Վերականգնվող էներգիայի ներուժը օվկիանոսից
Պենդահուլուան
Վերականգնվող էներգիան ներկայումս ուշադրության կենտրոնում է կլիմայի փոփոխության և բրածո վառելիքից կախվածության նվազման վերաբերյալ համաշխարհային մտահոգությունների ֆոնին: Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից մեկը, որն ունի զգալի ներուժ, բայց թերօգտագործված, օվկիանոսային էներգիան է: Օվկիանոսները պարունակում են էներգիայի բազմազան ձևեր, ինչպիսիք են ալիքային էներգիան, մակընթացային էներգիան , օվկիանոսային հոսանքների էներգիան և օվկիանոսային ջերմային էներգիան, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու մարտահրավերները հետախուզման և օգտագործման հարցում:
Ալիքային էներգիա
Օվկիանոսի ալիքային էներգիան վերականգնվող էներգիայի մի տեսակ է, որը ստացվում է օվկիանոսի ջրային մակերեսների շարժումից՝ դրանց վրայով փչող քամիների պատճառով: Այս էներգետիկ ներուժը բավականին նշանակալի է՝ հաշվի առնելով ծովում ալիքների անընդհատ առաջացումը: Ըստ էության, ալիքային էներգիայի տեխնոլոգիան ալիքների կինետիկ և պոտենցիալ էներգիան վերածում է էլեկտրական էներգիայի : Ակնկալվում է, որ այս տեխնոլոգիան կարտադրի զգալի էներգիա, հատկապես բարձր ալիքային ակտիվություն ունեցող տարածքներում , ինչպիսիք են Խաղաղ օվկիանոսը և Հյուսիսային Ատլանտիկան:
Ալիքային էներգիայի փոխակերպման որոշ մշակված մեթոդներ ներառում են.
1. Ծովափողեր և լողացող սարքեր. Այս համակարգը օգտագործում է ծովափողեր, որոնք շարժվում են օվկիանոսի ալիքների հետ միասին վեր ու վար: Այս շարժումը այնուհետև գեներատորի միջոցով վերածվում է մեխանիկական և էլեկտրական էներգիայի:
2. Տատանվող ջրային սյուն (ՏՋՍ). Այս տեխնոլոգիան օգտագործում է մի կառույց, որը մասամբ ընկղմված է ջրի մեջ: Օվկիանոսի ալիքները ստիպում են կառույցի ներսում գտնվող ջրային սյունը բարձրանալ և իջնել, տեղաշարժելով ներսի օդը և պտտեցնելով տուրբինը՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:
3. Կետային կլանիչ. Օգտագործում է փոքր սարք, որը լողում է մակերեսին և շարժվում է օվկիանոսի ալիքների հետ միասին: Այս շարժումը վերածվում է էլեկտրական էներգիայի՝ օգտագործելով հիդրավլիկ կամ մեխանիկական համակարգ:
Մակընթացային էներգիա
Մակընթացային էներգիան լուսնի և արևի ձգողականության ուժի պատճառով ծովի մակարդակի փոփոխություններից առաջացող էներգիա է: Այս տեխնոլոգիան օգտագործում է բարձր և ցածր մակընթացությունների միջև ուղղահայաց տարբերությունը ՝ տուրբիններ գործարկելու համար, որոնք այնուհետև էլեկտրաէներգիա են արտադրում:
Գոյություն ունեն մակընթացային էներգիայի տեխնոլոգիայի երկու հիմնական տեսակ՝
1. Մակընթացային պատնեշ. Գետի կամ ծոցի գետաբերանում կառուցված ամբարտակի օգտագործում: Մակընթացությունների և տեղատվությունների ժամանակ ներս և դուրս հոսող ջուրն ուղղորդվում է էլեկտրաէներգիա արտադրող տուրբինների միջով:
2. Մակընթացային հոսքի տուրբին. օգտագործում է ծովի ջրի ուժեղ հոսքը որոշակի տարածքներում՝ ծովի հատակին տեղադրված տուրբինները պտտելու համար։
Օվկիանոսի հոսանքի էներգիա
Օվկիանոսային հոսանքները օվկիանոսային ջրային զանգվածների անընդհատ շարժումն է՝ պայմանավորված ջերմաստիճանի, աղիության և Կորիոլիսի ուժի տարբերություններով։ Օվկիանոսային հոսանքների էներգիան կարելի է օգտագործել ստորջրյա տուրբինների միջոցով, որոնք նման են քամու տուրբիններին։ Օվկիանոսային հոսանքների էներգիայի առավելությունն այն է, որ այն ավելի հաստատուն բնույթ ունի՝ համեմատած ալիքային և մակընթացային էներգիայի հետ, ինչը այն դարձնում է ավելի կայուն էներգիայի աղբյուր ։
Օվկիանոսի ջերմային էներգիա
Օվկիանոսի ջերմային էներգիայի փոխակերպումը (OTEC) օգտագործում է տաք օվկիանոսի մակերևույթի և խորը օվկիանոսի ավելի զով ջրերի միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: OTEC համակարգերը օգտագործում են ցածր եռման աշխատանքային հեղուկ, որը գոլորշիանում է օվկիանոսի մակերևութային ջրերի կողմից: Այնուհետև այս գոլորշին շարժման մեջ է դնում տուրբին, որն արտադրում է էլեկտրաէներգիա, նախքան խորը օվկիանոսի սառը ջրերի կողմից խտանալը, և ցիկլը կրկնվում է:
OTEC համակարգերը կարելի է բաժանել երեք տեսակի՝
1. Բաց OTEC համակարգ. Ծովի ջուրն օգտագործվում է անմիջապես որպես աշխատանքային հեղուկ։ Մակերեսային տաք ջուր գոլորշիանում է վակուումային խցիկում, շարժում է տուրբին, և ստացված գոլորշին խտանում է մյուս կողմում գտնվող սառը ծովային ջրով։
2. Փակ OTEC համակարգ. Օգտագործում է փակ շրջանառության մեջ գտնվող աշխատանքային հեղուկ, սովորաբար ամոնիակ կամ ցածր եռման կետ ունեցող այլ հեղուկներ:
3. Հիբրիդային OTEC համակարգ. համատեղում է ինչպես բաց, այնպես էլ փակ համակարգերը՝ արդյունավետության օպտիմալացման համար։
Օվկիանոսային էներգիայի առավելություններն ու մարտահրավերները
Ծովից ծագող էներգիայի աղբյուրները մի շարք նշանակալի առավելություններ ունեն այլ էներգիայի աղբյուրների համեմատ.
