Yenilenebilir kaynaklardan enerji nasıl depolanır ve depolanır. ☢ Hücrelerdeki enerji süreçleri: enerjinin depolanması ve kullanılması Enerjinin hücrede depolandığı yer

Yağlı ağaçların bol büyümesi,
çorak kumda hangi kök
onaylandı, açıkça belirtir ki
yağ havadan yağ bırakır
emmek ...
M.V. Lomonosov

Enerji bir hücrede nasıl depolanır? Metabolizma nedir? Glikoliz, fermantasyon ve hücresel solunum süreçlerinin özü nedir? Fotosentezin aydınlık ve karanlık evrelerinde hangi işlemler gerçekleşir? Enerji ve plastik metabolizma süreçleri nasıl ilişkilidir? Kemosentez nedir?

Ders-ders

Bazı enerji türlerini diğerlerine dönüştürme yeteneği (radyasyon enerjisini kimyasal bağların enerjisine, kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye vb.) Canlıların temel özelliklerinden biridir. Burada, bu işlemlerin canlı organizmalarda nasıl gerçekleştiğini ayrıntılı olarak ele alacağız.

ATF - HÜCRE İÇİNDEKİ ENERJİNİN TEMEL TAŞIYICISI... Hücrelerin hayati aktivitesinin herhangi bir tezahürünün uygulanması için enerjiye ihtiyaç vardır. Ototrofik organizmalar, fotosentez reaksiyonları sırasında Güneş'ten ilk enerjiyi alırken, heterotrofik organizmalar enerji kaynağı olarak gıdalardaki organik bileşikleri kullanır. Enerji, moleküllerin kimyasal bağlarında hücreler tarafından depolanır. ATP (adenozin trifosfat)üç fosfat grubu, bir şeker (riboz) tortusu ve bir nitrojenli baz (adenin) tortusundan oluşan bir nükleotit olan (Şekil 52).

Şekil: 52. ATP molekülü

Fosfat kalıntıları arasındaki bağa makroerjik denir, çünkü kırıldığında büyük miktarda enerji açığa çıkar. Genellikle hücre, yalnızca terminal fosfat grubunu bölerek ATP'den enerji çıkarır. Bu durumda ADP (adenozin difosfat), fosforik asit oluşur ve 40 kJ / mol salınır:

ATP molekülleri, hücrenin evrensel enerji pazarlık çipi rolünü oynar. Organik bileşiklerin enzimatik sentezi, proteinlerin çalışması - moleküler motorlar veya membran taşıma proteinleri vb. Olsun, enerji yoğun sürecin gerçekleştiği yere gönderilirler. ATP moleküllerinin ters sentezi, enerji absorpsiyonu ile ADP'ye bir fosfat grubu eklenerek gerçekleştirilir. Hücre tarafından ATP şeklinde enerji depolanması, reaksiyonlar sırasında gerçekleştirilir. enerji değişimi... İle yakından ilgilidir plastik değişimihücre, çalışması için gerekli olan organik bileşikleri üretir.

HÜCREDEKİ MADDE VE ENERJİ DEĞİŞİMİ (METABOLİZMA)... Metabolizma, birbirine bağlı tüm plastik ve enerji metabolizması reaksiyonlarının bir kümesidir. Hücreler sürekli olarak karbonhidratları, yağları, proteinleri, nükleik asitleri sentezler. Bileşiklerin sentezi her zaman enerji harcamasıyla, yani ATP'nin vazgeçilmez katılımıyla gerçekleşir. ATP oluşumu için enerji kaynakları, hücreye giren proteinlerin, yağların ve karbonhidratların oksidasyonunun enzimatik reaksiyonlarıdır. Bu işlem sırasında enerji ATP'de serbest bırakılır ve depolanır. Glikozun oksidasyonu, hücrenin enerji metabolizmasında özel bir rol oynar. Glikoz molekülleri bir dizi ardışık dönüşüme uğrar.

İlk aşama denir glikolizhücre sitoplazmasında geçer ve oksijen gerektirmez. Enzimleri içeren ardışık reaksiyonların bir sonucu olarak, glikoz iki piruvik asit molekülüne ayrılır. Bu durumda, iki ATP molekülü tüketilir ve oksidasyon sırasında açığa çıkan enerji, dört ATP molekülü oluşturmak için yeterlidir. Sonuç olarak, glikolizin enerji verimi küçüktür ve iki ATP molekülüne karşılık gelir:

C 6 H1 2 0 6 → 2C 3 H 4 0 3 + 4H + + 2ATP

Anaerobik koşullar altında (oksijen yokluğunda), başka dönüşümler çeşitli türlerle ilişkilendirilebilir. mayalanma.

Herkes biliyor laktik asit fermantasyonu (ekşi süt), laktik asit mantarları ve bakterilerin aktivitesi nedeniyle oluşur. Mekanizması glikolize benzer, sadece son ürün laktik asittir. Bu tip glikoz oksidasyonu, hücrelerde, örneğin yoğun çalışan kaslarda oksijen yetersiz olduğunda meydana gelir. Kimyada laktik asit ve alkolik fermantasyona yakın. Fark, alkollü fermantasyon ürünlerinin etil alkol ve karbon dioksit olması gerçeğinde yatmaktadır.

Piruvik asidin karbondioksit ve suya oksitlendiği bir sonraki aşamaya denir. hücresel solunum... Solunumla ilgili reaksiyonlar bitki ve hayvan hücrelerinin mitokondrilerinde ve sadece oksijen varlığında gerçekleşir. Bu, nihai ürün olan karbondioksiti oluşturmak için bir dizi kimyasal dönüşümdür. Bu işlemin çeşitli aşamalarında, hidrojen atomlarının ortadan kaldırılmasıyla ilk maddenin oksidasyonunun ara ürünleri oluşur. Aynı zamanda, ATP'nin kimyasal bağlarında "korunan" enerji açığa çıkar ve su molekülleri oluşur. Oksijenin tam olarak ayrık hidrojen atomlarını bağlamak için gerekli olduğu anlaşılıyor. Bu kimyasal dönüşüm dizisi oldukça karmaşıktır ve mitokondrinin, enzimlerin ve taşıyıcı proteinlerin iç zarlarının katılımıyla gerçekleşir.

Hücresel solunum çok etkilidir. 30 ATP molekülünün bir sentezi vardır, glikoliz sırasında iki molekül daha oluşur ve glikoliz ürünlerinin mitokondriyal zarlar üzerindeki dönüşümlerinin bir sonucu olarak altı ATP molekülü oluşur. Toplamda, bir glikoz molekülünün oksidasyonunun bir sonucu olarak, 38 ATP molekülü oluşur:

C 6 H 12 O 6 + 6H 2 0 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP

Mitokondride sadece şekerlerin değil, proteinlerin ve lipidlerin de oksidasyonunun son aşamaları gerçekleşir. Bu maddeler, hücreler tarafından esas olarak karbonhidrat kaynağı tükendiğinde kullanılır. İlk olarak, oksidasyon sırasında eşit hacimde karbonhidrat ve proteinden önemli ölçüde daha fazla enerji açığa çıkan yağ tüketilir. Bu nedenle hayvansal yağ, enerji kaynaklarının ana "stratejik rezervi" dir. Bitkilerde nişasta, enerji rezervi rolünü oynar. Depolandığında, enerji eşdeğeri yağ miktarından çok daha fazla yer kaplar. Bitkiler için bu, hareketsiz oldukları ve hayvanlar gibi kendi başlarına malzeme taşımadıkları için bir engel teşkil etmez. Karbonhidratlardan yağdan çok daha hızlı enerji elde edebilirsiniz. Proteinler vücutta birçok önemli işlevi yerine getirir, bu nedenle enerji metabolizmasına yalnızca şeker ve yağ kaynakları, örneğin uzun süreli açlık sırasında tükendiğinde dahil olurlar.

FOTOSENTEZ. Fotosentez güneş ışınlarının enerjisinin organik bileşiklerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürüldüğü bir süreçtir. Bitki hücrelerinde fotosentez ile ilgili işlemler kloroplastlarda gerçekleşir. Bu organelin içinde, Güneş'in ışıyan enerjisini yakalayan pigmentlerin gömülü olduğu zar sistemleri vardır. Fotosentezin ana pigmenti, ağırlıklı olarak mavi ve menekşeyi ve ayrıca spektrumun kırmızı ışınlarını emen klorofildir. Yeşil ışık yansıtılır, bu nedenle klorofilin kendisi ve onu içeren bitki kısımları yeşil görünür.

Fotosentezde iki aşama vardır - ışık ve karanlık (şek.53). Yayılan enerjinin gerçek yakalanması ve dönüşümü ışık fazı sırasında gerçekleşir. Işık kuantumunun emilmesi üzerine, klorofil uyarılmış bir duruma geçer ve bir elektron vericisi haline gelir. Elektronları, elektron taşıma zinciri boyunca bir protein kompleksinden diğerine aktarılır. Bu zincirin proteinleri, pigmentler gibi, kloroplastların iç zarında yoğunlaşmıştır. Bir elektron taşıyıcı zincir boyunca geçtiğinde, ATP'nin sentezi için kullanılan enerjiyi kaybeder. Işıkla uyarılan elektronların bir kısmı NDP'yi (nikotinamid adenin dinükleotifosfat) veya NADPH'yi azaltmak için kullanılır.

Şekil: 53. fotosentezin aydınlık ve karanlık fazlarının reaksiyon ürünleri

Güneş ışığının etkisi altında, kloroplastlar ayrıca su moleküllerini de parçalar. fotoliz; bu durumda, kayıplarını klorofille değiştiren elektronlar ortaya çıkar; yan ürün olarak oksijen oluşur:

Dolayısıyla, ışık fazının fonksiyonel anlamı, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürerek ATP ve NADPH'nin sentezidir.

Fotosentezin karanlık aşaması için ışığa ihtiyaç yoktur. Burada gerçekleşen işlemlerin özü, hafif fazda elde edilen ATP ve NADP · H moleküllerinin, CO2'yi karbonhidratlar şeklinde “sabitleyen” bir dizi kimyasal reaksiyonda kullanılmasıdır. Karanlık fazın tüm reaksiyonları kloroplastlar içinde gerçekleştirilir ve "fiksasyon" sırasında açığa çıkan karbondioksit ADP ve NADP, ATP ve NADPH sentezi için hafif faz reaksiyonlarında tekrar kullanılır.

