבות התיאום בין המנועים, מחירן של מכוניות היברידיות הוא גבוה יותר משל כלי רכב רגילים. הן גם כבדות יותר, בשל המנוע והמצבר הנוספים והטיפול בהן יקר יותר מזה של מכונית רגילה.


הנה דוגמה למכונית הייבריד בישראל (עברית):

http://youtu.be/1LVlYxV8waY?t=8s


ומגוון האפשרויות להנעת כלי רכב:

https://youtu.be/UoH2-TlcDrU