1. Առատ հասանելիություն. Օվկիանոսները ծածկում են Երկրի մակերևույթի ավելի քան 70%-ը, ինչը դրանք դարձնում է էներգիայի գրեթե անսահմանափակ աղբյուր։
2. Կայունություն. Օվկիանոսի էներգիան ստացվում է շարունակական բնական գործընթացներից, ինչպիսիք են քամին, լուսնի ձգողականությունը և արևի լույսը, ինչը այն դարձնում է կայուն վերականգնվող էներգիայի աղբյուր։
3. Ածխածնի արտանետումների կրճատում. Ծովային էներգիայի օգտագործումը կարող է նվազեցնել կախվածությունը բրածո վառելիքից, այդպիսով հնարավոր է՝ նվազեցնելով կլիմայի փոփոխությանը նպաստող ջերմոցային գազերի արտանետումները։
Այնուամենայնիվ, կան մի շարք մարտահրավերներ, որոնք պետք է հաղթահարվեն օվկիանոսի էներգիայի օպտիմալ օգտագործման համար.
1. Արժեք. Օվկիանոսի էներգիայի տեխնոլոգիաների զարգացման սկզբնական ներդրումները, որպես կանոն, բարձր են։ Օվկիանոսի էներգիան օգտագործելու համար անհրաժեշտ տեխնոլոգիան և ենթակառուցվածքները դեռևս մշակման փուլում են և պահանջում են զգալի հետազոտական և ներդրման ծախսեր։
2. Շրջակա միջավայր. Օվկիանոսային էլեկտրակայանների կառուցումը և շահագործումը կարող են բացասական ազդեցություն ունենալ ծովային և ափամերձ էկոհամակարգերի վրա: Այս բնապահպանական ազդեցությունները պետք է լուրջ հաշվի առնվեն ցանկացած օվկիանոսային էներգետիկ նախագծում:
3. Տեղակայություն. Օվկիանոսի էներգետիկ ներուժը մեծապես տարբերվում է տեղակայությունից կախված: Բարձր ալիքներով, ուժեղ հոսանքներով կամ մակընթացության մեծ տատանումներով տարածքներն ավելի հարմար են էներգիայի աղբյուրի զարգացման համար, քան մյուսները:
4. Հուսալիություն. Օվկիանոսի էներգիայի որոշ ձևեր, ինչպիսին է ալիքային էներգիան, կարող են խիստ փոփոխական լինել՝ կախված եղանակային և կլիմայական պայմաններից, ինչը պահանջում է լուծումներ՝ կայուն էներգամատակարարում ապահովելու համար։
5. Ցանցի ինտեգրում. Ինչպես մյուս վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների դեպքում, ծովային էներգիայի օգտագործումը պահանջում է տեխնոլոգիաների մշակում՝ առկա էլեկտրական ցանցի հետ ինտեգրման համար։
Penutup
Ավելի ու ավելի զարգացած տեխնոլոգիաների և վերականգնվող էներգիայի կարևորության մասին համաշխարհային իրազեկվածության աճի պայմաններում, ծովային վերականգնվող էներգիայի ներուժը չի կարող անտեսվել: Ծովային էներգիան լուծում է առաջարկում կայուն էներգիայի կարիքի համար: Այս տեխնոլոգիայի հետագա զարգացումը և ներդրումները ոչ միայն կօգնեն կրճատել ածխածնի արտանետումները, այլև կնպաստեն կայուն զարգացման նպատակների համար էներգետիկ անկախությանը: Անկախ նրանից, թե դա ալիքների, մակընթացությունների, օվկիանոսային հոսանքների, թե ջերմաստիճանի տարբերությունների միջոցով է, օվկիանոսն առաջարկում է հսկայական ներուժ, որը սպասում է իրացման:
