Elektr energiyasini ishlab chiqarishning an'anaviy va muqobil usullari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Hozirda insoniyat elektr energiyasi ishlab chiqarishning barcha mumkin boʻlgan usullaridan foydalanmoqda. Ushbu resursning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Va uning iste'moli har kuni o'sib bormoqda. Shu sababli, elektr energiyasini ishlab chiqarishning noan'anaviy usullariga ko'proq e'tibor qaratilmoqda. Shu bilan birga, bu manbalar rivojlanishning hozirgi bosqichida yer aholisining ehtiyojlarini to'liq qondira olmaydi. Ushbu maqola elektr energiyasini ishlab chiqarishning asosiy anʼanaviy va muqobil usullarini qisqacha koʻrib chiqadi.

Elektr energiyasini issiqlik elektr stansiyalaridan olish

Elektr energiyasini ishlab chiqarishning bu usuli eng keng tarqalgan. Masalan, Rossiya Federatsiyasida issiqlik manbalari zarur resurs ishlab chiqarishning deyarli 80 foizini tashkil qiladi. Yillar o'tadiekologlar allaqachon bunday muhandislik inshootlarining atrof-muhit va inson salomatligiga salbiy ta'siri haqida deyarli baqirishmoqda, ammo o'tgan asrning o'rtalarida qurilgan (hatto inqilobdan oldingi) stantsiyalar aholi punktlari va yirik sanoat korxonalarini elektr energiyasi bilan ta'minlashda davom etmoqda.

Issiqlik manbalari elektr energiyasini ishlab chiqarishning an'anaviy usullari hisoblanadi. Va endi, uch-to'rt yil davomida ular ishlab chiqarish hajmi bo'yicha reytingda etakchi o'rinni egallab kelmoqda. Va bu elektr energiyasini ishlab chiqarishning muqobil usullarining jadal rivojlanishiga qaramasdan.

Barcha muhandislik loyihalari orasida strukturaning maxsus turi ajralib turadi. Bular issiqlik elektr stantsiyalari bo'lib, ularning qo'shimcha vazifasi fuqarolarning uylari va kvartiralarini issiqlik bilan ta'minlashdir. Mutaxassislarning fikricha, bunday elektr stansiyalarining samaradorligi nihoyatda past bo‘lib, hosil bo‘lgan resursning uzoq masofalarga uzatilishi katta yo‘qotishlar bilan bog‘liq.

Energiya ishlab chiqarish quyidagicha amalga oshiriladi. Qattiq, suyuq yoki gazsimon yoqilg'i yoqiladi, qozondagi suvni sezilarli haroratgacha qizdiradi. Bug'ning kuchi turbina pichoqlarini harakatga keltiradi, bu turbina generatori rotorining aylanishiga va elektr energiyasi ishlab chiqarishga olib keladi.

GES - elektr energiyasi ishlab chiqarishning istiqbolli usuli

Rossiya imperiyasida suv energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun moʻljallangan murakkab muhandislik inshootlari qurilishi boshlandi. Oradan ko'p yillar o'tdi va bu manba hozir ham faol.ishlatilgan. SSSRni sanoatlashtirish yillarida (1930-yillar) butun mamlakat boʻylab gigant GESlar oʻsdi. Yosh va mo'rt mamlakatning barcha kuchlari bu gigantlarni qurishga tashlandi (bu faqat bitta Zaporijjya GESiga arziydi!). O'sha yillardagi muhandislik inshootlari hali ham ishlamoqda va katta miqdorda elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

Hozirda davlat elektr energiyasi ishlab chiqarishning "yashil" usullarini ishlab chiqishga pul tikmoqda. Shu bois mamlakatimiz bo‘ylab zamonaviy va juda samarali GESlar qurilishi faol moliyalashtirilmoqda. Daryolarning kichik irmoqlarida oʻrta obʼyektlar qurish strategiyasi oʻzini toʻla oqladi. Bunday stansiyalardan biri qo‘shni kichik aholi punktlarining elektr energiyasiga bo‘lgan ehtiyojini to‘liq qondirishi mumkin. Bu milliy miqyosda milliy iqtisodiyot samaradorligi va mahalliy sanoat mahsulotlari ishlab chiqaruvchilarning raqobatbardoshligini oshirishga olib keladi.