Fotosentezin genel denklemi aşağıdaki gibidir:

PLASTİK VE ENERJİ DEĞİŞİM SÜREÇLERİ İLİŞKİSİ VE BİRLİĞİ... ATP sentez işlemleri sitoplazmada (glikoliz), mitokondride (hücresel solunum) ve kloroplastlarda (fotosentez) gerçekleşir. Bu süreçler sırasında meydana gelen tüm reaksiyonlar, enerji değişim reaksiyonlarıdır. ATP şeklinde depolanan enerji, hücrenin yaşamsal aktivitesi için gerekli olan proteinlerin, yağların, karbonhidratların ve nükleik asitlerin üretimi için plastik metabolizma reaksiyonlarında tüketilir. Fotosentezin karanlık fazının bir reaksiyonlar zinciri, plastik değişim olduğunu ve ışık fazının enerjik olduğunu unutmayın.

Enerji ve plastik değişim süreçlerinin ilişkisi ve birliği, aşağıdaki denklem ile iyi bir şekilde gösterilmiştir:

Bu denklemi soldan sağa okumak, glikoliz ve hücresel solunum sırasında glikozun karbondioksite ve suya oksidasyonu ile sonuçlanır ve ATP sentezi (enerji metabolizması) ile ilişkilendirilir. Sağdan sola okursanız, glikoz ATP'nin (plastik metabolizma) katılımıyla su ve karbondioksitten sentezlendiğinde fotosentezin karanlık fazının reaksiyonlarının bir tanımını alırsınız.

KEMOSİNTEZ... Fotoototroflara ek olarak, bazı bakteriler (hidrojen, nitrifikasyon, kükürt bakterileri, vb.) De inorganik olanlardan organik maddeleri sentezleyebilir. İnorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle bu sentezi gerçekleştirirler. Kemoototrof olarak adlandırılırlar. Bu kemosentetik bakteriler, biyosferde önemli bir rol oynar. Örneğin nitrifikasyon bakterileri, bitkiler tarafından asimilasyon için erişilemeyen amonyum tuzlarını, kendileri tarafından iyi emilen nitrik asit tuzlarına dönüştürür.

Hücre metabolizması, enerji ve plastik metabolizmanın reaksiyonlarından oluşur. Enerji metabolizması sırasında, organik bileşikler yüksek enerjili kimyasal bağlarla oluşur - ATP. Bunun için gerekli enerji, anaerobik (glikoliz, fermantasyon) ve aerobik (hücresel solunum) reaksiyonlar sırasında organik bileşiklerin oksidasyonundan gelir; Enerjisi ışık fazında (fotosentez) emilen güneş ışınlarından; inorganik bileşiklerin oksidasyonundan (kemosentez). ATP enerjisi, fotosentezin karanlık fazının reaksiyonlarını içeren plastik metabolizma reaksiyonları sırasında hücre için gerekli olan organik bileşiklerin sentezine harcanır.

• Plastik ve enerji metabolizması arasındaki farklar nelerdir?
• Güneş ışınlarının enerjisi nasıl fotosentezin ışık fazına dönüştürülür? Fotosentezin karanlık aşamasında hangi işlemler gerçekleşir?
• Neden fotosentez gezegensel-kozmik etkileşimin yansıma süreci olarak adlandırılır?

Virüsler dışındaki tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur. Bir bitki veya hayvanın yaşamı için gerekli tüm işlemleri sağlarlar. Hücrenin kendisi ayrı bir organizma olabilir. Ve böylesine karmaşık bir yapı enerjisiz nasıl yaşayabilir? Tabii ki değil. Peki hücrelere enerji temini nasıl gerçekleşir? Aşağıda tartışacağımız süreçlere dayanmaktadır.

Hücrelere enerji sağlamak: nasıl olur?

Çok az hücre dışarıdan enerji alır, bunu kendileri üretir. bir tür "istasyonları" var. Ve hücredeki enerji kaynağı, onu üreten organoid olan mitokondridir. Hücresel solunum süreci içinde gerçekleşir. Bundan dolayı hücrelere enerji verilir. Ancak sadece bitkilerde, hayvanlarda ve mantarlarda bulunurlar. Bakteri hücrelerinde mitokondri yoktur. Bu nedenle, içlerinde, enerjili hücrelerin sağlanması, esas olarak fermantasyon süreçlerinden kaynaklanır, solunumdan değil.

Mitokondri yapısı

Bu, evrim sırasında ökaryotik bir hücrede daha küçük bir hücre tarafından emilmesi sonucu ortaya çıkan iki zarlı bir organoiddir.Bu, mitokondrinin kendi DNA ve RNA'sına ve ayrıca organeller için gerekli proteinleri üreten mitokondriyal ribozomlara sahip olduğu gerçeğini açıklayabilir.

İç zar, cristae veya sırtlar adı verilen büyümelere sahiptir. Hücresel solunum süreci krista üzerinde gerçekleşir.

İki zarın içindeki şeye matris denir. Kimyasal reaksiyonları hızlandırmak için gerekli proteinler, enzimler ve ayrıca RNA, DNA ve ribozomlar içerir.

Hücresel solunum hayatın temelidir

Üç aşamada gerçekleşir. Her birine daha yakından bakalım.

İlk aşama hazırlıktır

Bu aşamada, karmaşık organik bileşikler daha basit olanlara ayrılır. Böylece proteinler amino asitlere, yağlar karboksilik asitlere ve gliserole, nükleik asitlerden nükleotidlere ve karbonhidratlar glikoza dönüşür.

Glikoliz

Bu oksijensiz bir aşamadır. İlk aşamada elde edilen maddelerin daha da bozulmuş olmasından oluşur. Hücrenin bu aşamada kullandığı ana enerji kaynakları glikoz molekülleridir. Glikoliz sürecindeki her biri iki piruvat molekülüne parçalanır. Bu, birbirini izleyen on kimyasal reaksiyon sırasında olur. İlk beş nedeniyle glikoz fosforile edilir ve ardından iki fosfotrioza bölünür. Sonraki beş reaksiyonda, iki molekül ve iki PVC molekülü (piruvik asit) oluşur. Hücrenin enerjisi ATP şeklinde depolanır.

Tüm glikoliz süreci aşağıdaki gibi basitleştirilebilir:

2NAD + 2ADP + 2H 3 PO 4 + C 6 H 12 O 6 → 2H 2 O + 2NAD. H 2 + 2C 3 H 4 O 3 + 2ATF

Böylece hücre, bir glikoz molekülü, iki ADP molekülü ve iki fosforik asit kullanarak, bir sonraki adımda kullanacağı iki ATP molekülü (enerji) ve iki piruvik asit molekülü alır.

Üçüncü aşama oksidasyondur

Bu aşama sadece oksijen varlığında gerçekleşir. Bu aşamanın kimyasal reaksiyonları mitokondride gerçekleşir. Bu, en fazla enerjinin salındığı ana kısımdır. Bu aşamada oksijen ile reaksiyona girerek su ve karbondioksite ayrışır. Ek olarak 36 ATP molekülü oluşur. Böylece, hücredeki ana enerji kaynaklarının glikoz ve pirüvik asit olduğu sonucuna varabiliriz.

Tüm kimyasal reaksiyonları özetleyerek ve ayrıntıları atlayarak, basitleştirilmiş tek bir denklemde tüm hücresel solunum sürecini ifade edebiliriz:

6O 2 + C 6 H 12 O 6 + 38ADP + 38H 3 PO 4 → 6CO 2 + 6H2O + 38ATF.

Böylelikle solunum sırasında hücre, bir glikoz molekülünden, altı oksijen molekülünden, otuz sekiz ADP molekülünden ve aynı miktarda fosforik asitten enerji depolanan formda 38 ATP molekülü alır.

Çeşitli mitokondriyal enzimler

Hücre, solunum nedeniyle hayati aktivite için enerji alır - glikozun oksidasyonu ve ardından pirüvik asit. Bütün bu kimyasal reaksiyonlar enzimler - biyolojik katalizörler - olmadan gerçekleşemezdi. Hücresel solunumdan sorumlu organeller olan mitokondride bulunanlara bir göz atalım. Redoks reaksiyonlarının meydana gelmesini sağlamak için gerekli olduklarından hepsine oksidoredüktazlar denir.

Tüm oksidoredüktazlar iki gruba ayrılabilir:

• oksidaz;
• dehidrojenaz;

Dehidrojenazlar sırayla aerobik ve anaerobik olarak ayrılır. Aerobik olanlar, vücudun B2 vitamininden aldığı koenzim riboflavin içerir. Aerobik dehidrojenazlar, koenzimler olarak NAD ve NADP moleküllerini içerir.

Oksidazlar daha çeşitlidir. Öncelikle iki gruba ayrılırlar:

• bakır içerenler;
• demir içerenler.

İlki, polifenol oksidazları, askorbat oksidazı ve ikincisi, katalaz, peroksidaz ve sitokromları içerir. İkincisi sırayla dört gruba ayrılır:

• sitokromlar a;
• sitokromlar b;
• sitokromlar c;
• sitokromlar d.

Sitokromlar a demir-formilporfirin, sitokromlar b - demir protoporfirin, c - ikameli demir mezoporfirin, d - demir dihidroporfirin içerir.

Enerji almanın başka yolları var mı?

Çoğu hücrenin hücresel solunum yoluyla almasına rağmen, oksijene ihtiyaç duymayan anaerobik bakteriler de vardır. Fermantasyon yoluyla gerekli enerjiyi üretirler. Bu, enzimlerin yardımıyla karbonhidratların oksijen katılımı olmadan parçalandığı ve bunun sonucunda hücrenin enerji aldığı bir süreçtir. Kimyasal reaksiyonların son ürününe bağlı olarak birkaç fermantasyon türü vardır. Laktik asit, alkollü, bütirik asit, aseton-bütan, sitrik asit olabilir.

Örneğin, aşağıdaki denklemle ifade edilebileceğini düşünün:

S 6 N 12 O 6 → C 2 H 5 OH + 2CO 2

Yani, bakteri bir glikoz molekülünü bir etil alkol molekülüne ve iki karbon (IV) oksit molekülüne ayırır.

