Ziyosfera

Suv energiyasi

Хитойдаги Уч дара тўғони ; ГЕС ўрнатилган қувватига кўра дунёдаги энг катта электр станциясидир.

Гидроэнергетика шунингдек, сув энергетикаси сифатида ҳам танилган, электр энергияси ишлаб чиқаришда сув энергиясидан фойдаланилади. Бунга сув манбасининг гравитацион потенциалини ёки кинетик энергиясиндан электр қувватига ишлаб чиқаришга айлантириш орқали эришилади. Гидроэнергетика барқарор энергия ишлаб чиқариш усули ҳисобланади.

Қадим замонлардан бери сув тегирмонларининг энергияси қайта тикланадиган энергия манбаи сифатида суғориш ва механик қурилмалар, масалан, тегирмонлар, арра тегирмонлари, тўқимачилик тегирмонлари, маиший лифтлар ва руда тегирмонларида ишлатилган.

Ҳозирги вақтда сув энергиясидан асосан гидроэнергетикада электр энергия ишлаб чиқаришда ишлатилади.

Гидроэнергетика қазилма энергияларга жуда яхши муқобилдир, чунки у тўғридан-тўғри карбонат ангидрид ёки бошқа атмосфера ифлослантирувчи моддаларни ишлаб чиқармайди ва нисбатан барқарор энергия манбаси бўлиб хизмат қилади. Шунга қарамай, у иқтисодий, социологик ва экологик салбий томонларга эга ва дарё ёки баланд кўл каби этарли даражада энергия манбасини талаб қилади[1].

Тарихи

Ван Зҳен сув поршени (1290-1333)
Сент-Энтони шаршараси, Америка Қўшма Штатлари, бу ерда тегирмонда ун ишлаб чиқариш учун сув энергиясидан фойдаланилади
Тўғридан-тўғри сув билан ишлайдиган руда тегирмони, ХИХ аср охири

Далиллар шуни кўрсатадики, гидроэнергетика асослари қадимги юнон сивилизациясига тўғри келади[2]. Бошқа далиллар шуни кўрсатадики, сув ғилдираги худди шу даврда Хитойда мустақил равишда пайдо бўлган[2]. Сув ғилдираклари ва сув тегирмонлари ҳақидаги далиллар милоддан аввалги ИВ асрда қадимги Яқин Шарққа тегишли[3]. Бундан ташқари, далиллар Сумер ва Бобил каби қадимги сивилизацияларда суғориш машиналари ёрдамида гидроэнергетикадан фойдаланишни кўрсатади. Тадқиқотлар шуни кўрсатадики, сув ғилдираги сув кучининг дастлабки шакли бўлиб, уни одамлар ёки ҳайвонлар бошқарган.

Рим империясида сув билан ишлайдиган тегирмонлар милоддан аввалги биринчи асрда Витрувиус томонидан тасвирланган[4]. Замонавий Франсияда жойлашган Барбегал тегирмонида кунига 28 тоннагача донни қайта ишлайдиган 16 та сув ғилдираги бор эди[5]. Рим сув ғилдираклари, шунингдек, эрамизнинг ИИИ аср охиридаги Иэраполис арра заводи каби мармарни арралаш учун ишлатилган[6].

Гидроэнергетикадан эрта фойдаланишнинг яна бир мисоли ҳушингда кўринади. Ҳушинг — металл рудаларини қазиб олишда систернаган чиқарилган сув тўлқинининг кучидан фойдаланиш.  Усул биринчи марта Уэлсдаги Долаукоти олтин конларида милоддан аввалги 75 йилдан бошлаб қўлланган. Бу усул Испанияда Лас Медулас каби конларда янада ривожланган. Ҳушинг Буюк Британияда Ўрта асрларда ва кейинги даврларда қўрғошин ва қалай рудаларини қазиб олиш учун кенг қўлланган.