Ushbu texnologiyaning kamchiliklari orasida bunday ob'ektlarning yuqori narxi va o'zini qoplash muddati juda uzoq. Asosiy xarajatlar to'g'on qurilishiga to'g'ri keladi. Ammo binoning o'zini (ma'muriy va mashina binolarini) qurish, suvni to'kish uchun qurilma qurish va hokazo. Strukturaning parametrlari va tarkibi ko'plab omillarga bog'liq: generatorlarning o'rnatilgan quvvati va suv bosimi, elektr stantsiyasining turi (to'g'on, kanal, buritish, saqlash, suv oqimi). Katta kema qatnovi mumkin boʻlgan daryolardagi gidroelektrostansiyalarda baliqlarning urugʻlanish joylariga migratsiyasini taʼminlash uchun murakkab navigatsiya qulflari va kanallari ham mavjud.

Atom energetikasi

Atom elektr stansiyasi bugun hech kimni ajablantirmaydi. Bunday inshootlar SSSRda faol ravishda qurila boshlandi. Shuning uchun bu texnologiya elektr energiyasini ishlab chiqarishning an'anaviy usullariga tegishli.

Atom elektr stansiyalari nafaqat Rossiyada, balki yaqin va uzoq xorij mamlakatlarida ham faol qurilmoqda. Misol uchun, Rossiya ildizlariga ega bo'lgan kompaniya "Rosatom" Belarus Respublikasida bunday manba qurilishini moliyalashtiradi. Aytgancha, bu stansiya ushbu hududda birinchi bo'ladi.

Dunyoning yadro energetikasiga munosabati juda noaniq. Masalan, Germaniya tinch atomdan butunlay voz kechishga jiddiy qaror qildi. Bu esa Rossiya Federatsiyasi yangi avlod ob'ektlarini qurishga faol sarmoya kiritayotgan bir paytda.

Olimlar er ostidagi yadro yoqilgʻisi konlari barcha uglevodorod xomashyosi (neft va gaz) zahiralaridan ancha katta ekanligini ishonchli tarzda aniqladilar. Uglevodorodlarga bo'lgan talabning doimiy ortib borishi ularning narxi oshishiga olib keladi. Shuning uchun yadro energetikasini rivojlantirish o'z samarasini beradi.

Shamol quvvati

Sanoat miqyosida shamol energetikasi sanoati nisbatan yaqinda paydo bo'ldi va elektr energiyasini ishlab chiqarishning noan'anaviy usullari ro'yxatiga qo'shildi. Va bu juda istiqbolli texnologiya. Katta ehtimollik bilan, uzoq kelajakda shamol tegirmonlari insoniyat ehtiyoji bo'lgan darajada elektr energiyasini ishlab chiqarishi haqida bahslashish mumkin. Va bu bo'sh so'zlar emas, chunki eng kamtarona hisob-kitoblarga ko'raOlimlarning fikriga ko'ra, yer yuzidagi shamolning umumiy kuchi barcha suv resurslarining kuchidan kamida yuz baravar ko'pdir.

Asosiy muammo havo oqimlarining nomuvofiqligidir, bu esa energiya ishlab chiqarishni bashorat qilishni qiyinlashtiradi. Rossiyaning keng hududida doimiy shamollar esadi. Agar siz ushbu bitmas-tuganmas manbadan qanday qilib samarali va samarali foydalanishni o'rgansangiz, unda siz og'ir sanoat va mamlakat aholisining barcha ehtiyojlarini qondira olasiz.

Shamol energiyasidan foydalanishning aniq afzalliklariga qaramay, shamol stansiyalarida ishlab chiqariladigan elektr energiyasi miqdori umumiy miqdorning bir foizidan oshmaydi. Ushbu maqsadlar uchun uskunalar juda qimmat, bundan tashqari, bunday inshootlar har bir hududda samarali bo'lmaydi va elektr energiyasini uzoq masofalarga tashish katta yo'qotishlar bilan bog'liq.

Geotermal energiya

Geotermal manbalarning rivojlanishi elektr energiyasini ishlab chiqarishning muqobil usullarini ishlab chiqish tarixida yangi bosqich boʻldi.