Enerji değişimi - Bu, ATP moleküllerinin yüksek enerjili bağlarında depolanan ve daha sonra biyosentez de dahil olmak üzere hücre yaşamı sürecinde kullanılan enerjinin salınmasıyla devam eden karmaşık organik bileşiklerin aşamalı bir ayrışmasıdır. plastik değişimi.

Aerobik organizmalarda şunlar vardır:

1. Hazırlık - biyopolimerlerin monomerlere bölünmesi.
2. Oksijensiz - glikoliz - glikozun piruvik aside parçalanması.
3. Oksijen - pirüvik asidin karbon dioksit ve suya ayrılması.

Hazırlık aşaması

Enerji metabolizmasının hazırlık aşamasında, gıda ile alınan organik bileşikler daha basit olanlara, genellikle monomerlere ayrılır. Böylece karbonhidratlar, glikoz dahil şekerlere ayrılır; proteinler - amino asitlere; yağlar - gliserin ve yağ asitlerine.

Enerji açığa çıkmasına rağmen ATP'de depolanmaz ve bu nedenle daha sonra kullanılamaz. Enerji ısı olarak dağılır.

Çok hücreli kompleks hayvanlarda polimerlerin parçalanması, burada bezler tarafından salgılanan enzimlerin etkisi altında sindirim sisteminde meydana gelir. Daha sonra oluşan monomerler, esas olarak bağırsaklar yoluyla kana emilir. Zaten kan, hücreler aracılığıyla besinleri taşır.

Bununla birlikte, tüm maddeler sindirim sistemindeki monomerlere ayrışmaz. Birçoğunun bölünmesi doğrudan hücrelerde, lizozomlarında meydana gelir. Tek hücreli organizmalarda, emilen maddeler sindirildikleri sindirim vakuollerine girer.

Elde edilen monomerler hem enerji hem de plastik değişimi için kullanılabilir. İlk durumda, bölünürler, ikincisinde, hücrelerin kendilerinin bileşenleri onlardan sentezlenir.

Enerji metabolizmasının oksijensiz aşaması

Oksijensiz aşama, hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir ve aerobik organizmalar söz konusu olduğunda, yalnızca glikoliz - glikozun enzimatik çok aşamalı oksidasyonu ve pirüvik aside parçalanmasıbuna piruvat da denir.

Glikoz molekülünün altı karbon atomu vardır. Glikoliz sırasında, üç karbon atomu içeren iki piruvat molekülüne bölünür. Bu durumda, hidrojen atomlarının bir kısmı ayrılır ve bunlar koenzim NAD'ye aktarılır ve bu da daha sonra oksijen aşamasına katılır.

Glikoliz sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP moleküllerinde depolanır. Glikoz molekülü başına yalnızca iki ATP molekülü sentezlenir.

NAD'de depolanan piruvatta kalan enerji, enerji metabolizmasının bir sonraki aşamasında aeroblardan daha fazla çıkarılacaktır.

Anaerobik koşullar altında, hücresel solunumun oksijen aşaması olmadığında, piruvat laktik aside "nötralize edilir" veya fermente edilir. Bu durumda enerji depolanmaz. Bu nedenle, burada yararlı bir enerji çıkışı yalnızca düşük etkili glikoliz ile sağlanır.

Oksijen aşaması

Oksijen aşaması mitokondride gerçekleşir. İçinde iki alt aşama ayırt edilir: Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon. Hücrelere giren oksijen sadece saniyede kullanılır. Krebs döngüsünde karbondioksit oluşur ve salınır.

Krebs döngüsü mitokondri matrisindeki ilerlemeler, çeşitli enzimler tarafından gerçekleştirilir. Piruvik asit (veya yağ asidi, amino asit) molekülünü kendisi almaz, ancak asetil grubu ondan eski piruvatın iki karbon atomunu içeren koenzim-A yardımıyla ayrılmıştır. Çok aşamalı Krebs döngüsü sırasında, asetil grubu iki CO2 molekülüne ve hidrojen atomuna bölünür. Hidrojen, NAD ve FAD ile birleşir. Ayrıca, GDP molekülünün sentezi gerçekleşir ve ATP'nin sentezine yol açar.

İki pirüvatın oluştuğu bir glikoz molekülü için iki Krebs döngüsü vardır. Böylece iki ATP molekülü oluşur. Enerji değişimi burada biterse, glikoz molekülünün toplam parçalanması 4 ATP molekülü (glikolizden iki tane) verecektir.

Oksidatif fosforilasyon iç mitokondriyal zarın büyümesi - cristae üzerinde ilerler. Sözde solunum zincirini oluşturan ve ATP sentetaz enzimi ile biten bir enzim ve koenzim taşıyıcısı tarafından sağlanır.

Solunum zinciri yoluyla, hidrojen ve elektronlar, NAD ve FAD koenzimlerinden transfer edilir. Transfer, hidrojen protonlarının iç mitokondriyal zarın dışında birikeceği ve zincirdeki son enzimler sadece elektronları aktaracağı şekilde gerçekleştirilir.

Sonuçta elektronlar, zarın içindeki oksijen moleküllerine aktarılır ve bunun sonucunda negatif olarak yüklenirler. Elektrik potansiyeli gradyanının kritik bir seviyesi ortaya çıkar ve protonların ATP sentetaz kanalları boyunca hareketine yol açar. Hidrojen protonlarının hareket enerjisi, ATP moleküllerini sentezlemek için kullanılır ve protonlar, su molekülleri oluşturmak için oksijen anyonları ile birleşir.

ATP moleküllerinde ifade edilen solunum zincirinin işleyişinin enerji verimi büyüktür ve toplamda bir başlangıç \u200b\u200bglikoz molekülü başına 32 ila 34 ATP molekülüdür.

Bu materyal, daha önce http://khd2.narod.ru/gratis/accumul.htm adresinde yayınlanan ve örneğin http: // battery-info gibi diğer kaynaklardan birkaç paragrafın eklenmesiyle yayınlanan “Enerji depolama cihazlarının türlerine genel bakış” makalesine dayanmaktadır. ru / alternatifler.

Alternatif enerjinin temel sorunlarından biri, yenilenebilir kaynaklardan eşit olmayan bir şekilde tedarik edilmesidir. Güneş sadece gündüzleri parlar ve bulutsuz havalarda rüzgar ya eser ya da söner. Ve elektrik talebi sabit değildir, örneğin, aydınlatmaya gündüzleri daha az, akşamları daha çok ihtiyaç duyulur. Ve insanlar geceleri şehirlerin ve köylerin ışıklarla dolmasından hoşlanıyor. Ya da en azından sadece sokaklar aydınlatılıyor. Böylece görev ortaya çıkar - alınan enerjiyi bir süre kurtarmak için, ihtiyaç maksimum olduğunda ve alım yeterli olmadığında kullanmak için.

ABD'de HPP TaumSauk. Düşük gücüne rağmen tüm dünyada kalp şeklindeki üst havzasıyla tanınır.

Daha küçük ölçekli hidrolik yerçekimi enerjisi akümülatörleri de vardır. Önce bir yer altı rezervuarından (kuyudan) 10 ton suyu kuledeki bir konteynere pompalıyoruz. Daha sonra yerçekimi etkisi altındaki tanktan gelen su, bir elektrik jeneratörüyle bir türbini döndürerek tanka geri akar. Böyle bir sürücünün hizmet ömrü 20 yıl veya daha fazla olabilir. Avantajlar: Bir rüzgar türbini kullanılırken, ikincisi doğrudan bir su pompasını çalıştırabilir; kuledeki bir tanktan gelen su diğer ihtiyaçlar için kullanılabilir.

Ne yazık ki, hidrolik sistemlerin uygun teknik koşullarda bakımı katı hal sistemlere göre daha zordur - her şeyden önce bu, tankların ve boru hatlarının sıkılığı ve kapatma ve pompalama ekipmanının servis kolaylığı ile ilgilidir. Ve bir daha önemli durum - enerji birikimi ve kullanımı anlarında, çalışma sıvısı (en azından oldukça büyük bir kısmı) sıvı bir toplanma durumunda olmalı ve buz veya buhar şeklinde olmamalıdır. Ancak bazen bu tür depolama cihazlarında, örneğin üst rezervuarı eriyik veya yağmur suyuyla doldururken ek serbest enerji elde etmek mümkündür.

Mekanik enerji depolama

Mekanik enerji, bireysel cisimlerin veya parçacıklarının etkileşimi, hareketi sırasında kendini gösterir. Vücudun hareketinin veya dönmesinin kinetik enerjisini, elastik cisimlerin (yayların) bükülmesi, gerilmesi, bükülmesi, sıkışması sırasında oluşan deformasyon enerjisini içerir.

Jiroskopik enerji depolama

Ufimtsev'in jiroskopik deposu.

Jiroskopik depolama cihazlarında enerji, hızla dönen bir volanın kinetik enerjisi biçiminde depolanır. Volan ağırlığının her bir kilogramı için depolanan özgül enerji, büyük bir yüksekliğe kaldırıldığında bile bir kilogram statik yükte depolanabilecek olandan çok daha yüksektir ve en son ileri teknoloji gelişmeleri, en etkili kimyasal türlerinin birim kütle başına kimyasal enerji stoğu ile karşılaştırılabilir bir depolanmış enerji yoğunluğu vaat etmektedir. yakıt. Volanın bir başka büyük artısı, yalnızca mekanik transmisyon durumunda malzemelerin gerilme mukavemeti veya elektrikli, pnömatik veya hidrolik transmisyonların "verimi" ile sınırlı olan çok yüksek gücü hızla geri alma veya alma becerisidir.

Maalesef, volanlar, ekseni bükme eğiliminde olan muazzam jiroskopik yükler yarattığından, dönme düzlemi dışındaki düzlemlerdeki şoklara ve rotasyonlara duyarlıdır. Ek olarak, volanda depolanan enerjinin depolama süresi nispeten kısadır ve geleneksel tasarımlar için tipik olarak birkaç saniye ila birkaç saat arasında değişir. Dahası, sürtünmeden kaynaklanan enerji kayıpları çok fazla fark edilir hale gelir ... Bununla birlikte, modern teknolojiler, depolama süresini önemli ölçüde artırmayı mümkün kılar - birkaç aya kadar.

