19.Мұхиттың жылулық энергиясын түрлендіру принциптері.

Әлемдік мұхитқа келіп түсетін энергияның негізгі бөлігі күн сәулесінің шағылысуы нәтижесінде болады. Мұхитқа энергия сонымен қатар ғарыштық денелердің және ғаламшардың су массасының гравитациялық әрекеттесуі және ғаламшар түбінен келетін жылу нәтижесінде келеді.Әлемдік мұхит кеңістігі барлық ғаламшардың шамамен 70% алып жатыр және шамамен 360 млн.км болады. Осы кеңістіктің көп бөлігі мұздың әсерінен әрқашан бос және күн сәулесін жақсы шағылыстырады. Мұхит суында шамамен күн сәулесінің 65% судың алғашқы бір метрінен бастап 90% он метрлік қабатпен шағылысады.

Су энергетикасы – энергетиканың су қорларының қуатын пайдаланумен айналысатын саласы. Алғашқы су энергиясы диірмендердің, станоктардың, балғалардың, ауа үрлегіштердің, т.б. жұмыс машиналарының жетектерінде пайдаланылды. Гидравликалық турбина, электр машинасы жасалып, электр энергиясын едәуір қашықтыққа жеткізу тәсілі табылғаннан кейін, сондай-ақ су энергиясын су электр стансаларында (СЭС) электр энергиясына түрлендіру жолының жетілдірілуіне байланысты су энергетикасы электр энергетикасының бір бағыты ретінде дамыды. СЭС – жылу электр стансаларына қарағанда жылдам реттелетін, икемді энергетикалық қондырғы. Олардың жиілікті реттеуде, қосымша жүктемелерді атқаруда және энергетикалық жүйенің апаттық қорын қамтамасыз етуде тиімділігі жоғары. Қазақстандағы су энергетикасы құрылысы 1928 жылы Лениногорск қаласының маңында, Громатуха өзенінде Жоғарғы Хариуз СЭС-і іске қосылғаннан басталды. Қазақстан өзендерінің су энергетикалық жылдық қорлары 162,9 млрд. кВт сағ. болып бағаланады. Соның ішінде техникалық тұрғыдан пайдалануға болатыны 62 млрд. кВт сағ. Оңтүстік-шығыс Қазақстанның су энергетикасы қорлары негізінен Қле өзені және Балқаш көлі мен Алакөлдің шығыс бөлігі алаптарында орналасқан. Оңтүстік Қазақстан аумағындағы Сырдария, Талас, Шу, т.б. өзендерінің қосынды энергетикалық потенциалы 23,2 млрд. кВт сағатқа тең. Солтүстік және Орталық Қазақстанда су энергетикасы қорларының негізгі үлесі Есіл өзенінде, Торғай үстіртіндегі өзендер тобында және Теңіз бен Қарасор көлдері алабында шоғырланған. Олардың үлесіне республикадағы су энергетикалық қордың шамамен 3 млрд. кВт сағаты тиеді (1,7%). Батыс Қазақстан аумағындағы Жайық, Жем (Ембі), т.б. өзендердің су энергетикалық потенциалдары 2,8 млрд. кВт сағ. деп бағаланады. Қазіргі кезде Қазақстан СЭС-терінің қуаты 2270 МВт-қа тең. Оларда жылына 8,32 млрд. кВт сағ. электр энергиясы өндіріледі.

Ағындағы судың энергиясы көп мыңжылдықтар бойы адамзатқа қызмет етеді. Оның Жердегі қоры орасан көп. Күннен келетін энергияның біраз мөлшерін жұтатын, Әлем мұхиты аккумулятор ретінде қызмет етеді. Мұнда толлқындар, толықсумен пен қайтулар және алып мұхиттық ағындар пайда болады. Мұхиттар мен теңіздерге суын әкелетін қуатты өзендер туады. Адамзат энергия қорын іздеу жолында осындай энергия түрін шет қалдырмағандығы да түсінікті. Адамзат ең алғаш өзендер энергиясын қолдануға үйренді.

Қазіргі кездегі гидроэлектрлік станцияларда су үлкен жылдамдықпен турбиналардығы қалақшаларына бағытталады. Судың механикалық энергиясы турбина бойымен генераторға беріледі және мұнда ол электр энергиясына айналады. Қуаты бойынша гидроэлектрлік станциялар кішкентай (қуаты 0,2 Мвт-тан бастап), кішкене (2 Мвт-тан), орташа (20 Мвт-қа дейін) және үлкен (20 Мв-тан үлкен). Судың ағу жылдамдығы гидроэлектрлік станцияларды бөлудің екінші критериі.

ГЭС-ді құруға өте көп шығындар кетеді. Бірақ ол шығын компенсацияланады. Қазіргі замандағы жоғарлы инженерлі деңгейде проектілендірілген ГЭС-тердің қуаты 100 МВт-ты асады, ал олардың ПӘК-і 95%-ды құрайды.

Турбина - энергетикалық ең пайдалы машина, өйткені су өзінің ілгерілмелі қозғаласан оңай айналмалы қозғалысқа аустырады.

Қоршаған ортаның ластанбауы, эксплуатацияның қарапайымдылығы және табиғаттың өзімен орнына келетін энергия қоры гидроэлектростанциялардың ерекшеліктері. Бірақ үлкен гидроэлектростанцияға плотинаны құру өте күрделі есеп болып шықты. Қуатты гидротурбиналарды айналдыру үшін плотинаның артында өте көп су жинау керек. Египеттік пирамидаларды құруға жұмсалған материал мен салыстырғанда плотнаны құруға қажет материал орасан көп.

Сондықтан ХХ ғасырда бірнеше ғана гидроэлектростанциялар салынды.

Бірақ адамзат жердің гидроэнергетикалық потенциалын аз ғана бөлігін қолдануда. Жыл сайын жаңбірден, қар еруінен теңіздерге ағатын су ағынндары қолданусыз қалады.

Мұхит энергетикасының жұмыс iстейтiн жүйелерi, сонымен бiрге күн және желдiң жүйелерін пайдалану тәжiрибесі, олар қоршаған ортаға елеулi залал әкелмейтiнiн көрсетедi. Экологияға олардың әсерiн энергетиканың келешек жүйелерiнiң жобалауында мұқият зерттеледі.