Elektr energiyasini ishlab chiqarish printsipi - bu er osti manbasidan generator turbinasi pichoqlariga issiq suv bug'ining kinetik va potentsial energiyasini etkazib berish, aylanish harakati orqali oqim hosil qiladi. Nazariy jihatdan, er qobig'ining yuzasi va chuqurligidagi harorat farqi har qanday hududga xosdir. Biroq, odatda minimal bo'ladi va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun uni ishlatish mumkin emas. Bunday stansiyalarni qurish faqat o'zini oqlaydisayyoramizning ayrim hududlari (seysmik faol). Islandiya bu usulni ishlab chiqishda kashshof hisoblanadi. Bu maqsadlar uchun Rossiya Kamchatka yerlaridan ham foydalanish mumkin.

Energiya olish tamoyili quyidagicha. Erning ichaklaridan issiq suv yuzaga chiqadi. Bu erda bosim ancha past bo'ladi, bu esa suvning qaynashiga olib keladi. Ajratilgan bug 'trubkasi orqali yo'n altiriladi va generator turbinalarining pichoqlarini aylantiradi. Elektr energiyasini ishlab chiqarishning ushbu zamonaviy usulining kelajagini oldindan aytish qiyin. Ehtimol, bunday stantsiyalar Rossiya Federatsiyasi hududida ommaviy ravishda quriladi yoki vaqt o'tishi bilan bu g'oya o'chib ketadi va bu haqda hech kim eslamaydi.

Okean issiqlik energiyasini rivojlantirish

Dunyo okeanlari oʻz miqyosida hayratlanarli. Mutaxassislar hatto unda to'plangan issiqlik energiyasining taxminiy bahosini ham bera olmaydilar. Bir narsa aniq - juda katta miqdordagi resurslar foydalanilmayapti. Hozirgi vaqtda okean suvlarining issiqlik energiyasini oqimga aylantiradigan elektr stantsiyalarining prototiplari allaqachon qurilgan. Biroq, bular pilot loyihalar va energiyaning bu sohasi yanada rivojlanishiga ishonch yo'q.

Ebb va oqim elektr energetika sanoati xizmatida

Ebb va oqimning kuchli kuchini qimmatli hosilalarga aylantirish - bu elektr energiyasini ishlab chiqarishning yangi usuli. Ushbu hodisalarning tabiati endi ma'lum va ajdodlarimiz orasida paydo bo'lgan hurmatli qo'rquvni keltirib chiqarmaydi. Bu magnit maydonning ta'siri bilan bog'liqsayyoraning ishonchli sun'iy yo'ldoshi - Oy.

Suvning eng koʻzga koʻringan oqimlari dengiz va okeanlarning sayoz suvlarida, shuningdek daryo oʻzanlarida kuzatiladi.

Haqiqatan ham natija bergan birinchi stansiya 1913 yilda Buyuk Britaniyada Liverpul yaqinida qurilgan. O'shandan beri ko'plab davlatlar tajribani takrorlashga harakat qilishdi, lekin oxir-oqibat turli sabablarga ko'ra bu tashabbusdan voz kechishdi.

Quyosh energiyasi

Aslida barcha tabiiy qazilma yoqilgʻilar millionlab yillar avval quyosh nurlari ishtirokida va taʼsirida hosil boʻlgan. Shunday qilib, insoniyat uzoq vaqtdan beri quyoshdan olingan mahsulotlarni faol ishlatganligini aytishimiz mumkin. Darhaqiqat, daryo va ko‘llarning mavjudligi suvning aylanishini ta’minlaydigan bu bitmas-tuganmas manbaga qarzdormiz. Biroq, bu zamonaviy quyosh energiyasi deganda nazarda tutilgan narsa emas. Nisbatan yaqinda olimlar maxsus batareyalarni ishlab chiqish va ishlab chiqarishga muvaffaq bo'lishdi. Quyosh nurlari yuzasiga tushganda ular elektr energiyasi ishlab chiqaradilar. Bu texnologiya elektr energiyasini ishlab chiqarishning muqobil usuliga ishora qiladi.

Quyosh hozirda ma'lum bo'lgan eng kuchli manbadir. Uch kun ichida Yer sayyorasi barcha turdagi issiqlik resurslarining barcha o'rganilgan va potentsial konlarida mavjud bo'lmagan darajada energiya oladi. Biroq, bu energiyaning 1/3 qismi yer qobig'ining yuzasiga etib boradi va uning katta qismi atmosferada tarqaladi. Va shunga qaramay, biz ulkan hajmlar haqida gapiramiz. Mutaxassislarning fikricha, bitta kichik suv omborijuda katta issiqlik elektr stansiyasi kabi energiya oladi.