Son olarak, hoş olmayan bir an daha - volan tarafından depolanan enerji doğrudan dönüş hızına bağlıdır, bu nedenle enerji biriktikçe veya serbest bırakıldıkça, dönüş hızı her zaman değişir. Aynı zamanda, yük çoğu zaman birkaç bin rpm'yi geçmeyen sabit bir dönme hızı gerektirir. Bu nedenle, gücü volana ve tam tersine iletmek için tamamen mekanik sistemler üretilemeyecek kadar karmaşık olabilir. Bazen bir elektromekanik şanzıman, aynı şaft üzerinde bulunan bir volan veya buna bağlı sert bir dişli kutusu bulunan bir motor jeneratörünü kullanarak durumu basitleştirebilir. Ancak, telleri ve sargıları ısıtmak için enerji kayıpları kaçınılmazdır ve bu, iyi varyatörlerde sürtünme ve kayma kayıplarından çok daha yüksek olabilir.

Çelik bant, tel veya yüksek mukavemetli sentetik elyaftan dönüşlerden oluşan süper volanlar özellikle ümit verici. Sargı yoğun olabilir veya özel olarak bırakılmış bir boş alana sahip olabilir. İkinci durumda, volan çözülürken, bant merkezden dönme çevresine döner, volanın eylemsizlik momentini değiştirir ve eğer bant yay ise, enerjinin bir kısmını yayın elastik deformasyon enerjisinde depolar. Sonuç olarak, bu tür volanlarda, dönme hızı biriken enerjiyle o kadar doğrudan ilişkili değildir ve en basit tek parçalı yapılardan çok daha kararlıdır ve enerji tüketimleri gözle görülür şekilde daha yüksektir. Daha yüksek enerji yoğunluklarına ek olarak, çeşitli kazalarda daha güvenlidirler, çünkü büyük monolitik bir volanın parçalarından farklı olarak, top mermileriyle karşılaştırılabilir enerji ve yıkıcı güçlerinde, bir yay parçaları çok daha az "ölümcüldür" ve genellikle bir patlama volanı için oldukça etkili bir şekilde yavaşlatır. vücudun duvarlarına sürtünme hesabı. Aynı nedenden ötürü, malzeme mukavemetinin yeniden dağıtımına yakın modlarda çalışmak üzere tasarlanmış modern katı volanlar, genellikle monolitik değil, bir bağlayıcı ile emprenye edilmiş kablolardan veya liflerden dokunmuştur.

Bir vakum dönüş odası ve Kevlar fiberden yapılmış bir süper volanın manyetik süspansiyonuna sahip modern tasarımlar, 5 MJ / kg'dan daha fazla depolanan enerji yoğunluğu sağlar ve haftalarca veya aylarca kinetik enerjiyi depolayabilir. İyimser tahminlere göre, sarma için süper güçlü bir "süper karbon" fiberin kullanılması, depolanan enerjinin dönüş hızını ve özgül yoğunluğunu birçok kez artıracaktır - 2-3 GJ / kg'a kadar (100-150 kg ağırlığındaki böyle bir volanın bir dönüşünün bir çalışma için yeterli olacağını vaat ediyorlar. bir milyon kilometre veya daha fazla, yani arabanın neredeyse tüm ömrü boyunca!). Ancak yine de bu elyafın maliyeti altın maliyetinden kat kat fazla, bu yüzden Arap şeyhler bile bu tür makinelere henüz parası yetmiyor ... Volan tahrikleri hakkında daha fazla bilgiyi Nurbey Gulia kitabından okuyabilirsiniz.

Gyroresonant enerji depolama

Bu akümülatörler aynı volandır, ancak elastik malzemeden (örneğin kauçuk) yapılmıştır. Sonuç olarak, temelde yeni özelliklere sahiptir. Böyle bir volanda hız arttıkça, "büyümeler" - "yapraklar" oluşmaya başlar - önce bir elips, sonra üç, dört veya daha fazla "yaprak" içeren bir "çiçeğe" dönüşür ... Aynı zamanda, "yaprakların" oluşumunun başlamasından sonra, çarkın dönme hızı zaten pratik olarak değişmez ve enerji, bu "yaprakları" oluşturan volan malzemesinin rezonant elastik deformasyon dalgasında depolanır.

1970'lerin sonunda ve 1980'lerin başında N.Z. Garmash, Donetsk'te bu tür tasarımlarla uğraştı. Elde ettiği sonuçlar etkileyici - tahminlerine göre, sadece 7-8 bin rpm'lik bir volan çalışma hızıyla, depolanan enerji, otomobilin aynı boyutta geleneksel bir volanla 30 km'ye karşı 1.500 km yol kat etmesi için yeterliydi. Ne yazık ki, bu tür bir sürücü hakkında daha yeni bilgiler bilinmemektedir.

Elastik kuvvetler kullanan mekanik akümülatörler

Bu cihaz sınıfı, çok yüksek bir özgül enerji depolama kapasitesine sahiptir. Küçük boyutlara (birkaç santimetre) uyulması gerekiyorsa, enerji tüketimi mekanik depolama cihazları arasında en yüksektir. Ağırlık ve boyut özelliklerine ilişkin gereklilikler çok katı değilse, büyük ultra yüksek hızlı volanlar enerji kapasitesini aşar, ancak dış etkenlere karşı çok daha duyarlıdır ve çok daha kısa enerji depolama süresine sahiptirler.

Yay mekanik depolama

Yayın sıkıştırılması ve uzatılması, çok yüksek bir akış hızı ve birim zaman başına enerji kaynağı sağlayabilir - belki de tüm enerji depolama cihazları arasında en büyük mekanik güç. Volan çarklarında olduğu gibi, sadece malzemelerin mukavemeti ile sınırlıdır, ancak yaylar genellikle çalışma öteleme hareketini doğrudan uygular ve volanlarda oldukça karmaşık bir aktarım olmadan yapamazsınız (mekanik ana yayların pnömatik silahlarda veya gaz bidonlarında kullanılması tesadüf değildir. aslında, önceden şarj edilmiş hava yaylarıdır; ateşli silahların ortaya çıkmasından önce, yaylı silahlar da uzaktan savaşmak için kullanılıyordu - yeni çağdan çok önce, profesyonel birliklerdeki kinetik enerji birikimi ile sapanı tamamen değiştiren yaylar ve tatar yayları).

Sıkıştırılmış bir yayda depolanan enerji yıllarca depolanabilir. Bununla birlikte, sürekli deformasyonun etkisi altında, herhangi bir malzemenin zamanla yorgunluk biriktirdiği ve yay metalinin kristal kafesinin yavaşça değiştiği ve iç gerilmeler ne kadar büyük ve ortam sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bunun o kadar erken ve büyük ölçüde olacağı akılda tutulmalıdır. Bu nedenle, birkaç on yıl sonra sıkıştırılmış yay dışarıya doğru değişmeden tamamen veya kısmen "boşaltılabilir". Bununla birlikte, yüksek kaliteli çelik yaylar, aşırı ısınmaya veya hipotermiye maruz kalmazlarsa, yüzyıllarca gözle görülür kapasite kaybı olmadan çalışabilirler. Örneğin, tam bir fabrikadan antika bir mekanik duvar saati, yarım asırdan fazla bir süre önce yapıldığı gibi, iki hafta boyunca hala çalışıyor.

Yayı kademeli olarak ve tekdüze bir şekilde “şarj etmek” ve “boşaltmak” gerekirse, bunu sağlayan mekanizma çok karmaşık ve kaprisli olabilir (aynı mekanik saate bakın - aslında birçok dişli ve diğer parça bu amaca hizmet eder). Elektromekanik iletim durumu basitleştirebilir, ancak genellikle böyle bir cihazın anlık gücüne önemli kısıtlamalar getirir ve düşük güçlerle (birkaç yüz watt veya daha az) çalışırken verimliliği çok düşüktür. Ayrı bir görev, minimum hacimde maksimum enerjinin birikmesidir, çünkü bu, özellikle dikkatli hesaplamalar ve kusursuz işçilik gerektiren, kullanılan malzemelerin nihai mukavemetine yakın mekanik gerilimler yaratır.

Burada yaylardan bahsederken, sadece metali değil diğer elastik katı elementleri de akılda tutmak gerekir. Bunlar arasında en yaygın olanı lastik bantlardır. Bu arada, kütle birimi başına depolanan enerji açısından, kauçuk onlarca kez çeliği aşıyor, ancak yaklaşık aynı miktarda daha az hizmet veriyor ve çeliğin aksine, aktif kullanım olmadan ve ideal dış ortamla bile birkaç yıl sonra özelliklerini kaybediyor. koşullar - malzemenin nispeten hızlı kimyasal yaşlanmasına ve bozulmasına bağlı olarak.

Mekanik gaz depolama

Bu cihaz sınıfında, sıkıştırılmış gazın esnekliği nedeniyle enerji birikir. Fazla enerji olduğunda, kompresör silindire gaz pompalar. Depolanan enerjinin kullanılması gerektiğinde, sıkıştırılmış gaz, gerekli mekanik işi doğrudan yapan veya bir elektrik jeneratörünü döndüren bir türbine verilir. Türbin yerine, düşük güçte daha verimli olan bir pistonlu motor kullanabilirsiniz (bu arada, tersinir pistonlu motor kompresörleri de vardır).

Hemen hemen her modern endüstriyel kompresör, benzer bir akümülatör - bir alıcı ile donatılmıştır. Doğru, buradaki basınç nadiren 10 atm'yi aşıyor ve bu nedenle böyle bir alıcıdaki enerji rezervi çok büyük değil, ancak bu bile genellikle birkaç kez kurulum kaynağını artırmaya ve enerji tasarrufu sağlamaya izin veriyor.

Onlarca ve yüzlerce atmosfer basıncına sıkıştırılan gaz, neredeyse sınırsız bir süre boyunca (aylar, yıllar ve yüksek kaliteli alıcı ve kapatma vanaları ile - onlarca yıl) yeterince yüksek spesifik depolanmış enerji yoğunluğu sağlayabilir - onlarca yıl, sıkıştırılmış teneke kutular kullanan pnömatik silahlar boşuna değildir. gaz çok yaygınlaştı). Bununla birlikte, tesisata dahil edilen türbinli veya pistonlu motorlu kompresör oldukça karmaşık, kaprisli cihazlardır ve çok sınırlı bir kaynağa sahiptir.

Enerji rezervleri oluşturmak için ümit verici bir teknoloji, havanın, ikincisine acil ihtiyaç olmadığı bir zamanda mevcut enerjiyi kullanarak sıkıştırılmasıdır. Basınçlı hava soğutulur ve 60-70 atmosfer basınçta depolanır. Depolanan enerjinin tüketilmesi gerekiyorsa, hava depodan çekilir, ısınır ve daha sonra özel bir gaz türbinine girer, burada sıkıştırılmış ve ısıtılmış havanın enerjisi, şaftı güç sistemine elektrik sağlayan bir elektrik jeneratörüne bağlı olan türbin kademelerini döndürür.

Basınçlı havanın depolanması için, örneğin uygun mayınların veya tuz kayasında özel olarak oluşturulmuş yer altı tanklarının kullanılması önerilmektedir. Konsept yeni değil, bir yeraltı mağarasında sıkıştırılmış havanın depolanması 1948 gibi erken bir tarihte patentlendi ve 290 MW kapasiteli ilk basınçlı hava enerji depolama (CAES) tesisi, 1978'den beri Almanya'daki Huntorf enerji santralinde faaliyet gösteriyor. Hava sıkıştırma aşamasında, ısı olarak büyük miktarda enerji kaybedilir. Bu kayıp enerji gaz türbininde genleşme aşamasından önce basınçlı hava ile telafi edilmelidir, bunun için hidrokarbon yakıt kullanılarak hava sıcaklığı yükseltilerek kullanılır. Bu, kurulumların yüzde yüz verimlilikten uzak olduğu anlamına gelir.

CAES'in verimliliğini artırmak için umut verici bir yol var. Havanın sıkıştırılması ve soğutulması sırasında kompresörün çalışması sırasında üretilen ısının tutulması ve depolanması, daha sonra soğuk hava yeniden ısıtıldığında yeniden kullanılması (geri kazanım olarak adlandırılır). Bununla birlikte, bu CAES seçeneğinin, özellikle uzun vadeli bir ısı koruma sistemi oluşturma yönünde önemli teknik zorlukları vardır. AA-CAES (Gelişmiş Adyabatik-CAES), bu sorunları çözerek, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar tarafından gündeme getirilen bir sorun olan büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinin önünü açabilir.

Kanadalı bir girişim olan Hydrostor'un üyelerinin başka bir alışılmadık çözümü var - enerjiyi su altı baloncuklarına pompalamak.

Isı enerjisi depolama

İklim koşullarımızda, tüketilen enerjinin çok önemli bir kısmı (genellikle ana) ısıtmaya harcanır. Bu nedenle, ısıyı doğrudan depolama cihazında biriktirmek ve sonra geri almak çok uygun olacaktır. Ne yazık ki, çoğu durumda, depolanan enerjinin yoğunluğu çok düşüktür ve korunma koşulları çok sınırlıdır.

Katı veya eriyen ısı depolama malzemesine sahip ısı akümülatörleri vardır; sıvı; buhar; termokimyasal; elektrikli ısıtma elemanı ile. Isı akümülatörleri, katı yakıtlı kazan, güneş enerjisi sistemi veya kombine bir sisteme sahip bir sisteme bağlanabilir.

Isı kapasitesi nedeniyle enerji depolama

Bu tip depolama cihazlarında, çalışma sıvısı olarak görev yapan maddenin ısı kapasitesi nedeniyle ısı birikir. Bir ısı akümülatörünün klasik bir örneği, Rus sobasıdır. Günde bir kez ısıtıldıktan sonra evi 24 saat ısıttı. Günümüzde, bir ısı akümülatörü, çoğu zaman, yüksek ısı yalıtım özelliklerine sahip bir malzeme ile kaplanmış, sıcak su depolamak için tanklar anlamına gelmektedir.

Örneğin seramik tuğlalarda katı ısı taşıyıcılara dayanan ısı akümülatörleri de vardır.

Farklı maddelerin farklı ısı kapasiteleri vardır. Çoğu için 0,1 ila 2 kJ / (kg · K) aralığındadır. Su anormal derecede yüksek ısı kapasitesine sahiptir - sıvı fazdaki ısı kapasitesi yaklaşık 4,2 kJ / (kg K) 'dir. Sadece çok egzotik lityum daha yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir - 4,4 kJ / (kg · K).

Ancak, dışında özısı (kütlece) dikkate alınmalı ve hacimsel ısı kapasitesi, aynı hacimdeki farklı maddelerin sıcaklığını aynı miktarda değiştirmek için ne kadar ısıya ihtiyaç olduğunu belirlemenizi sağlar. Olağan özgül (kütle) ısı kapasitesinden, karşılık gelen maddenin özgül yoğunluğu ile çarpılarak hesaplanır. Hacimsel ısı kapasitesi, ısı akümülatörünün hacmi ağırlığından daha önemli olduğunda yönlendirilmelidir. Örneğin, çeliğin özgül ısı kapasitesi yalnızca 0,46 kJ / (kg K), ancak yoğunluk 7800 kg / m3 ve örneğin polipropilen için - 1,9 kJ / (kg K) - 4 kattan fazla, ancak yoğunluğu sadece 900 kg / m3'tür. Bu nedenle, aynı ses çelik, polipropilenden 2,1 kat daha fazla ısı depolayabilir, ancak neredeyse 9 kat daha ağır olacaktır. Ancak suyun anormal derecede yüksek ısı kapasitesi nedeniyle, hacimsel ısı kapasitesi açısından hiçbir malzeme onu geçemez. Bununla birlikte, demirin ve alaşımlarının (çelik, dökme demir) hacimsel ısı kapasitesi sudan% 20'den daha az farklılık gösterir - bir metreküpte her bir sıcaklık değişikliği derecesi için 3,5 MJ'den fazla ısı depolayabilirler, bakırın hacimsel ısı kapasitesi biraz daha azdır - 3,48 MJ /(cube.m K). Normal koşullar altında havanın ısı kapasitesi yaklaşık 1 kJ / kg veya 1.3 kJ / m3'tür, bu nedenle bir metreküp havayı 1 ° ısıtmak için 1/3 litreden biraz daha az suyu aynı derecede (doğal olarak havadan daha sıcak) soğutmak yeterlidir. ).

Cihazın basitliğinden dolayı (sabit bir katı parça veya sıvı bir ısı taşıyıcısı olan kapalı bir rezervuardan daha basit olabilir mi?), Bu tür enerji depolama cihazları, sıvı kuruyana kadar veya rezervuar hasar görene kadar ısı transfer sıvıları için neredeyse sınırsız sayıda enerji depolama-bırakma döngüsüne ve çok uzun bir hizmet ömrüne sahiptir. Korozyon veya diğer nedenlerden dolayı, katı hal için bu kısıtlamalar yoktur. Ancak depolama süresi çok sınırlıdır ve kural olarak birkaç saatten birkaç güne kadar değişir - daha uzun bir süre için, sıradan ısı yalıtımı artık ısıyı tutamaz ve depolanan enerjinin özgül yoğunluğu düşüktür.

Son olarak, bir durum daha vurgulanmalıdır - etkili çalışma için, sadece ısı kapasitesi değil, aynı zamanda ısı akümülatör maddesinin ısıl iletkenliği de önemlidir. Yüksek ısı iletkenliği ile, dış koşullardaki oldukça hızlı değişikliklere bile, ısı akümülatörü tüm kütlesiyle ve dolayısıyla depolanan tüm enerjisiyle - yani mümkün olduğunca verimli bir şekilde reaksiyona girecektir. Zayıf ısıl iletkenlik durumunda, ısı akümülatörünün yalnızca yüzey kısmının reaksiyona girme zamanı olacaktır ve dış koşullardaki kısa süreli değişikliklerin derin katmanlara ulaşmak için zamanı olmayacaktır ve böyle bir ısı akümülatörünün maddesinin önemli bir kısmı aslında işten çıkarılacaktır. Yukarıda ele alınan örnekte bahsedilen polipropilen, çelikten neredeyse 200 kat daha az ısıl iletkenliğe sahiptir ve bu nedenle, yeterince yüksek özgül ısıya rağmen, etkili bir ısı akümülatörü olamaz. Bununla birlikte, teknik olarak sorun, soğutucuyu ısı akümülatörünün içinde dolaştırmak için özel kanallar düzenleyerek kolayca çözülebilir, ancak böyle bir çözümün tasarımı önemli ölçüde karmaşıklaştırdığı, güvenilirliğini ve enerji tüketimini azalttığı ve kesinlikle monolitik bir malzeme parçası için pek ihtiyaç duyulmayan periyodik bakım gerektireceği açıktır.

Göründüğü kadar tuhaf, bazen ısıyı değil soğuk biriktirmek ve depolamak gerekir. On yıldan fazla bir süredir ABD'de, klimalara kurulum için buz bazlı "piller" sunan şirketler faaliyet gösteriyor. Geceleri bol miktarda elektrik varken ve indirimli fiyatlarla satıldığında klima suyu dondurur yani buzdolabı moduna geçer. Gündüzleri fan olarak çalışarak birkaç kat daha az enerji tüketir. Enerjiye aç kompresör bu süre için kapatılır. Daha fazla detay.

Maddenin faz durumunu değiştirirken enerji birikimi

Çeşitli maddelerin termal parametrelerine yakından bakarsanız, agregasyon durumu değiştiğinde (erime-sertleşme, buharlaşma-yoğunlaşma), önemli bir enerji emilimi veya salınımı olduğunu görebilirsiniz. Çoğu madde için, bu tür dönüşümlerin termal enerjisi, aynı maddenin aynı miktardaki sıcaklığını, toplanma durumunun değişmediği sıcaklık aralıklarında onlarca, hatta yüzlerce derece değiştirmek için yeterlidir. Ancak, bildiğiniz gibi, bir maddenin tüm hacminin toplanma durumu bir ve aynı olana kadar, sıcaklığı pratikte sabittir! Bu nedenle, kümelenme durumundaki bir değişiklik nedeniyle enerji biriktirmek çok cazip olacaktır - çok fazla enerji birikir ve sıcaklık çok az değişir, böylece sonuç olarak, yüksek sıcaklıklara ısıtma ile ilgili sorunları çözmenize gerek kalmaz ve aynı zamanda böyle bir ısı akümülatörünün iyi bir kapasitesini elde edebilirsiniz.

Erime ve kristalleşme

Ne yazık ki, şu anda, erime noktası en uygun aralıkta - yaklaşık + 20 ° С ila + 50 ° С (maksimum + 70 ° С -) olan yüksek faz geçiş enerjisine sahip pratikte ucuz, güvenli ve ayrışmaya dirençli maddeler yoktur bu hala nispeten güvenli ve kolayca elde edilebilen bir sıcaklıktır). Kural olarak, karmaşık organik bileşikler bu sıcaklık aralığında erir, bu hiçbir şekilde sağlığa yararlı değildir ve genellikle havada hızla oksitlenir.

Belki de en uygun maddeler, erime noktası derecesine bağlı olarak 40 ... 65 ° C aralığında yer alan parafinlerdir (erime noktası 27 ° C veya daha düşük olan "sıvı" parafinler ve parafinlerle ilgili doğal ozokerit de vardır. erime noktası 58..100 ° С aralığında yer almaktadır). Hem parafinler hem de ozokerit oldukça güvenlidir ve ayrıca vücuttaki ağrılı noktaların doğrudan ısıtılması için tıbbi amaçlar için de kullanılır. Bununla birlikte, iyi bir ısı kapasitesiyle, termal iletkenlikleri çok düşüktür - o kadar küçüktür ki, vücuda uygulanan parafin veya ozokerit, 50-60 ° C'ye kadar ısıtılır, sadece hoş bir sıcak hisseder, ancak aynı sıcaklığa ısıtılmış suyla olacağı gibi haşlanma yapmaz. - bu ilaç için iyidir, ancak bir ısı akümülatörü için mutlak bir dezavantajdır. Ek olarak, bu maddeler o kadar ucuz değil, örneğin, Eylül 2009'da ozokeritin toptan satış fiyatı kilogram başına yaklaşık 200 ruble ve 25 ruble'den (teknik) 50'ye ve daha fazlasına (yüksek oranda saflaştırılmış gıda, yani bir kilogram parafin maliyeti). ürün ambalajında \u200b\u200bkullanıma uygundur). Bunlar birkaç tonluk partiler için toptan satış fiyatları, perakende fiyatlarında ise en az bir buçuk kat daha pahalı.

Sonuç olarak, parafin ısı akümülatörünün ekonomik verimliliği büyük bir soru haline gelir - sonuçta, bir veya iki kilogram parafin veya ozokerit, sadece birkaç on dakika boyunca kırılmış alt sırtın tıbbi ısınması ve en az bir gün, yani parafin ısı akümülatörünün kütlesi olan aşağı yukarı geniş bir konutun sabit bir sıcaklığını sağlamak için uygundur. Ton cinsinden ölçülmelidir, böylece maliyeti hemen bir binek otomobilin maliyetine yaklaşır (düşük fiyat segmentinde olsa da)! Ve faz geçişinin sıcaklığı ideal olarak, yine de tam olarak konfor aralığına (20..25 ° C) karşılık gelmelidir - aksi takdirde, yine de bir tür ısı değişim kontrol sistemi düzenlemeniz gerekecektir. Bununla birlikte, yüksek derecede saflaştırılmış parafinler için tipik olan 50..54 ° C bölgesindeki erime sıcaklığı, yüksek faz geçiş ısısı (200 kJ / kg'dan biraz fazla) ile birlikte, sıcak su temini ve su ısıtması sağlamak üzere tasarlanmış bir ısı akümülatörü için çok uygundur, tek sorun, düşük ısı iletkenliği ve yüksek parafin fiyatıdır. Ancak mücbir sebep durumunda, parafinin kendisi iyi bir kalorifik değere sahip bir yakıt olarak kullanılabilir (bunu yapmak o kadar kolay olmasa da - benzin veya gazyağı aksine, sıvı ve hatta daha katı parafin havada yanmaz, bir fitil veya başka bir cihaz gerekir) yanma bölgesine parafinin kendisini değil, yalnızca buharlarını besleyin)!

Erime ve kristalleşen termal enerji depolama sistemine bir örnek, Avustralyalı Latent Heat Storage şirketi tarafından geliştirilen silikon bazlı TESS termal enerji depolama sistemidir.

Buharlaşma ve yoğunlaşma

Kural olarak buharlaşma-yoğunlaşma ısısı, füzyon-kristalizasyon ısısından birkaç kat daha yüksektir. Ve gerekli sıcaklık aralığında buharlaşan çok az madde yok gibi görünüyor. Açıkçası zehirli karbon disülfit, aseton, etil eter vb. Yanında etil alkol de vardır (göreceli güvenliği her gün dünya çapında milyonlarca alkolik tarafından kişisel örneklerle kanıtlanmıştır!). Normal koşullar altında alkol 78 ° C'de kaynar ve buharlaşma ısısı, suyun füzyon ısısından (buz) 2,5 kat daha fazladır ve aynı miktarda sıvı suyu 200 ° ısıtmaya eşdeğerdir. Bununla birlikte, erimenin aksine, bir maddenin hacmindeki değişiklikler nadiren yüzde birkaçını aştığında, buharlaştığında, buhar kendisine sağlanan tüm hacmi kaplar. Ve eğer bu hacim sınırsızsa, o zaman buhar buharlaşacak ve biriken tüm enerjiyi geri alınamaz bir şekilde beraberinde alacaktır. Kapalı bir hacimde, en sıradan düdüklü tencerede olduğu gibi, çalışma sıvısının yeni bölümlerinin buharlaşmasını önleyerek basınç hemen artmaya başlayacaktır, bu nedenle, çalışan maddenin sadece küçük bir yüzdesi, toplanma durumunda bir değişiklik yaşarken, geri kalanı sıvı fazdayken ısınmaya devam eder. Burada, mucitler için geniş bir faaliyet alanı açılıyor - hermetik olarak kapatılmış değişken deplasmanlı buharlaşma ve yoğuşmaya dayalı verimli bir ısı akümülatörünün oluşturulması.

İkinci türden faz geçişleri

Kümelenme durumundaki bir değişiklikle ilişkili faz geçişlerine ek olarak, bazı maddeler ve bir kümelenme durumu içinde birkaç farklı faz durumu olabilir. Kural olarak, bu tür faz durumlarındaki değişikliğe, genellikle maddenin kümelenme durumundaki bir değişiklikten çok daha az önemli olmasına rağmen, fark edilebilir bir enerji salınımı veya emilimi eşlik eder. Ek olarak, birçok durumda, bu tür değişikliklerle, kümelenme durumundaki değişikliğin aksine, bir sıcaklık histerezisi vardır - ileri ve geri faz geçişinin sıcaklıkları, bazen onlarca veya hatta yüzlerce derece önemli ölçüde farklılık gösterebilir.

Elektrik enerjisi depolama

Elektrik, bugün dünyadaki en uygun ve çok yönlü enerji şeklidir. En hızlı gelişen şeyin tam olarak elektrik enerjisinin depolanması olması şaşırtıcı değildir. Ne yazık ki çoğu durumda, ucuz cihazların spesifik kapasitesi küçüktür ve yüksek spesifik kapasiteye sahip cihazlar, büyük enerji rezervlerini toplu kullanımda depolamak için hala çok pahalıdır ve çok kısa ömürlüdür.

Kapasitörler

En yaygın "elektrik" enerji depolama cihazları, geleneksel radyo-teknik kapasitörlerdir. Kural olarak, saniyede birkaç binden milyarlarca tam döngüye kadar muazzam bir enerji birikim ve salım hızına sahiptirler ve bu şekilde uzun yıllar, hatta on yıllar boyunca geniş bir sıcaklık aralığında çalışabilirler. Birkaç kondansatörü paralel olarak birleştirerek, bunların toplam kapasitesini kolaylıkla istenen değere yükseltebilirsiniz.

Kapasitörler iki büyük sınıfa ayrılabilir - polar olmayan (genellikle "kuru", yani sıvı elektrolit içermeyen) ve polar (genellikle elektrolitik). Sıvı bir elektrolitin kullanılması, önemli ölçüde daha yüksek bir özgül kapasite sağlar, ancak hemen hemen her zaman, bağlantı sırasında polaritenin gözlemlenmesini gerektirir. Ek olarak, elektrolitik kapasitörler genellikle dış koşullara, özellikle sıcaklığa karşı daha hassastır ve daha kısa bir hizmet ömrüne sahiptir (zamanla elektrolit buharlaşır ve kurur).

Bununla birlikte, kapasitörlerin iki ana dezavantajı vardır. Birincisi, depolanan enerjinin çok düşük özgül yoğunluğu ve dolayısıyla küçük (diğer depolama türlerine göre) kapasitesidir. İkincisi, bu, genellikle dakika ve saniye cinsinden hesaplanan ve nadiren birkaç saati aşan kısa bir depolama süresidir ve bazı durumlarda saniyenin yalnızca küçük bir kısmıdır. Sonuç olarak, kapasitörlerin uygulama kapsamı, çeşitli elektronik devreler ve güç elektrik mühendisliğinde akımı düzeltmek, düzeltmek ve filtrelemek için yeterli kısa vadeli birikim ile sınırlıdır - daha fazlası için hala yeterli değildir.

Bazen "süper kapasitörler" olarak anılırlar, elektrolitik kapasitörler ve elektrokimyasal piller arasında bir tür ara bağlantı olarak görülebilirler. Birincisinden, neredeyse sınırsız sayıda şarj-deşarj döngüsü ve ikincisinden nispeten düşük şarj ve deşarj akımları miras aldılar (tam bir şarj-deşarj döngüsü bir saniye, hatta çok daha uzun sürebilir). Kapasiteleri aynı zamanda en kapasitörler ile en küçük akümülatörler arasındaki aralıktadır - genellikle enerji rezervi birimlerden birkaç yüz jul'a kadardır.

Ek olarak, süper kapasitörlerin sıcaklığa ve şarjın sınırlı depolama süresine - birkaç saatten maksimum birkaç haftaya kadar - yeterince hassas olduğu unutulmamalıdır.

Elektrokimyasal piller

Elektrokimyasal piller, elektrik mühendisliğinin ilk günlerinde icat edildi ve şimdi cep telefonlarından uçaklara ve gemilere kadar her yerde bulunabilir. Genel olarak, belirli kimyasal reaksiyonlar temelinde çalışırlar ve bu nedenle makalemizin bir sonraki bölümü olan "Kimyasal enerji depolaması" ile ilişkilendirilebilirler. Ancak bu noktaya genellikle vurgu yapılmadığı için pillerin elektrik depoladığı gerçeğine dikkat çekildiği için burada ele alacağız.

