Енергетичні ресурси Світового океану

Теплова енергія. Як відомо, вода має досить високу теплоємність і здатна акумулювати сонячне тепло. Найбільше прогрівається поверхневий шар Світового океану, температура його в тропіках перевищує +25°.

Ідея практичного використання тепла океанічної води була вперше висунута французьким ученим д'Арсонвалем у 1881 році. Суть її у тому, що перепад температур поверхневої і глибинної товщ океану може приводити в рух теплову машину (на основі циклу Карно). За законами фізики, при зменшенні тиску вода закипає швидше і пара, що утворюється, обертає турбіну з великою швидкістю. Перша експериментальна станція була створена Ж. Клодом у 1930 році в затоці Матансас на Кубі.

Площа Світового океану, у межах якої поверхневий шар води має температуру понад +25°, складає 35% усієї площі, причому в Атлантичному океані це 18 млн. км², Тихому - 66, Індійському - 28, у внутрішніх морях - 14, а разом 126 млн. км². За об'ємом таких вод в океанах досить мало - 1,7%, але вони швидко поповнюються. Освоєння теплової енергії океану розпочато в Індії, Кот-д-Івуарі та інших країнах з тропічним та екваторіальним кліматом.

Енергія припливів, течій та хвиль. Припливи мають значну енергію, особливо на шельфі з великою амплітудою припливно-відпливних рухів. Для величини їх енергії має значення і площа водного басейну.

Людина з давніх давен намагалася використати припливи. Є дані, що майже тисячу років тому у Франції, Англії, Шотландії на припливній хвилі працювало багато млинів. Давно діє водяний млин у місті Вудбрідж (поблизу Лондона). У столиці Англії припливна хвиля з 1580 до 1830 року старанно обертала великі колеса млина і насосної установки.

Водяні колеса млинів були такої конструкції, що крутилися лише в один бік (під час відпливу). Лише в шестидесятих роках XVIII століття, після винаходу французьким інженером Белідором криволопатевого колеса, іюдяні колеса на узбережжях океанів закрутилися в обидва боки (під час припливу і відпливу).

Намагання використати силу припливів для отримання електричного і: груму наштовхнулись на велику трудність - нерівномірність припливу, яка обумовлена характером взаємодії системи Місяць-Земля-Сонце. Проект однієї з перших припливних електростанцій був розроблений у Франції.

У протоці Ла-Манш середня амплітуда припливів складає 14,1 м. Особливо велика вона на узбережжі Франції, поблизу островів Гернсі і Джерсі. І це узбережжя стало одним з основних районів будівництва припливних електростанцій (ПЕС). Принцип їх дії простий. Перепади рівнів води по обидва боки греблі обумовлюють можливість використання потенційної енергії води турбінами, вмонтованими в греблю. Крім того, н залежності від часу доби створюється можливість позачергового иикористання потоків різного напряму (припливів та відпливів) і практично безперервної роботи електоростанції.

Будівництво таких електростанцій вимагає великих капіталовкладень. Однак невеликі ПЕС уже діють у багатьох країнах. Так, у Франції з 1966 року в естуарії р.Ранс на сході Бретані діє ПЕС потужністю 240 МВт. Нона використовує припливи амплітудою в 13,5 м, має 24 агрегати, які час від часу, коли спадає споживання енергії (наприклад, уночі), перетворюються в насоси для перекачування води в басейни ПЕС.

Важливим джерелом енергії, яка може бути використана без негативних екологічних наслідків, є океанічні течії. Рухаються вони із швидкістю до 9 км за годину. Практичне використання енергії течій планують здійснювати спеціальними зануреними у воду станціями. Такі агрегати (турбіна і генератор) будуть встановлені в різних ділянках океанів на глибині максимальної швидкості течій і з'єднані з сушею лише дротом, /(ля побудови й експлуатації такої станції необхідно вирішити багато технологічних, транспортних і економічних проблем.

Як джерело енергії можна використати океанічні хвилі. На одному метрі берега механічна енергія хвиль досягає в середньому 10 кВт. Енергетичний блок можна розмістити над поверхнею, на поверхні води і на дні. Наприклад, у Монако працює генератор на дні. Хвилі переміщують спеціальний поплавок вверх-вниз, а трос, з'єднаний із поплавком, приводить у дію генератор.

Ще одним важливим джерелом енергії, використання якого георитично можливе, є осмотичний тиск, що виникає в гирлах річок при змішуванні прісної води з морською. Якщо відокремити частину океану (моря) поблизу гирла великої річки спеціальною мембраною, то за рахунок проникнення прісної води в цю замкнуту водойму під дією осмосу рівень води тут буде підвищуватися. Можна також використовувати цю енергію і для отримання електричного струму.

Потужним джерелом енергії, яку можна використовувати в межах акваторій Світового океану без шкідливого екологічного впливу є вітер. Особливо велика сила вітру поблизу суші. Найбільш сильні і постійні вітри дмуть на висоті біля 20 м.

Таким чином, Світовий океан має надзвичайно великі і безперервно відновлювальні запаси енергії, багато видів якої цілком доступні для технічного використання уже в наші дні. Людина з часом перетворить океаносферу у невичерпне джерело енергії. При цьому слід особливо підкреслити, що практичне використання енергії Світового океану дає можливість уникнути небажаних екологічних наслідків.

Загальні енергетичні ресурси океану, без врахування запасів палива та радіоактивної сировини, можуть дати 1,8х 10¹⁴ кВт/год електроенергії на рік. Отже, у найближчому майбутньому Світовий океан може стати важливим джерелом енергії, одним з основних факторів розвитку цивілізації.