Dunyoda bug' ishlab chiqarish uchun quyosh nuri energiyasidan foydalanadigan qurilmalar mavjud. U generatorni boshqaradi va elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Biroq, bunday o'rnatishlar juda kam uchraydi.

Elektr energiyasini ishlab chiqarish printsipidan qat'i nazar, o'rnatish kollektor bilan jihozlangan bo'lishi kerak - quyosh nurini to'plash uchun qurilma. Albatta, ko'pchilik quyosh panellarini o'z ko'zlari bilan ko'rgan. Ko'rinishidan, ular quyuq shisha ostida. Ma'lum bo'lishicha, bunday qoplama eng oddiy kollektor hisoblanadi. Uning ishlash printsipi quyuq shaffof materialning quyosh nurlarini o'tkazishi, lekin infraqizil va ultrabinafsha nurlanishni kechiktirishi va aks ettirishiga asoslanadi. Batareyaning ichida ishlaydigan moddasi bo'lgan quvurlar mavjud. Termal nurlanish qorong'u plyonka orqali o'tkazilmaganligi sababli, ishlaydigan suyuqliklarning harorati atrof-muhit haroratidan ancha yuqori. Shuni ta'kidlash kerakki, bunday echimlar faqat tropik kengliklarda samarali ishlaydi, bu erda quyoshdan keyin kollektorni aylantirishning hojati yo'q.

Qoplamaning yana bir turi botiq oynadir. Bunday uskunalar juda qimmat echimdir, shuning uchun u keng qo'llanilishini topmadi. Bunday kollektor Selsiy bo'yicha uch ming darajagacha issiqlikni ta'minlay oladi.

Bu yoʻnalish jadal rivojlanmoqda. Evropada elektr tarmoqlaridan uzilgan uylar bilan hech kimni ajablantirmaysiz. Biroq, sanoat miqyosidabu usul bilan elektr energiyasi ishlab chiqarilmaydi. Bunday uylarning tomlarida quyosh panellari ko'rinadi. Bu juda shubhali investitsiya. Eng yaxshi holatda, bunday uskunani o'rnatish o'n yillik ishlagandan keyingina o'zini oqlaydi.

Dengiz oqimlaridan foydalanish

Bu elektr energiyasi ishlab chiqarishning juda noodatiy usuli. Okeanlarning shimoliy va janubiy (ekvatorial) mintaqalarida harorat farqi tufayli butun hajmda kuchli oqimlar paydo bo'ladi. Agar turbina suvga botirilsa, kuchli oqim uni aylantiradi. Bu shunday elektr stansiyalarining ishlash tamoyilining asosidir.

Biroq, bu energiya manbai hozirda faol foydalanilmayapti. Hali hal qilinishi kerak bo'lgan ko'plab muhandislik muammolari mavjud. Faqat eksperimental ishlar olib borilmoqda. Bu yo'nalishda eng faol inglizlar. Ehtimol, yaqin kelajakda Buyuk Britaniya qirg'oqlarida pichoqlari dengiz oqimlari tomonidan harakatga keltiriladigan elektr stantsiyalari koloniyalari paydo bo'lishi mumkin.

Uyda elektr energiyasini olish usullari

Elektr energiyasini uyda ham ishlab chiqarish mumkin. Agar siz bu masalaga jiddiy yondashsangiz, uy xo'jaligining elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojini ham qondira olasiz.

Birinchi navbatda shuni ta'kidlash kerakki, elektr energiyasini ishlab chiqarishning sanab o'tilgan ba'zi usullari xususiy iqtisodiyotda juda qo'llaniladi. Shunday qilib, ko'plab fermerlar va oddiy qishloq egalari o'z uchastkalarida shamol tegirmonlarini o'rnatadilar. Shuningdek, quyosh panellarini qishloq uylari tomlarida tez-tez ko‘rish mumkin.

Boshqalari ham borelektr energiyasini ishlab chiqarish yo'llari, lekin ularni amaliy qo'llash haqida gap bo'lmaydi. Bu koʻproq oʻyin-kulgi yoki tajriba maqsadida.