Kural olarak, yeterince büyük bir enerjiyi depolamak gerektiğinde - birkaç yüz kilojul ve daha fazla - kurşun-asit piller kullanılır (örneğin, herhangi bir araba). Bununla birlikte, önemli boyutları ve en önemlisi ağırlıkları vardır. Cihaz hafiflik ve hareketlilik gerektiriyorsa, daha modern tipte piller kullanılır - nikel-kadmiyum, metal-hidrit, lityum-iyon, polimer-iyon vb. Çok daha yüksek özgül kapasiteye sahiptirler, ancak aynı zamanda belirli bir enerji depolama maliyetine sahiptirler. çok daha yüksek olduğundan, kullanımları genellikle cep telefonları, fotoğraf ve video kameralar, dizüstü bilgisayarlar vb. gibi nispeten küçük ve uygun maliyetli cihazlarla sınırlıdır.

Son zamanlarda yüksek güçlü lityum iyon piller hibrit otomobillerde ve elektrikli araçlarda kullanılmaya başlandı. Daha düşük ağırlık ve daha yüksek özgül kapasiteye ek olarak, kurşun asitli olanların aksine, nominal kapasitelerinin neredeyse tam olarak kullanılmasına izin verirler, daha güvenilir oldukları ve daha uzun hizmet ömürlerine sahip oldukları kabul edilirler ve tam bir döngüde enerji verimliliği% 90'ı aşarken, kurşun-asidin enerji verimliliği pilin son% 20'si şarj edildiğinde kapasite% 50'ye düşebilir.

Kullanım şekline göre, elektrokimyasal piller (öncelikle güçlü olanlar) da iki büyük sınıfa ayrılır - sözde çekiş ve başlangıç \u200b\u200bolanlar. Genellikle, bir marş aküsü, bir çekiş aküsü olarak oldukça başarılı bir şekilde çalışabilir (asıl mesele, deşarj derecesini kontrol etmek ve çekiş aküleri için izin verilen bir derinliğe getirmemek), ancak ters yönde kullanılırsa, çok büyük bir yük akımı, çekiş aküsünü çok hızlı bir şekilde devre dışı bırakabilir.

Elektrokimyasal pillerin dezavantajları arasında çok sınırlı sayıda şarj-deşarj döngüsü (çoğu durumda 250 ila 2000 arasında ve üreticinin tavsiyelerine uyulmazsa çok daha azdır) ve aktif çalışmanın yokluğunda bile çoğu pil tipi birkaç yıl sonra bozulur ve tüketici özelliklerini kaybeder. ... Dahası, birçok pil türünün hizmet ömrü, işlemlerinin başlangıcından değil, üretim anından itibaren devam eder. Ek olarak, elektrokimyasal piller, sıcaklığa duyarlılık, uzun şarj süresi, bazen deşarj süresinden onlarca kat daha uzun ve kullanım yöntemine uyma ihtiyacı (kurşun asitli piller için derin deşarjın önlenmesi ve tersine, metal hidrit için tam şarj-deşarj döngüsüne uygunluk ve diğer birçok pil türü). Şarj saklama süresi de oldukça sınırlıdır - genellikle bir haftadan bir yıla kadar. Eski piller için, sadece kapasite azalmakla kalmaz, aynı zamanda saklama süresi de azalır ve her ikisi de birçok kez azaltılabilir.

Kimyasal enerji depolama

Kimyasal enerji Maddelerin atomlarında "depolanan", maddeler arasındaki kimyasal reaksiyonlar sırasında açığa çıkan veya emilen enerjidir. Kimyasal enerji, ekzotermik reaksiyonlar sırasında (örneğin yakıtın yanması) ısı şeklinde açığa çıkarılır veya galvanik hücreler ve bataryalarda elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu enerji kaynakları, yüksek verimlilik (% 98'e kadar), ancak düşük kapasite ile karakterize edilir.

Kimyasal enerji depolama cihazları, depolandığı formda ve başka herhangi bir şekilde enerji almanıza izin verir. "Yakıt" ve "yakıtsız" çeşitleri vardır. Yeterince sıcak bir yere yerleştirilerek enerjiyi depolayabilen düşük sıcaklık termokimyasal depoların aksine (biraz sonra), özel teknolojiler ve yüksek teknoloji ekipman olmadan, bazen çok hantal yapamazsınız. Özellikle, düşük sıcaklıklı termokimyasal reaksiyonlar durumunda, reaktiflerin karışımı genellikle ayrılmamışsa ve her zaman aynı kapta ise, yüksek sıcaklık reaksiyonları için reaktifler birbirinden ayrı depolanır ve yalnızca enerjiye ihtiyaç duyulduğunda birleştirilir.

Yakıt üretimi yoluyla enerji depolama

Enerji depolama aşaması sırasında, yakıtın geri kazanılmasının bir sonucu olarak, örneğin hidrojenin sudan salındığı bir kimyasal reaksiyon gerçekleşir - doğrudan elektroliz yoluyla, bir katalizör kullanılarak elektrokimyasal hücrelerde veya örneğin bir elektrik arkı veya yüksek yoğunluklu güneş ışığı ile termal ayrışma yoluyla. "Açığa çıkan" oksitleyici ayrı olarak toplanabilir (oksijen için kapalı izole bir nesnede gereklidir - su altında veya boşlukta) veya gereksiz olarak "atılabilir", çünkü yakıt kullanımı sırasında bu oksitleyici ortamda oldukça yeterli olacaktır ve yer israfına gerek yoktur. ve organize depolama için fon.

Enerji çıkarma aşamasında, harcanan yakıt, bu yakıtın nasıl elde edildiğine bakılmaksızın, doğrudan istenen formda enerji salınımı ile oksitlenir. Örneğin, hidrojen anında ısı (bir brülörde yakıldığında), mekanik enerji (içten yanmalı motora veya türbine yakıt olarak verildiğinde) veya elektrik (bir yakıt hücresinde oksitlendiğinde) sağlayabilir. Kural olarak, bu tür oksidasyon reaksiyonları, enerji geri kazanımı sürecini kontrol etmek için çok uygun olan ek başlatma (ateşleme) gerektirir.

Termokimyasal reaksiyonlarla enerji depolama

Kapalı bir kapta ısıtıldığında enerji emilimi ile tek yöne, soğutulduğunda ise enerjinin açığa çıkmasıyla ters yönde giden geniş bir kimyasal reaksiyon grubu uzun zamandır yaygın olarak bilinmektedir. Bu tür reaksiyonlara genellikle denir termokimyasal... Bu tür reaksiyonların enerji verimliliği, kural olarak, bir maddenin toplanma durumunu değiştirdiğinden daha azdır, ancak aynı zamanda çok belirgindir.

Bu tür termokimyasal reaksiyonlar, bir reaktif karışımının faz durumundaki bir tür değişiklik olarak görülebilir ve burada da aynı şekilde sorunlar ortaya çıkar - + 20 ° C ila + 70 ° C arasındaki sıcaklık aralığında bu şekilde başarılı bir şekilde davranan ucuz, güvenli ve etkili bir madde karışımı bulmak zordur. Bununla birlikte, böyle bir bileşim uzun zamandır bilinmektedir - bu Glauber tuzu.

Mirabilite (aka Glauber tuzu, diğer adıyla sodyum sülfat dekahidrat Na2S04 · 10H20), temel kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak (örneğin, sülfürik aside sofra tuzu eklendiğinde) veya mineral olarak "hazır formda" çıkarılır.

Isı birikimi açısından mirabilitin en ilginç özelliği, sıcaklık 32 ° C'nin üzerine çıktığında, bağlı suyun salınmaya başlaması ve dışarıdan, onlardan salınan suda çözünen kristallerin “erimesi” gibi görünmesidir. Sıcaklık 32 ° C'ye düştüğünde, serbest su tekrar kristalli hidratın yapısına bağlanır - "kristalleşme" meydana gelir. Ancak en önemlisi, bu hidrasyon-dehidrasyon reaksiyonunun ısısının çok yüksek olması ve 251 kJ / kg'a ulaşmasıdır; bu, buzun (su) erime ısısından üçte bir daha az olmasına rağmen, parafinlerin "dürüst" erime-kristalleşme ısısından fark edilir derecede daha yüksektir.

Bu nedenle, doymuş bir mirabilit çözeltisine (32 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta tam olarak doymuş) dayalı bir ısı akümülatörü, büyük bir enerji depolama veya salım kaynağıyla sıcaklığı 32 ° C'de etkili bir şekilde koruyabilir. Elbette bu sıcaklık, tam teşekküllü bir sıcak su kaynağı için çok düşüktür (böyle bir sıcaklığa sahip bir duş en iyi durumda "çok soğuk" olarak algılanır), ancak bu sıcaklık havayı ısıtmak için oldukça yeterli olabilir.

Mirabilite bazlı ısı akümülatörü hakkında daha fazla ayrıntı "DelaySam.ru" web sitesinde bulunabilir.

Yakıtsız kimyasal enerji depolama

Kireç söndürülerek ısıtılan bir kutu kahve.

Bu durumda "doldurma" aşamasında diğerleri bazı kimyasallardan oluşur ve bu işlem sırasında oluşan yeni kimyasal bağlarda enerji depolanır (örneğin sönmüş kireç ısıtılarak sönmemiş duruma dönüştürülür).

"Boşaltma" sırasında, önceden depolanmış enerjinin salınmasıyla birlikte ters bir reaksiyon meydana gelir (genellikle ısı şeklinde, bazen ek olarak türbine tedarik edilebilen gaz şeklinde) - özellikle, kireç suyla "söndürüldüğünde" tam olarak bu olur. Yakıt yöntemlerinden farklı olarak, bir reaksiyonu başlatmak için genellikle reaktifleri birbirleriyle basitçe birleştirmek yeterlidir - işlemin ek başlatılması (ateşleme) gerekmez.

Aslında bu bir tür termokimyasal reaksiyondur, ancak termal enerji depolama cihazları düşünüldüğünde açıklanan ve herhangi bir özel koşul gerektirmeyen düşük sıcaklık reaksiyonlarından farklı olarak, burada yüzlerce hatta binlerce derecelik sıcaklıklardan bahsediyoruz. Sonuç olarak, çalışan maddenin her kilogramında depolanan enerji miktarı önemli ölçüde artar, ancak ekipman boş plastik şişelerden veya basit bir reaktif tankından çok daha karmaşık, daha hacimli ve daha pahalıdır.