Осиё ва Африканинг катта ҳудудни ва бошқа атрофдаги ҳудудларни қамраб олган Ислом империясида[7] Ислом олтин даври ва араб қишлоқ хўжалиги инқилоби (ВИИИ—ХИИИ асрлар) даврида сув энергияси кенг қўлланди ва ривожланди. Йирик гидравлика заводлари мажмуалари билан бирга тўлқин қувватидан дастлабки фойдаланиш пайдо бўлди[8]. Минтақада сув билан ишлайдиган саноат тегирмонларининг кенг қўлланган, шу жумладан қоғоз тегирмонлари, арра тегирмонлари, кема тегирмонлари, штампловчи тегирмонлар, пўлат тегирмонлари, шакар тегирмонлари ва сув тегирмонлари. ХИ асрга келиб, Ислом империясининг ҳар бир вилоятида Ал-Андалус ва Шимолий Африкадан Яқин Шарқ ва Марказий Осиёгача бўлган саноат тегирмонлари қўллаган[9]. Мусулмон муҳандислари сув тегирмонлари ва сув кўтарувчи машиналарда тишли механизмларни ишлатганда ҳам сув турбиналаридан фойдаланганлар. Улар, шунингдек, сув тегирмонлари ва сув кўтарувчи машиналарни қўшимча қувват билан таъминлаш учун ишлатиладиган сув қуввати манбаи сифатида тўғонлардан фойдаланишга уста бўлишган[10].

Бундан ташқари, мусулмон механик муҳандиси Ал-Жазарий (1136-1206) ўзининг „ Ақлли механик қурилмалар ҳақидаги билимлар китоби“ китобида 50 та қурилма учун дизайнларни тасвирлаб берган.

Беноит Фоурнейрон, биринчи гидроэнергетика турбинасини яратган франсуз муҳандиси

ХИХ асрда франсуз муҳандиси Беноит Фоурнейрон биринчи гидроэнергетика турбинасини яратди. Ушбу қурилма 1895-йилда Ниагара шаршарасининг тижорат заводида жорий қилинган ва у ҳозир ҳам ишламоқда. ХХ аср бошларида инглиз муҳандиси Уилям Армстронг Англиянинг Нортумберленд шаҳридаги Крегсайддаги уйида жойлашган биринчи хусусий электр станциясини қурди ва ишлатди[11]. 1753-йилда франсуз муҳандиси Бернард Форест де Белидор ўзининг Арчитеcтуре Ҳйдраулиқуэ (Гидротехника архитектураси) китобини нашр этди, унда вертикал ўқ ва горизонтал ўқли гидравлик машиналар тасвирланган[12].

Саноат инқилобига ортиб бораётган талаб ҳам ривожланишга туртки бўлади[13]. Британияда саноат инқилобининг бошида Ричард Аркрайтнинг сув рамкаси каби янги ихтиролар учун асосий қувват манбаи эди[14]. Гарчи сув қуввати кўплаб йирик тегирмон ва фабрикаларда буғ қувватига ўтган бўлса-да, у ХВИИИ—ХИХ асрларда кўплаб кичик операциялар учун ишлатилган.

Технологик тараққиёт очиқ сув ғилдирагини ёпиқ турбинага ёки сув моторига ўтказди. 1848-йилда Лоwелл’с Лоcкс анд Cаналс компаниясининг бош муҳандиси инглиз-америкалик муҳандис Жеймс Б. Френсис 90 % самарадорлик билан турбинани яратиш учун ушбу дизайнларни такомиллаштирди[15]. У турбинани лойиҳалаш муаммосига илмий тамойиллар ва синов усулларини қўллаган. Унинг математик ва график ҳисоблаш усуллари юқори самарали турбиналарнинг ўзига хос оқим шароитларига тўлиқ мос келишига имкон берди. Френсис реаксия турбинаси ҳали ҳам ишлатилмоқда. 1870-йилларда Калифорния тоғ-кон саноатида фойдаланиш натижасида Лестер Аллан Пелтон юқори самарали Пелтон ғилдирак импулсли турбинасини ишлаб чиқди, у Серра-Невадага гидроэнергетика фойдаланади.

Камчиликлари ва чекловлари

Гидроэнергетиканинг айрим камчиликлари аниқланган. ГЕС яқинида яшовчи одамлар қурилиш вақтида ёки сув омборлари қирғоқлари беқарор бўлганда кўчирилади.

