Հիդրոէլեկտրակայանները և մակընթացային էլեկտրակայանները ներկայումս բավականին հեռանկարային էներգետիկ օբյեկտներ են: Այս նյութը հաշվի կառնի մակընթացությունների և հոսքերի էներգիան.
Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրները մի հայացքով
Այսօր էներգիայի խոստումնալից աղբյուրները գրավում են ոչ միայն բնապահպանների և գիտնականների, այլև գործարարների, ինժեներների և ներդրողների միտքը։ Այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրները (մակընթաց և հոսք, արև, քամի) հետաքրքրություն են ներկայացնում իրենց շահութաբերության և շրջակա միջավայրի անվտանգության համեմատաբար ցածր սպառնալիքի պատճառով: 2010 թվականին էներգիայի մատակարարման ոչ ավանդական աղբյուրները կազմել են մարդկության կողմից սպառված ընդհանուր ծավալի մոտ 5%-ը։ Գրեթե 2%-ը (գլոբալ արժեքի) արտադրվել է մակընթացային էլեկտրակայանների կողմից։
Ինչպես են աշխատում մակընթացային էլեկտրակայանները
Առկա և հոսքի էներգիան մարդկությանը հետաքրքրում է առաջին հերթին իր համարանսպառություն. Լավ օգտագործելու առաջին փորձերը կատարվել են տասներորդ դարից, երբ սկսեցին ստեղծել փոքր ամբարտակներ՝ ջրամբարներով, իսկ ավելի ուշ՝ հացահատիկի ջրաղացներ։ Ժամանակակից մակընթացային էլեկտրակայանների նմանատիպ նախատիպերը դեռևս օգտագործվում են ազգային տնտեսության մեջ։
Էլեկտրաէներգիայի հայտնաբերմամբ մեխանիկական «էլեկտրակայանները» փոխարինվեցին ժամանակակից մարդուն ավելի ծանոթներով: Այսօր ծովի մակընթացությունների էներգիան պտտում է հսկայական տուրբինների շեղբերը՝ վերածվելով էլեկտրական էներգիայի։ Այսպիսով, կիրառվում է նույն սկզբունքը, ինչ մի քանի դար առաջ՝ միայն մի փոքր փոփոխված՝ ժամանակակից պայմաններին և ավելացած կարիքներին համապատասխանելու համար:
Առկա և հոսքի էներգիայի խնդիրներ
Մակընթացային էլեկտրակայանների կառուցումը շատ ծախսատար գործ է: Բացի այդ, ֆինանսական տեսանկյունից շահավետ է խոշոր ՋԷԿ-երի կառուցումը, ինչը բացարձակապես անհարիր է հեռավոր կամ սակավաբնակ շրջաններին։ Այլ խնդիրները ներառում են՝
- մակընթացային էլեկտրակայանի տատանվող հզորությունը՝ պայմանավորված մակընթացությունների բարձրության փոփոխությամբ (և մակընթացությունների էներգիան նույնպես փոխվում է) երկու շաբաթը մեկ;
-
արեգակնային օրվա սովորական ժամանակաշրջանի և մակընթացությունների առաջացման ժամանակի միջև անհամապատասխանություն;
- տեղափոխում էներգիայի արտադրության օպտիմալ ժամանակի և սպառման միջև;
- որոշ դեպքերում անհրաժեշտ են լրացուցիչ էներգիայի աղբյուրներ մակընթացային էլեկտրակայանի մոտ:
Նաև կակարծիքը, որ մակընթացային էլեկտրակայանների ակտիվ շահագործումը կհանգեցնի մարդկությանը նախկինում անհայտ բնապահպանական խնդիրների՝ Երկրի պտույտի դանդաղեցմանը։ Վերջինս չի հաստատվում գիտական շրջանակներում հեղինակավոր աղբյուրներով։ Մեծ թվով ՋԷԿ-երի շահագործումը կավելացնի օրվա տեւողությունը ինը անգամ ավելի քիչ, քան մակընթացությունների էներգիան (բնական մակընթացային քաշքշուկ):
Մակընթացային էլեկտրակայանների կառուցման առավելությունները
Աղետների և վթարների ֆոնին, որոնք հազվադեպ են տեղի ունենում ատոմակայաններում, բայց երկար ժամանակ հիշողություն են թողնում իրենց մասին, էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրները անվտանգ այլընտրանք են թվում: Թեև մակընթացային էլեկտրակայաններ կառուցելիս կան բազմաթիվ մարտահրավերներ, կան նաև բազմաթիվ առավելություններ՝
- Կայունություն. PES-ի դեպքում տեխնածին աղետի հավանականությունը հսկայական տարածքների հետագա աղտոտմամբ գրեթե զրոյի է հասնում: Վառելիքի այրումից մթնոլորտ վնասակար արտանետումներ նույնպես չկան։
- Հուսալիություն. Մակընթացային էլեկտրակայանները կայուն աշխատում են ինչպես ստանդարտ ռեժիմում, այնպես էլ գագաթնակետային բեռնվածության դեպքում:
- Էներգիայի ցածր արժեք: Այլ տեսակի էլեկտրակայանների համեմատ PES-ն ունի էներգիայի ցածր ինքնարժեք, ինչը հաստատվել է շահագործման իրական արդյունքներով։
