ელექტროენერგიის გამომუშავების ტრადიციული და ალტერნატიული გზები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ამჟამად კაცობრიობა იყენებს ელექტროენერგიის გამომუშავების ყველა შესაძლო გზას. ძნელია ამ რესურსის მნიშვნელობის გადაჭარბება. და მისი მოხმარება ყოველდღიურად იზრდება. ამ მიზეზით სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა ელექტროენერგიის გამომუშავების არატრადიციულ მეთოდებს. ამავდროულად, ეს წყაროები განვითარების ამ ეტაპზე სრულად ვერ დააკმაყოფილებს დედამიწის მოსახლეობის მოთხოვნილებებს. ეს სტატია მოკლედ მიმოიხილავს ელექტროენერგიის გამომუშავების ძირითად ტრადიციულ და ალტერნატიულ გზებს.

ელექტროენერგიის მიღება თბოელექტროსადგურებიდან

ელექტროენერგიის გამომუშავების ეს მეთოდი ყველაზე გავრცელებულია. მაგალითად, რუსეთის ფედერაციაში სითბოს წყაროები შეადგენს საჭირო რესურსის მთელი გენერაციის თითქმის 80%-ს. წლები გადისგარემოსდამცველები უკვე პრაქტიკულად ყვირიან ასეთი საინჟინრო სტრუქტურების უარყოფით გავლენას გარემოზე და ადამიანის ჯანმრთელობაზე, მაგრამ გასული საუკუნის შუა წლებში აშენებული სადგურები (ან თუნდაც რევოლუციამდელი) განაგრძობენ დასახლებულ ქალაქებსა და მსხვილ სამრეწველო საწარმოებს ელექტროენერგიით ამარაგებს.

სითბოს წყაროები ელექტროენერგიის გამომუშავების ტრადიციული მეთოდებია. ახლა კი, სამი-ოთხი ათეული წელია, ისინი რეიტინგში წამყვან პოზიციას იკავებენ გამომუშავების მხრივ. და ეს ხდება ელექტროენერგიის გამომუშავების ალტერნატიული მეთოდების სწრაფი განვითარების მიუხედავად.

ყველა საინჟინრო პროექტს შორის გამოირჩევა კონსტრუქციის განსაკუთრებული ტიპი. ეს არის კომბინირებული თბოელექტროსადგურები, რომელთა დამატებითი ფუნქციაა მოქალაქეთა სახლებისა და ბინების სითბოს მიწოდება. ექსპერტების აზრით, ასეთი ელექტროსადგურების ეფექტურობა უკიდურესად დაბალია და გამომუშავებული რესურსის გადატანა დიდ დისტანციებზე დაკავშირებულია დიდ დანაკარგებთან.

ენერგიის გამომუშავება ხორციელდება შემდეგნაირად. იწვება მყარი, თხევადი ან აირისებრი საწვავი, რომელიც ათბობს ქვაბში არსებულ წყალს მნიშვნელოვან ტემპერატურამდე. ორთქლის ძალა ამოძრავებს ტურბინის პირებს, რის შედეგადაც ტურბინის გენერატორის როტორი ბრუნავს და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას.

ჰიდროელექტროსადგურები ელექტროენერგიის გამომუშავების პერსპექტიული გზაა

რუსეთის იმპერიაში დაიწყო რთული საინჟინრო ნაგებობების მშენებლობა, რომლებიც შექმნილია წყლის ენერგიის ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის. მას შემდეგ მრავალი წელი გავიდა და ეს წყარო ჯერ კიდევ აქტიურია.გამოყენებული. სსრკ-ს ინდუსტრიალიზაციის წლებში (1930-იანი წლები) მთელი ქვეყნის მასშტაბით გაიზარდა გიგანტური ჰიდროელექტროსადგურები. ახალგაზრდა და მყიფე ქვეყნის მთელი ძალა ჩააგდეს ამ გიგანტების მშენებლობაში (რაც ღირს მხოლოდ ერთი ზაპორიჟჟიას ჰიდროელექტროსადგური!). იმ წლების საინჟინრო ნაგებობები ჯერ კიდევ ფუნქციონირებს და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას.

ამჟამად სახელმწიფო ფსონებს დებს ელექტროენერგიის გამომუშავების „მწვანე“გზების შემუშავებაზე. ამიტომ, ქვეყნის მასშტაბით, აქტიურად ფინანსდება თანამედროვე და ძალიან პროდუქტიული ჰიდროელექტროსადგურების მშენებლობა. მდინარეების მცირე შენაკადებზე საშუალო ზომის ობიექტების აშენების სტრატეგიამ სრულად გაამართლა თავი. ერთ-ერთ ასეთ სადგურს შეუძლია სრულად დააკმაყოფილოს მიმდებარე მცირე დასახლებების ელექტრომოთხოვნილებები. ეროვნული მასშტაბით, ეს გამოიწვევს ეროვნული ეკონომიკის ეფექტურობისა და სამრეწველო საქონლის ადგილობრივი მწარმოებლების კონკურენტუნარიანობის ზრდას.

ამ ტექნოლოგიის ნაკლოვანებები მოიცავს ასეთი ობიექტების მაღალ ღირებულებას და ანაზღაურების ძალიან დიდ პერიოდს. ძირითადი ხარჯები არის კაშხლის მშენებლობა. ოღონდ საჭიროა თავად შენობის დადგმა (ადმინისტრაციული და მანქანათმშენებლობები), წყლის გამომშვები მოწყობილობის აშენება და ა.შ. სტრუქტურის პარამეტრები და შემადგენლობა დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე: გენერატორების დადგმულ სიმძლავრეზე და წყლის წნევაზე, ელექტროსადგურის ტიპზე (კაშხალი, არხი, დივერსია, საცავი, მოქცევა). დიდ სანაოსნო მდინარეებზე არსებულ ჰიდროელექტროსადგურებს ასევე აქვთ რთული სანაოსნო საკეტები და არხები, რათა უზრუნველყონ თევზის მიგრაცია ქვირითის ადგილებში.

ატომური ენერგიის ინდუსტრია

ატომური ელექტროსადგური დღეს აღარავის უკვირს. ასეთი ობიექტების აქტიური აშენება ჯერ კიდევ სსრკ-ში დაიწყო. ამიტომ ეს ტექნოლოგია ელექტროენერგიის გამომუშავების ტრადიციულ მეთოდებს მიეკუთვნება.

ატომური ელექტროსადგურები ჯერ კიდევ აქტიურად შენდება არა მხოლოდ რუსეთში, არამედ ახლო და შორეულ ქვეყნებშიც. მაგალითად, რუსული ფესვების მქონე კომპანია Rosatom აფინანსებს ასეთი წყაროს მშენებლობას ბელორუსის რესპუბლიკაში. სხვათა შორის, ეს სადგური პირველი იქნება ამ ტერიტორიაზე.

მსოფლიოს დამოკიდებულება ბირთვული ენერგიის მიმართ ძალიან ორაზროვანია. გერმანიამ, მაგალითად, სერიოზულად გადაწყვიტა მშვიდობიანი ატომის მთლიანად მიტოვება. და ეს იმ დროს, როდესაც რუსეთის ფედერაცია აქტიურად ახორციელებს ინვესტიციებს უახლესი თაობის ახალი ობიექტების მშენებლობაში.

მეცნიერებმა საიმედოდ დაადგინეს, რომ დედამიწის ნაწლავებში ბირთვული საწვავის საბადოები გაცილებით დიდია, ვიდრე ნახშირწყალბადის ნედლეულის (ნავთობი და გაზი) ყველა მარაგი. ნახშირწყალბადებზე მუდმივად მზარდი მოთხოვნა იწვევს მათ გაძვირებას. სწორედ ამიტომაა ბირთვული ენერგიის განვითარება შედეგიანი.