Тўғон ва сув омборлари дарё экотизимларига катта салбий таъсир кўрсатиши мумкин, масалан, баъзи ҳайвонларнинг юқорига қараб ҳаракатланишининг олдини олиш, қуйи оқимда чиқарилган сувни совутиш ва кислородсизлантириш ва заррачаларнинг чўкиши натижасида озуқа моддаларини йўқотиш[16]. Катта ва чуқур тўғон ва сув омборлари ўсимликлари сув остида чириган ўсимликлардан иссиқхона газлари эмиссиясини келтириб чиқарадиган катта майдонларни қамраб олади. Бундан ташқари, бошқа қайта тикланадиган энергия манбаларига қараганда пастроқ бўлса-да, гидроэнергетика иссиқхона гази бўлган метан газини ишлаб чиқариши аниқланган. Бу органик моддалар сувнинг кислародсизланиши туфайли резервуар тубида тўпланганда содир бўлади[17]. Бундан ташқари, тадқиқотлар шуни кўрсатдики, тўғонлар ва сув омборлари қурилиши баъзи сув жонзотлари турларининг яшаш жойларини йўқотишига олиб келиши мумкин.

Иловалар

Файл:Гарwнант Ҳйдропоwер Счеме, Бреcкон Беаcонс, Cймру, (Wалес).wебм

Электр Энергияси

Гидроэнергетикада глобал электр энергиясининг қарийб 15 фоизини ишлаб чиқаради ва 35 дан ортиқ мамлакатлар учун умумий электр энергиясининг камида 50 фоизини таъминлайди[18].

Гидроэлектр энергиясини ишлаб чиқариш участканинг баландлиги туфайли мавжуд бўлган сувнинг потенциал энергиясини ёки ҳаракатланувчи сувнинг кинетик энергиясини электр энергиясига айлантиришдан бошланади.

Гидроэлектростанциялар энергияни йиғиш усуллари бўйича фарқланади. Бир тури тўғон ва сув омборини ўз ичига олади. Тўғонни сув омборига боғлайдиган каналлардан ўтиб, электр энергияси ишлаб чиқариш учун фойдаланиш учун сув омборидаги сув талаб бўйича мавжуд. Сув электр энергиясини ишлаб чиқарадиган генераторга уланган турбинани айлантиради.

Бошқа тури дарё бўйидаги стансия деб аталади. Бундай ҳолда, сув оқимини назорат қилиш учун тўсиқ қурилади, сув омбори йўқ. Дарё электр стансияси узлуксиз сув оқимига муҳтож ва шунинг учун талаб бўйича қувватни таъминлаш имконияти камроқ. Оқаётган сувнинг кинетик энергияси энергиянинг асосий манбаи ҳисобланади.

Иккала дизайнда ҳам чекловлар мавжуд. Мисол учун, тўғон қурилиши яқин атрофдаги аҳолига ноқулайлик туғдириши мумкин. Тўғон ва сув омборлари яқин атрофдаги катта ҳажмдаги жойни эгаллайди[19]. Бундан ташқари, сув омборлари қуйи оқимдаги яшаш жойларига зарар этказиш каби катта экологик оқибатларга олиб келиши мумкин. Бошқа томондан, дарё оқими лойиҳасининг чекланиши электр энергиясини ишлаб чиқариш самарадорлигининг пасайиши ҳисобланади, чунки жараён мавсумий дарё оқимининг тезлигига боғлиқ. Бу шуни англатадики, ёмғирли мавсум қурғоқчилик мавсумига нисбатан электр энергияси ишлаб чиқаришни оширади[20].

Гидроэлектростанцияларнинг ўлчамлари ҳар хил бўлиши мумкин, микро ГЕС деб аталадиган кичик стансиялардан тортиб, бутун мамлакатни энергия билан таъминлайдиган йирик стансияларгача. 2019-йил ҳолатига кўра, дунёдаги энг йирик бешта электр станциялар тўғонлари асосида қурилган анъанавий ГЕС лардир[21].

Гидроэлектр энергияси, шунингдек, насосли сақлаш билан ҳар хил баландликдаги иккита резервуар ўртасида потенциал энергия шаклида энергияни сақлаш учун ишлатилиши мумкин. Сув талаб юқори бўлганда ёки электр энергияси (ЭЭ) тизимида етишмовчлик бўлган пайтда ЭЭ. ишлаб чиқариш учун, кам талаб даврида юқори сув омборларига сув қайта насослар орқали қайта тўкилади. Бундай типдаги стансиялар Гидроакумлацион электр стансиялар (ГАЭС) деб аталади.

Гидроэнергетика билан электр энергиясини ишлаб чиқаришнинг бошқа шаклларига океанлар, дарёлар ва инсон томонидан яратилган канал тизимларидан электр энергиясини ишлаб чиқаришгача бўлган оқим энергиясидан фойдаланадиган оқим генераторлари киради.

  • Anʼanaviy toʻgʻonli gidroinshoot. Gidroenergetikada ishlab chiqarishning eng keng tarqalgan turi hisoblanadi.
    Анъанавий тўғонли гидроиншоот. Гидроэнергетикада ишлаб чиқаришнинг энг кенг тарқалган тури ҳисобланади.
  • Vashington shtatidagi Bridjport yaqinidagi bosh Jozef Dambasi katta suv omboriga ega boʻlmagan yirik daryo stansiyasidir.
    Вашингтон штатидаги Бриджпорт яқинидаги бош Жозеф Дамбаси катта сув омборига эга бўлмаган йирик дарё стансиясидир.
  • Shimoli-gʻarbiy Vetnamdagi Mikro GES
    Шимоли-ғарбий Ветнамдаги Микро ГЕС

Ёмғир энергияси

Ёмғир „табиатдаги охирги фойдаланилмаган энергия манбаларидан бири“ деб номланади. Ёмғир ёғганда, тўғри ишлатилса, улкан электр салоҳиятига эга бўлган миллиардлаб литр сув тушиши мумкин[22]. Ёмғирдан энергия ишлаб чиқаришнинг турли усуллари, масалан, ёмғир томчилари таъсирида энергиядан фойдаланиш бўйича тадқиқотлар олиб борилмоқда. Бу янги ва ривожланаётган технологиялар синовдан ўтказилаётган, прототипи ва яратилиши билан жуда эрта босқичда. Бундай энергияси ёмғир энергияси деб аталади[23][24].