- Բարձր արդյունավետություն. Բնական էներգիան օգտագործելի էներգիայի վերածելու արդյունավետությունը հասնում է 80%-ի, իսկ հողմային էլեկտրակայաններն ապահովում են մինչև 30% արդյունավետություն, իսկ արևային էներգիան.- միջինը 5-15%, բայց որոշ դեպքերում հնարավոր է եղել ամրագրել 35% արդյունավետություն։
La Rance. Առաջին մակընթացային էլեկտրակայան
Մակընթացային էլեկտրակայանների տարածման հղման կետը եղել է 1967 թվականը, երբ շահագործման հանձնվեց La Rance-ը, առաջին ՋԷԿ-ը, որը տեղակայված է Ֆրանսիայում՝ պատմական Բրետանի շրջանում։ Այստեղ մակընթացային էներգիայի օգտագործումը պայմանավորված էր զգալի մակընթացություններով՝ հասնելով տասներեք ու կես մետրի՝ ութ մետր սովորական բարձրությամբ։
La Rance TPS-ի հզորությունը 240 ՄՎտ է, իսկ էներգիայի մեկ միավորի արժեքը (կՎտժ) մեկուկես անգամ ցածր է ֆրանսիական էլեկտրակայանների համար սովորականից։ Էլեկտրակայանի ամբարտակը կատարում է ոչ միայն էներգաօբյեկտի անխափան շահագործումն ապահովելու գործառույթները, այլեւ կամուրջ է, որով անցնում է ճանապարհը՝ կապելով Դինարդ եւ Սենտ Մալո քաղաքները։ Բացի այդ, «La Rance»-ը հայտնի զբոսաշրջային վայր է, որը գրավում է մինչև երկու հարյուր հազար ճանապարհորդների դեպի Ֆրանսիա:
PES Հարավային Կորեայում. ամենահզոր էլեկտրակայանը
Սիխվինսկայա ՋԷԿ-ը այլընտրանքային էներգիայի մեկ այլ ակնառու օբյեկտ է, որը գտնվում է Հարավային Կորեայի հյուսիս-արևմտյան ափին՝ արհեստական ծոցում: Էլեկտրակայանը շահագործման է հանձնվել 2011 թվականին և արագ հզորությամբ աշխարհի առաջին ՋԷԿ-ը երկրորդ տեղ է գրավել։
Ուղղակիորեն էլեկտրակայանի կառուցմանը նախորդել է ստեղծելու անհրաժեշտությունը.քաղցրահամ ջրի ջրամբար. Հետագայում ջրի որակը սկսեց վատթարանալ, և 1997 թվականին (ծովային հետազոտությունների ինստիտուտի կողմից ակնարկները հաստատելուց և լուծումներ մշակելուց հետո) որոշվեց անցք անել ամբարտակի վրա։ Սա հնարավորություն տվեց օգտագործել մակընթացությունների էներգիան։ ՋԷԿ-ի շինարարությունը սկսվել է 2003 թվականին և նախատեսվում էր սկսել 2009 թվականին։ Շինարարության ձգձգումների պատճառով էլեկտրակայանը գործարկվել է 2011 թվականին։
Մակընթացային էլեկտրակայաններ աշխարհի այլուր
Առկա և հոսքի երկրները չեն սահմանափակվում միայն առաջադեմ Ֆրանսիայով և տեխնոլոգիապես զարգացած Հարավային Կորեայով: Մակընթացային էլեկտրակայանները գործել են՝
- Մեծ Բրիտանիա;
- Նորվեգիա;
- Կանադա;
- Չինաստան;
- Հնդկաստան;
- Ամերիկայի Միացյալ Նահանգներ.
Եվս մի քանի նահանգներ ծրագրում են կառուցել նման օբյեկտներ:
Մակընթացային էլեկտրակայաններ Ռուսաստանում
Ռուսաստանում մակընթացային էներգիան օգտագործվում է 1968 թվականից՝ Բարենցի ծովում գտնվող Կիսլա Գուբայի վրա փորձնական ՋԷԿ-ի շահագործման շրջանակներում (լուսանկարում): Խորհրդային տարիներին մշակվել են ևս երեք մակընթացային էլեկտրակայանների կառուցման նախագծեր (մեկը Սպիտակ և երկուսը Օխոտսկի ծովում): Երկու օբյեկտների ներկայիս կարգավիճակի մասին ոչինչ հայտնի չէ, մինչդեռ Արխանգելսկի մարզում նախագծվող Մեզեն ՋԷԿ-ը հնարավորություն ունի դառնալու աշխարհի ամենահզոր մակընթացային էլեկտրակայանը։ Նախագծման փուլում է նաև Հյուսիսային ՋԷԿ-ը Կոլա թերակղզում:
Պլաններ ապագա օգտագործման համար
Ebb and flow էներգիան համաշխարհային հանրության կողմից ճանաչվում է որպես խոստումնալից աղբյուր, այնպես որ աշխարհի տարբեր երկրներում ակտիվորեն մշակվում են ՋԷԿ-ի մի քանի նախագծեր: Այսպիսով, մոտ ապագայում նախատեսվում է մակընթացային էլեկտրակայաններ կառուցել Հարավային Կորեայում, Շոտլանդիայում, հնդկական Գուջարաթ նահանգում, Նյու Յորքում և Մեծ Բրիտանիայի Սուոնսի քաղաքում։ Նման ռեսուրսի ռացիոնալ օգտագործումը զգալիորեն կնվազեցնի ավանդական եղանակով ստացվող էներգիայի տեսակարար կշիռը՝ դեպի էկոլոգիապես մաքուր, հուսալի և անվտանգ լուծում:
