1.5 Теңіз және мұхит толқындарының энергиясы

Ғаламшарымызды қоршаған су айдыны 361 миллион шаршы километр аумақты алып жатыр. Бұл бүкіл жер шарының үштен екі бөлігі.

Жер бедерінің өзгеруіне, жалпы ғаламшарымыздың даму құбылысына теңіз, мұхит суларының тигізетін әсері орасан зор. Ғаламшарымызда ауа-райының қалыптасуына да осы теңіз, мұхит суларының тынымсыз қозғалысы әсер етеді.

Мұхит пен теңіз суларының көтерілуі және кері қайтуы тәуліктің әрбір 6 сағат 12 минутында бір-бірімен алмасып, қайталанып отыратын құбылыс екен. Табиғатта бұл құбылыс негізінен Ай мен Күннің тартылыс әсерінен болатын гравитациялық құбылысқа байланысты.

Міне, осылай... [2].

Дүниежүзілік мұхиттың энергия қорының зор екені белгілі, өйткені жер бетінің үштен екі бөлігін (361 миллион шаршы километр) мұхиттар мен теңіздер алып жатыр. Тынық мұхитының экваториясы 180 миллион шаршы километрды, Атлант мұхитынікі – 93 миллион шаршы километр, Үнді мұхитынікі – 75 миллион шаршы киломтр экваторияны алып жатыр. Мұхит ағыстарының кинетикалық энергиясы 10¹⁸ Дж мөлшермен бағаланады. Бірақ адамзат бұл энергияның өте аз бөлігін ғана пайдаланып келеді [8].

Дүниежүзілік мұхит энергиясының негізі – оның күн сәулесін жұту нәтижесінен туады, мұхитқа энергия тағы да космостық денелердің өзара әсерлесуінің және планетаның су маңыздары жасайтын тасқындарының нәтижесінен, сондай-ақ алыс планета тереңінен түседі.

Су және ауа массаларының қозғалысы арқасында мұхиттың энергия қоры бүкіл планетаға тасымалданады, сонымен қатар экватор мен 70⁰ с. е. арасындағы орташа есеппен алғанда 40% жылу мұхит ағыстарымен, ал 20⁰ солтүстік ендікте 74% энергия тасымалданады [31].

Күн сәулесінің энергиясы шамамен 2/3 мұхитқа және құрылыққа түсіп, оның бетінде көптеген өзгерістерге ұшырайды: 43%-ы жылуға түрленеді, булануға және жауын-шашын құрауға 22%-ы, өзендерге, желге, толқындарға, мұхиттағы әртүрлі ағыстарға энергия беруге 0,2%-ы жұмсалады [32].

Бүгінгі таңда теңіз суларының ретті қозғалысы сияқты табиғаттың зор құбылысы Ай мен Күннің тартылыс күшін тудыратынын біз білеміз. Тасқындық толқындардың энергетикалық потенциалы – 3 млрд. кВт-ты құрайды. Мұхит энергиясын пайдаланудың ең дұрыс әдісі бұл – тасқындық электр стансаларды салу.

1967 жылдан бастап Франциядағы Ранс өзенінің аузындағы биіктігі 13 метрдей тасқында қуаты 240 мың кВт жылдық энергия берілісі 54 мың кВт/сағ. толқындық электр станса (ТЭС) жұмыс істейді. КСРО-да инженер Л.Б. Бернштейнмен қажетті орынға қалқып сүйретілетін ЖЭС блоктарын құрастырудың қолайлы әдісі табылды. Оның идеялары 1968 жылы Мурманск жанындағы Кислая Губа елді-мекенінде салынған ЖЭС-та тексерілді. Қазіргі таңды Ақ теңізде қуаты 11,4 ГВт Мезенский ЖЭС жобасы жасалған. Сондай-ақ Дүниежүзілік мұхиттың энергетикалық ресурстарына толқын энергиясы мен температуралық градиент энергиясын жатқызуға болады. Желдік толқын энергиясы 2,7 млрд. кВт жылға бағаланады.

Мұхит зерттеушілер тобы Флорида жағалары жанындағы Гольфстрим ағысы 5 миль/сағ. екенін байқады. Бұл жылы су ағынын пайдалану идеясы өте қызықтырарлықтай болды.

Толқын энергияларын түрлендіру негіздері. Теңіз толқындарынан үлкен мөлшерде энергия алуға болады. Терең судағы толқындармен тасымалданатын қуат олардың амплитудасы мен периодының квадратына пропорционалды. Сондықтан үлкен қызығушылықты толқын бетінің бірлігінен орташа есеппен 50-ден 70 кВт/м бере алатын үлкен амплитудасы бар, ұзын периодты толқындар тудырады. Толқындық энергетикалық құрылғылардың көп мөлшері терең судағы толқындардан энергия алу үшін жасалады [8].