Манбалар

  1. ↑ Бартле, Алисон (2002). „Ҳйдропоwер потентиал анд девелопмент аcтивитиэс“. Энергй Полиcй. 30-жилд, № 14. 1231–1239-бет. дои:10.1016/С0301-4215(02)00084-8.
  2. ↑ 2,0 2,1 Муноз-Ҳернандез, Герман Ардул. Моделлинг анд Cонтроллинг Ҳйдропоwер Планц. Лондон: Спрингер Лондон, 2013. ИСБН 978-1-4471-2291-3. 
  3. ↑ Рейнолдс, Террй С.. Стронгер тҳан а Ҳундред Мен: А Ҳисторй оф тҳе Вертиcал Wатер Wҳеэл. Балтиморе: Жоҳнс Ҳопкинс Университй Пресс, 1983. ИСБН 0-8018-7248-0. 
  4. ↑ Олесон, Жоҳн Петер. Греэк анд Роман мечаниcал wатер-лифтинг девиcес: тҳе ҳисторй оф а течнологй. Спрингер, 30-Жун 1984-йил — 373-бет. АСИН 9027716935. ИСБН 90-277-1693-5. 
  5. ↑ Ҳилл, Доналд. А Ҳисторй оф Энгинеэринг ин Cлассиcал анд Медиэвал Тимес. Роутледге, 2013 — 163–164-бет. ИСБН 9781317761570. 
  6. ↑ Греэне, Кевин (1990). „Перспеcтивес он Роман течнологй“. Охфорд Жоурнал оф Арчаэологй. 9-жилд, № 2. 209–219-бет. дои:10.1111/ж.1468-0092.1990.тб00223.х.
  7. ↑ Ҳойланд, Роберт Г.. Ин Год'с Патҳ: Тҳе Араб Cонқуэсц анд тҳе Cреатион оф ан Исламиc Эмпире. Охфорд: Охфорд Университй Пресс, 2015. ИСБН 9780199916368. 
  8. ↑ ал-Ҳассан, Аҳмад Й. (1976). „Тақī-ал-Дīн анд Арабиc Мечаниcал Энгинеэринг. Wитҳ тҳе Сублиме Метҳодс оф Спиритуал Мачинес. Ан Арабиc Манусcрипт оф тҳе Сихтеэнтҳ Cентурй“. Институте фор тҳе Ҳисторй оф Арабиc Сcиэнcе, Университй оф Алеппо. 34–35-бет.
  9. ↑ Луcас, Адам Роберт (2005). „Индсутриал Миллинг ин тҳе Анcиэнт анд Медиэвал Wорлдс: А Сурвей оф тҳе Эвиденcе фор ан Индустриал Револутион ин Медиэвал Эуропе“. Течнологй анд Cултуре. 46-жилд, № 1. 1–30-бет. дои:10.1353/теч.2005.0026. ЖСТОР 40060793.
  10. ↑ ал-Ҳассан. „Трансфер Оф Исламиc Течнологй То Тҳе Wест, Парт ИИ: Трансмиссион Оф Исламиc Энгинеэринг“. Ҳисторй оф Сcиэнcе анд Течнологй ин Ислам. 18-феврал 2008-йилда асл нусхадан архивланган.
  11. ↑ Бреэзе, Паул. Ҳйдропоwер. Cамбридге, Массачусетц: Аcадемиc Пресс, 2018. ИСБН 978-0-12-812906-7. 
  12. ↑ „Ҳисторй оф Ҳйдропоwер“. УС Департмент оф Энергй. 26-январ 2010-йилда асл нусхадан архивланган.
  13. ↑ „Ҳйдроэлеcтриc Поwер“. Wатер Энcйcлопедиа.
  14. ↑ Перкин, Ҳаролд Жамес. Тҳе Оригинс оф Модерн Энглиш Соcиэтй, 1780-1880. Лондон: Роутледге & Кеган Паул ПЛC, 1969. ИСБН 9780710045676. 
  15. ↑ Леwис, Б Ж; Cимбала; Wоуден (2014). „Мажор ҳисториcал девелопменц ин тҳе десигн оф wатер wҳеэлс анд Франcис ҳйдротурбинес“. Иоп Cонференcе Сериэс: Эартҳ анд Энвиронментал Сcиэнcе. 22-жилд, № 1. ИОП. 5–7-бет. Бибcоде:2014Э&ЭС...22а2020Л. дои:10.1088/1755-1315/22/1/012020.
  16. ↑ „Ҳоw Дамс Дамаге Риверс“ (эн-УС). Америcан Риверс. Қаралди: 2021-йил 25-ноябр.
  17. ↑ Бреэзе, Паул. Поwер Генератион Течнологиэс, 3рд, Охфорд: Неwнес, 2019 — 116-бет. ИСБН 978-0081026311. 
  18. ↑ Кайгусуз, Камил (2016). „Ҳйдропоwер ас cлеан анд ренеwабле энергй соурcе фор элеcтриcитй продуcтион“. Жоурнал оф Энгинеэринг Ресеарч анд Апплиэд Сcиэнcе. 5-жилд, № 1. 359–369-бет.
  19. ↑ Тоwлер, Бриан Франcис „Чаптер 10 - Ҳйдроэлеcтриcитй“, . Тҳе Футуре оф Энергй. Cамбридге, Массачусетц: Аcадемиc Пресс, 2014 — 215–235-бет. ИСБН 9780128010655. 
  20. ↑ Фøрсунд, Финн Р. „Пумпед-стораге ҳйдроэлеcтриcитй“, . Ҳйдропоwер Эcономиcс. Бостон, Массачусетц: Спрингер, 2014 — 183–206-бет. ИСБН 978-1-4899-7519-5. 
  21. ↑ Давис, Сcотт. Миcроҳйдро: Cлеан Поwер фром Wатер. Габриола Исланд, Бритиш Cолумбиа: Неw Соcиэтй Публишерс, 2003. ИСБН 9780865714847. 
  22. ↑ Назарли, Амина. „'Иф ёу cан маке энергй фром wинд, wҳй нот фром раин?'“. Тҳе Ириш Тимес (16-июн 2018-йил). Қаралди: 18-июл 2021-йил.
  23. ↑ Cаррингтон, Дамиан. „Раин ор шине: неw солар cелл cаптурес энергй фром раиндропс“. Тҳе Гуардиан (13-март 2018-йил). Қаралди: 18-июл 2021-йил.
  24. ↑ Фингас, Жон. „Раин май соон бе ан эффеcтиве соурcе оф ренеwабле энергй“. Энгадгет (9-феврал 2020-йил). Қаралди: 18-июл 2021-йил. 
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Suv_energiyasi" dan olindi