Ek bir madde tüketme ihtiyacı - örneğin, kireç söndürmek için su - önemli bir dezavantaj değildir (gerekirse, kirecin sönmemiş kireç durumuna geçişi sırasında salınan suyu toplayabilirsiniz). Ancak, ihlali sadece kimyasal yanıklarla değil, aynı zamanda bir patlamayla da yüklü olan bu çok sönmemiş kirecin özel saklama koşulları, bu ve benzeri yöntemleri yaygın yaşama çıkması muhtemel olmayanlar kategorisine çevirir.

Diğer enerji depolama türleri

Yukarıda açıklananların yanı sıra, başka tür enerji depolama cihazları da vardır. Ancak şu anda depolanan enerjinin yoğunluğu ve yüksek birim maliyetle depolanma süresi açısından oldukça sınırlıdırlar. Bu nedenle, daha çok eğlence amaçlı kullanılırken ve herhangi bir ciddi amaç için sömürülmeleri dikkate alınmaz. Bir örnek, parlak bir ışık kaynağından enerji depolayan ve ardından birkaç saniye veya hatta uzun dakikalar boyunca parlayan fosforesan boyalardır. Modern modifikasyonları uzun süre zehirli fosfor içermez ve çocuk oyuncaklarında bile kullanım için oldukça güvenlidir.

Süper iletken manyetik enerji depolama cihazları, onu büyük bir DC manyetik bobin alanında depolar. Gerektiğinde alternatif elektrik akımına dönüştürülebilir. Düşük sıcaklıklı akümülatörler sıvı helyum ile soğutulur ve endüstriyel uygulamalar için mevcuttur. Sıvı hidrojen ile soğutulan yüksek sıcaklık depolama üniteleri hala geliştirme aşamasındadır ve gelecekte kullanılabilir hale gelebilir.

Süper iletken manyetik enerji depolama cihazlarının boyutları büyüktür ve tipik olarak anahtarlama sırasında olduğu gibi kısa süreler için kullanılır.

Büyük olasılıkla, bu makale enerji biriktirmenin ve tasarruf etmenin tüm olası yollarını yansıtmamaktadır. Diğer seçenekleri yorumlarda veya e-posta ile altenergiya dot ru adresindeki kos'a bildirebilirsiniz.

Herhangi bir organizmanın düzgün çalışması için enerjiye ihtiyacı vardır. Bir kişi metabolizma sayesinde alır, bu da gerekli miktarda protein, yağ ve karbonhidratın dışarıdan gelmesi şartıyla mümkündür. Bu süreç devam ediyor. Alınan ve boşa harcanan enerji arasındaki denge bozulmazsa, metabolizma düzenlidir. Başarısızlığı, ruh hali değişimlerinden hastane yatağına kadar sağlıksızlığa yol açabilir.

Metabolizma neden bozulur

Metabolizmanın bozulmasının birçok nedeni vardır. Asıl olanı bulmak için yaşam tarzınızı analiz etmeniz gerekir:

• yemek düzenli ve dengeli olmalıdır;
• uyku - sağlam ve dolu;
• hareket - düzenli ve aktif;
• hava temiz ve temiz;
• ruh hali - iyi;
• vitamin ve mikro element seti tamamlandı.

Spor yapan kişiler bir diyete uyma ihtiyacının ve temiz havanın faydalarının farkındadır. Bu onların yaşam tarzıdır. Diyetin de var olma hakkı vardır. Ancak tüketilen ürünlerin kalitesi çoğu zaman standartları karşılamıyor. Ve hacim her zaman doğru bir şekilde hesaplanamaz. Ancak insan organlarının normal çalışması için gerekli olan yararlı elementlerin ana kaynağı olan besindir. Yetersiz, zamansız ve dengesiz beslenme nedeniyle metabolik bozulmalar meydana gelir.

Vitaminler ve mineraller ne içindir?

Ne yazık ki insan vücudu vitamin üretemiyor. Ana işlevleri, çeşitli işlemlerin normal seyrini sağlamak için metabolizmayı düzenlemektir. Hematopoez, kardiyovasküler, sinir ve sindirim sistemleri, enzimlerin oluşumu, çevrenin zararlı etkilerine karşı direnç - tüm bunlar vücuttaki normal vitamin seviyesi ile sağlanır. Her biri kendi alanından sorumludur.

Vitaminler gibi mikro elementlere (kimyasallar) vücut tarafından küçük miktarlarda ihtiyaç duyulur, ancak eksiklikleri tüm hayati sistemlerin işleyişini güçlü bir şekilde etkiler. Sürekli vücuttan atılırlar, bu nedenle düzenli ikmal gereklidir.

Vitamin ve mineral stokları nasıl yenilenir

İnsan yaşamında, besin maddelerine olan talebin arttığı özel dönemler vardır. Mevsimsel vitamin eksikliğini dışlarsak, o zaman bu büyüme ve büyük fiziksel efor zamanıdır (yani, çocuklar ve sporcular için en iyisi). Yüksek kaliteli ürünlerin doğal tüketimiyle stoğu yenilemek her zaman mümkün olmamaktadır. Önde gelen ilaç firmaları tarafından özel olarak geliştirilen ilaçlar kurtarmaya geliyor. Yani, elli yıldan fazla bir süredir Amerikan aile şirketi NOW Foods tarafından üretiliyorlar: Doğal, Organik, Sağlıklı, yani, doğal, organik, sağlıklı.

Sinir veya kardiyovasküler sistemlerle ilgili sorunlar varsa, bağışıklık azaldığında ve endokrin sistem bozulduğunda ilaca dikkat etmelisiniz. tabletlerde "B6 Vitamini".

Herhangi bir takviye ilaç değildir, sadece hastalıkları önlemeye veya iyileşme sürecini hızlandırmaya yardımcı olurlar. Bu nedenle hastalığı beklememelisiniz. Yiyecekle birlikte yetersiz miktarda vitamin verildiğini düşünüyorsanız, profilaktik bir kurs alabilirsiniz.

B vitaminleri neden faydalıdır?

Vücudun tam işleyişi için bu unsurların önemini abartmak zordur.

Tiamin (B1) gıdanın emilimini olumlu etkiler, tüm sistemlerin çalışmasını normalleştirir.

Riboflavin (B2) tüm metabolik süreçlere yardımcı olur, mükemmel bir antioksidandır.

Niasin (B3) öncelikle kan damarlarını etkiler.

Siyanocobalamin (B12) bağırsakta sentezlenebilir, yağ ve karbonhidrat metabolizmasını düzenler. Normal büyümenin en önemli faktörlerinden biridir, sinir bozukluklarının önlenmesine hizmet eder, erkeklerde üreme yeteneğinden sorumludur.

B6 Vitamini (piridoksin) - bu grupta en çok talep edilenlerden biri, çünkü:

• kas kütlesi oluşturmaya yardımcı olarak metabolizma ve protein emiliminde aktif rol alır;
• kandaki kolesterol ve lipit seviyesini düşürür;
• kalp kasının çalışmasını iyileştirir;
• serotonin üretiminde rol oynadığı için sinir sistemi üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir;
• karaciğer fonksiyonunu normalleştirir;
• yaşlanma sürecini yavaşlatan bir antioksidan görevi görür;
• krampları ve kas spazmlarını azaltır.

Ağır fiziksel eforla, B6 vitamini normu iki katına çıkarılmalıdır. Bu durumda, stokları yenilemenin en kolay yolu yapaydır. Aynı zamanda karmaşık preparatlara da dahildir.

Örneğin Now Foods, B6'ya ek olarak tüm insan sistemleri üzerinde faydalı bir etkiye sahip olan magnezyum ve çinko içeren ZMA vitamin kompleksini üretir. Bu besin takviyesi, sporcuların vücudundaki elementlerin eksikliğini gidermek için özel olarak tasarlanmıştır. Magnezyum, testosteron seviyelerini değiştirerek kas gücünü artırmaya yardımcı olur. Ne yazık ki, bu maddenin yeterince gıdalardan gelmemesi. Ve eksikliği, protein oluşumunu engeller, beyin süreçlerini yavaşlatır ve sinir sisteminin işleyişinde rahatsızlıklara neden olur. Sonuç olarak:

• baldır kaslarında kramplar ve spazmlar var;
• basınç yükselir;
• kalp ritmi bozuldu;
• hızlı yorgunluk ve depresyon kendini gösterir.

Magnezyum miktarındaki değişim, kaslarda amino asitlerin oluşumunda, testosteron üretiminde ve büyüme hormonunda rol alan çinko miktarının azalmasına neden olur. Bağışıklık sistemi ve seks hormonlarının sentezi, yetersiz miktarından muzdariptir. Yağların parçalanmasını artırarak karaciğer problemlerini önler.

Besin takviyesinin tüm bileşenleri mükemmel bir şekilde etkileşime girerek insan vücudu üzerinde daha etkili bir etkiye katkıda bulunur. ZMA Kompleksi, mükemmel bir kas geliştirme aracıdır.

Vitamin ve mineral dengesi nasıl korunur?

Bazen çok fazla sayıda sporcu vücudun zayıflamasına neden olur. Bunun nedeni sağlıksız beslenme, stres ve tüm insan sistemlerinin normal işleyişi için gerekli olan maddelerin dengesini bozan diğer faktörler olabilir. Bu nedenle, çok az insan telafi edici ilaçları reddeder, çünkü vitamin kompleksleri bir kişiye çocukluktan itibaren gösterilir ve doğru kullanımları yalnızca olumlu sonuçlar verir. Daha yüksek doz almanın en iyi etkiyi elde etmeye yardımcı olacağını düşünmeyin. Fazla miktarda vitamin ve mineral olumsuz sonuçlara yol açabilir, bu nedenle üretici kapsamlı bir araştırma yapar ve en uygun dozu hesaplar.

NOW Foods Online Store tarafından sunulan diyet takviyeleri ilaç değildir. Vücudun çalışmasındaki ileri düzey bozuklukların tedavisine güvenmeye değmez. Biyolojik olarak aktif kompleksler, iyileşme sürecini hızlandırmanın veya hastalıkları önlemenin harika bir yoludur. Hepsi sağlık bakımı ile yaratılmıştır.