ТОЛҚЫН ЭНЕРГИЯСЫ 12.1. Кіріспе

Энергияның аса көп мөлшерін теңіз толқындарынан алуға болады. Терең судағы толқындар алып жүретін қуат, олардың амплитудасының квадраты мен периодына пропорцианалды. Сондықтан, ұзын периодты (Т~10 с) үлкен амплитудалы (а~2м) жота ұзындығы бірлігінен орта есеппен 50 ден 70 кВт/м-ге дейін алуға мүмкіндік беретін толқындар аса қызықтырады.

Толқын энергиясын электр қуатына түрлендіру мүмкіндігі әлдеқашан дәлелденген. Бұл мүмкіндікті іске асыру үшін көптеген техникалық шешімдер бар. Кейінгі жылдары толқындық энергетикаға деген қызығушылық, әсіресе, Жапония, Ұлыбритания, Скандинавия мемлекеттерінде күрт артты, нәтижесінде тәжірибелер жобаларды іске асыру деңгейіне ауысты.

Мұндай қондырғыларды ағымдағы даму үрдісі, жалпы жаңартылатын энергия түрлерін пайдаланатын барлық қондырғылар тәрізді, орташа қуатты (шамамен 1 МВт) өлшемі толын алды бойымен 50 метрдей болатын жеке модульдерге бағытталады. Мұндай құрылғылар алыс елді мекендерді, әсіресе аралдарды, энергиямен қамтамасыз етіп отырған дизельді генераторларды алмастырған жағдайда, қазіргі кездің өзінде белгілі экономикалық пайда әкелуі мүмкін. Толқындық энергетиканың дамуы елеулі қиындықтармен байланысты. Олардың жан-жақты талдауы төменде келтірілген, бірақ олар негізінен келесі:

1. Толқындар амплитудасы, фазасы және қозғалыс бағыты бойынша тұрақсыз болып табылады. Ауыспалы шамалардың кең ауқымында энергияны тиімді алуға арналған қондырғыны жобалау оңай емес.

2. әрқашанда, нәтижесінде өте жоғары қарқынды толқындар пайда болатын, экстремалды дауылдар мен құйындар мүмкіндігі бар. Толқынды энергетикалық құрылғылар конструкциялары оларға төзімді болу керектігі сөзсіз. Шамамен 50 жылда бір рет амплитудасы орташа өлшемнен 10 есе үлкен толқындар пайда болады. Демек, дауыл кезінде конструкциялар қалыпты жұмыс кезіндегімен салыстырғанда, шамамен 100 есе артық жүктемеге төзімді болуы қажет.

3. Мұндай қуаттың жоғары шамалары, негізінен ашық теңіз жақтан келетін терең судағы толқындарға тән. мұндай толқындық режимдерге арналған энергетикалық құрылғыларды өндіруге, қызмет көрсетуге, берілген қалыпта сақтауға; құрлыққа энергия берумен байланысты қиындықтар үрей тудырады.

4. Әдетте толқындар периоды (жиілігі шамамен 0,1 Гц). Бұл тұрақсыз баяу қозғалысты 500 есе жоғары өнеркәсіптік жиіліктегі электр қуатын өндіруге бейімдеу айтарлықтай қиын.

5. Көптеген энергияны түрлендіруге арналған қондырғылардың ішінен тиісті түрін таңдап алу -қиын, жиі тіпті мүмкін емес тапсырма.

6. Өнеркісіптік дамыған аумақтардың кең ауқымды энергетиксы тұрғысынан ойлау әдеті, жоғары толқындық потенциалды орындарда тек ірі толқындық электр бекеттерін өндіру ниетін тудырады. Осыған орай, көп жағдайларда толқындық энергияны қолдану экономиклық тұрғыдан тиімдірек болып табылатын, орташа потенциалды аумақтарды елеусіз қалдыру үрдісі орын алады. Толқын энергиясын артықшылықтары сол, ол едәуір қатты шоғырланған, түрлендіруге қолжетімді және кез келген уақытта ауа-райы жағдайларына байланысты болжануы мүмкін. Жел әсерінен пайда болып, толқындар айтарлықтай ара-қашықтықтарға таралып, өзінің энергетикалық потенциалын жақсы сақтайды. Мысалы, Еуропа жағалауына жететін ірі толқындар, Атланика орталығында, тіпті Кариб теңізіндегі дауылдар кезінде туындайды.

Төмендегі толқын энергетикалық құрылғылардың жұмысын түсіну үшін қажетті негізгі ұғымдар берілген. Әуелі оқырманды терең судағы монохроматикалық толқындар теориясына енгізеді және олармен тасмалданатын энергия ағымдарын есептеумен таныстырады. Ақыр соңында, қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне айтарлықтай тиімді жауап беретін толқындық құрылғыларды жобалау әрекеттерін сипаттайды. Математикалық қатаңдықты құрбан етіп, теориялық есептеулерді оқырман әрқашан әдебиеттерден табады деген үмітпен, авторлар физикалық айқындылыққа қол жеткізуге тырысты.