ქარის ენერგია

ქარის ენერგეტიკული ინდუსტრია ინდუსტრიული მასშტაბით შედარებით ცოტა ხნის წინ გაჩნდა და დაემატა ელექტროენერგიის გამომუშავების არატრადიციული გზების სიას. და ეს ძალიან პერსპექტიული ტექნოლოგიაა. დიდი ალბათობით, შეიძლება ითქვას, რომ შორეულ მომავალში ქარის წისქვილები გამოიმუშავებენ იმდენ ელექტროენერგიას, რამდენიც სჭირდება კაცობრიობას. და ეს არ არის ცარიელი სიტყვები, რადგან ყველაზე მოკრძალებული შეფასებითმეცნიერთა აზრით, ქარის მთლიანი ძალა დედამიწის ზედაპირზე სულ მცირე ასჯერ აღემატება წყლის ყველა რესურსის ძალას.

მთავარი პრობლემა ჰაერის ნაკადების შეუსაბამობაა, რაც ართულებს ენერგიის წარმოების პროგნოზირებას. რუსეთის უზარმაზარ ტერიტორიაზე მუდმივად ქრის ქარები. და თუ ისწავლით ამ ამოუწურავი რესურსის ეფექტურად და ეფექტურად გამოყენებას, მაშინ შეძლებთ მძიმე მრეწველობისა და ქვეყნის მოსახლეობის ყველა მოთხოვნილების დაკმაყოფილებას.

მიუხედავად ქარის ენერგიის გამოყენების აშკარა სარგებელისა, ქარის ელექტროსადგურების მიერ გამომუშავებული ელექტროენერგიის რაოდენობა არ აღემატება მთლიანი რაოდენობის ერთ პროცენტს. ამ მიზნებისათვის აღჭურვილობა ძალიან ძვირია, გარდა ამისა, ასეთი საშუალებები ყველა სფეროში ეფექტური არ იქნება და ელექტროენერგიის დიდ მანძილზე ტრანსპორტირება დიდ დანაკარგებთან არის დაკავშირებული.

გეოთერმული ენერგია

გეოთერმული წყაროების განვითარებამ აღნიშნა ახალი ეტაპი ელექტროენერგიის გამომუშავების ალტერნატიული მეთოდების განვითარების ისტორიაში.

ენერგიის გამომუშავების პრინციპია ცხელი წყლის ორთქლის კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის მიწოდება მიწისქვეშა წყაროდან გენერატორის ტურბინის პირებზე, რომელიც წარმოქმნის დენს ბრუნვითი მოძრაობებით. თეორიულად, ტემპერატურის სხვაობა დედამიწის ქერქის ზედაპირზე და სიღრმეში დამახასიათებელია ნებისმიერი ტერიტორიისთვის. თუმცა, როგორც წესი, ის მინიმალურია და მისი გამოყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის შეუძლებელია. ასეთი სადგურების მშენებლობა გამართლებულია მხოლოდ ქჩვენი პლანეტის გარკვეული უბნები (სეისმურად აქტიური). ისლანდია არის პიონერი ამ მეთოდის შემუშავებაში. რუსული კამჩატკას მიწებიც ამ მიზნებისთვის შეიძლება იყოს გამოყენებული.

ენერგიის მიღების პრინციპი ასეთია. დედამიწის ნაწლავებიდან ცხელი წყალი ამოდის ზედაპირზე. აქ წნევა გაცილებით დაბალია, რაც იწვევს წყლის ადუღებას. გამოყოფილი ორთქლი მიემართება მილსადენში და აბრუნებს გენერატორის ტურბინების პირებს. ელექტროენერგიის ამ თანამედროვე მეთოდის მომავლის პროგნოზირება რთულია. შესაძლოა, ასეთი სადგურები მასიურად აშენდეს რუსეთის ფედერაციის ტერიტორიაზე, ან შესაძლოა ეს იდეა დროთა განმავლობაში დაიღუპოს და არავის ახსოვდეს ამის შესახებ.

ოკეანის თერმული ენერგიის განვითარება

მსოფლიო ოკეანეები საოცარია თავისი მასშტაბებით. სპეციალისტები მასში დაგროვილი თერმული ენერგიის რაოდენობის უხეშ შეფასებასაც კი ვერ იძლევიან. ერთი რამ ცხადია - რესურსების უზარმაზარი რაოდენობა გამოუყენებელი რჩება. დღეისათვის უკვე აშენდა ელექტროსადგურების პროტოტიპები, რომლებიც ოკეანის წყლების სითბოს ენერგიას დენად გარდაქმნიან. თუმცა, ეს არის საპილოტე პროექტები და არ არის დარწმუნებული, რომ ენერგიის ეს სფერო შემდგომ განვითარდება.

Ebb and flow ელექტროენერგეტიკული ინდუსტრიის სამსახურში

კბილებისა და დინების ძლიერი ძალის გარდაქმნა ღირებულ წარმოებულებად არის ელექტროენერგიის გამომუშავების ახალი გზა. ამ ფენომენების ბუნება ახლა ცნობილია და არ იწვევს იმ პატივმოყვარე შიშს, რომელიც წარმოიშვა ჩვენს წინაპრებში. ეს გამოწვეულია მაგნიტური ველის გავლენითპლანეტის ერთგული თანამგზავრი - მთვარე.

წყლის ყველაზე შესამჩნევი მოქცევა და მოქცევა შეინიშნება ზღვებისა და ოკეანეების არაღრმა წყლებში, ასევე მდინარის კალაპოტებში.

პირველი სადგური, რომელმაც მართლაც შედეგი გამოიღო, ჯერ კიდევ 1913 წელს აშენდა დიდ ბრიტანეთში, ლივერპულთან ახლოს. მას შემდეგ ბევრმა ქვეყანამ სცადა გამოცდილების გამეორება, მაგრამ საბოლოოდ მათ მიატოვეს ეს წამოწყება სხვადასხვა მიზეზის გამო.

მზის ენერგია

ფაქტობრივად, ყველა ბუნებრივი წიაღისეული საწვავი ჩამოყალიბდა მილიონობით წლის წინ მზის შუქის მონაწილეობით და გავლენით. ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ კაცობრიობა დიდი ხანია და აქტიურად იყენებს მზისგან მიღებულ პროდუქტებს. ფაქტობრივად, მდინარეების და ტბების არსებობა ამ ამოუწურავი წყაროს დამსახურებაა, რაც უზრუნველყოფს წყლის მიმოქცევას. თუმცა, ეს არ არის ის, რაც იგულისხმება თანამედროვე მზის ენერგიაში. შედარებით ცოტა ხნის წინ, მეცნიერებმა შეძლეს სპეციალური ბატარეების შემუშავება და წარმოება. ისინი გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიას, როდესაც მზის შუქი მოხვდება მათ ზედაპირზე. ეს ტექნოლოგია ეხება ელექტროენერგიის გამომუშავების ალტერნატიულ გზას.

მზე, ალბათ, ყველაზე ძლიერი წყაროა დღესდღეობით. სამ დღეში პლანეტა დედამიწა იღებს იმდენ ენერგიას, რამდენსაც არ შეიცავს ყველა სახის თერმული რესურსის ყველა შესწავლილი და პოტენციური საბადო. თუმცა ამ ენერგიის მხოლოდ 1/3 აღწევს დედამიწის ქერქის ზედაპირს და მისი უმეტესი ნაწილი ატმოსფეროში იფანტება. და მაინც ჩვენ ვსაუბრობთ კოლოსალურ მოცულობებზე. ექსპერტების აზრით, ერთი პატარა წყალსაცავიიღებს იმდენ ენერგიას, რამდენიც საკმაოდ დიდი თბოელექტროსადგური.

მსოფლიოში არის დანადგარები, რომლებიც მზის სინათლის ენერგიას იყენებენ ორთქლის წარმოებისთვის. ის მართავს გენერატორს და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. თუმცა, ასეთი ინსტალაციები ძალზე იშვიათია.

მიუხედავად იმისა, თუ რა პრინციპით წარმოიქმნება ელექტროენერგია, ინსტალაცია აღჭურვილი უნდა იყოს კოლექტორით - მზის სინათლის კონცენტრირებისთვის. რა თქმა უნდა, ბევრს უნახავს მზის პანელები საკუთარი თვალით. როგორც ჩანს, ისინი მუქი შუშის ქვეშ არიან. გამოდის, რომ ასეთი საფარი ყველაზე მარტივი კოლექტორია. მისი მოქმედების პრინციპი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ მუქი გამჭვირვალე მასალა გადასცემს მზის სხივებს, მაგრამ აყოვნებს და ასახავს ინფრაწითელ და ულტრაიისფერ გამოსხივებას. ბატარეის შიგნით არის მილები სამუშაო ნივთიერებით. იმის გამო, რომ თერმული გამოსხივება არ გადაიცემა მუქი ფილმის საშუალებით, სამუშაო სითხეების ტემპერატურა გაცილებით მაღალია, ვიდრე გარემოს ტემპერატურა. აღსანიშნავია, რომ ასეთი ხსნარები ეფექტურად მუშაობს მხოლოდ ტროპიკულ განედებზე, სადაც არ არის საჭირო მზის შემდეგ კოლექტორის შემობრუნება.

დაფარვის კიდევ ერთი ტიპი არის ჩაზნექილი სარკე. ასეთი აღჭურვილობა ძალიან ძვირი გამოსავალია, ამიტომ მას ფართო გამოყენება არ ჰპოვა. ასეთ კოლექტორს შეუძლია სამი ათასი გრადუსამდე გათბობა.

ეს მიმართულება სწრაფად ვითარდება. ევროპაში არავის გააკვირვებთ ელექტრო ქსელიდან გათიშული სახლებით. თუმცა, ინდუსტრიული მასშტაბითელექტროენერგია ამ მეთოდით არ წარმოიქმნება. ასეთი სახლების სახურავებზე მზის პანელები ცვივა. ეს ძალიან საეჭვო ინვესტიციაა. საუკეთესო შემთხვევაში, ასეთი აღჭურვილობის დაყენება ანაზღაურდება მხოლოდ ათი წლის მუშაობის შემდეგ.

ზღვის დინების გამოყენება

ეს ელექტროენერგიის გამომუშავების ძალიან უჩვეულო გზაა. ოკეანეების ჩრდილოეთ და სამხრეთ (ეკვატორული) ტემპერატურული განსხვავების გამო, ძლიერი დინებები წარმოიქმნება მთელ მოცულობაში. თუ ტურბინა ჩაეფლო წყალში, მაშინ მძლავრი დენი ბრუნავს მას. ეს არის ასეთი ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპის საფუძველი.

თუმცა, ენერგიის ეს წყარო ამჟამად აქტიურად არ გამოიყენება. ჯერ კიდევ ბევრი საინჟინრო გამოწვევაა გადასაჭრელი. მიმდინარეობს მხოლოდ ექსპერიმენტული სამუშაოები. ამ მიმართულებით ყველაზე აქტიურები ბრიტანელები არიან. არ არის გამორიცხული, რომ უახლოეს მომავალში დიდი ბრიტანეთის სანაპიროებთან გამოჩნდეს ელექტროსადგურების კოლონიები, რომელთა პირები საზღვაო დინებით მოძრაობენ.

ენერგიის მიღების გზები სახლში

ელექტროენერგიის გამომუშავება შესაძლებელია სახლშიც. და თუ ამ საკითხს სერიოზულად მოეკიდებით, შეგიძლიათ დააკმაყოფილოთ ელექტროენერგიის საჭიროებაც კი.

პირველ რიგში, უნდა აღინიშნოს, რომ ელექტროენერგიის გამომუშავების ზოგიერთი ჩამოთვლილი მეთოდი საკმაოდ გამოიყენება კერძო ეკონომიკაში. ასე რომ, ბევრი ფერმერი და მხოლოდ ქვეყნის მამულების მფლობელი ამონტაჟებს ქარის წისქვილებს მათ ნაკვეთებზე. ასევე, მზის პანელები სულ უფრო ხშირად ჩანს აგარაკის სახურავებზე.

არის სხვებიცელექტროენერგიის წარმოების გზები, მაგრამ მათი პრაქტიკული გამოყენება გამორიცხულია. ეს უფრო გასართობად, ან ექსპერიმენტის მიზნით.