Էներգաաշտարակ

Էներգաաշտարակ, էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար նախագծված սարքավորում։ Տվյալ սարքավորումն իր մեջ ներառում է արևային և քամու էներգիա։ Աշտարակի կողքի ջրվեժից հոսող ջուրը պոմպով բարձրանում է աշտարակի վերին հատվածը և ցրվում է միաժամանակ հովացնելով շոգ օդը։ Հովացած օդը իջնում է ցած և պտտում է ներքևում գտնվող տուրբինը։ Ներկայումս նմանատիպ ոչ մի սարքավորում պատրաստված չէ, սակայն Իսրայելի Տեխնիոն համալսարանում Դանա Զասլավսկոյի ղեկավարությամբ գիտնականների խումբը 1982 թվականին այդ սարքավորումների նախագծման համար մեծ աշխատանք տարավ.:

Ժամանակագրություն 
1965 թվական։ Առաջին անգամ էներգակիր աշտարակների օգնությամբ առաջացավ էներգիա ստանալու գաղափարը։ Գաղափարը պատկանում է Լոքհիդ ընկերության պրոֆեսոր Ֆիլիպ Կարլսոնին.:

1975 թվական։ Ֆիլիպ Կարլսոնի հայտնագործության կեղծ օրինակի թողարկում։

1982 թվական։ Իսրայելի Տեխնիոն համալսարանում ինտենսիվ հետազոտական աշխատանքների սկիզբ։  Տասնյակ գիտնականների ու  ինժեներների թիմը պրոֆեսոր Դանա Զասլավսկու ղեկավարությամբ ծախսել է ավելի քան 100 տարի էներգոաշտարակի նախագծի հետազոտման ու մշակման համար։

1994 թվական։ Իսրայելի էներգետիկայի նախարարի հրահանգներով անկախ մասնագետների հատուկ հանձնաժողով ստեղծվե, որն անցկացրեց մանրակրկիտ ստուգումներ պրոֆեսոր Զասլավսկու թիմի կատարած աշխատանքների արդյունքները։ Հանձնաժողովի եզրակացությունը լիովին դրական էր։ Տեխնիոնի թիմը շարունակում է իրականացնել իր նախագիծը։

2000 թվական։ Ստեղծվել է իսրայելա-հնդկական համատեղ ղեկավարման հանձնաժողով։ 2001 թվականի մայիս ամսին այն անցկացրեց համաժողով Երուսաղեմում, որտեղ սկուզբունքայնորեն որոշում կայայացվեց կառուցել 400 մետր բարձրությամբ, 150 մետր տրամագծով   6,5-ից մինչև 10 մեգավատտ հզորությամբ ցուցադրական էներգոաշտարակ։ Նրա արժեքը գնահատվում էր 100 միլիոն դոլար։ Գումարի կեսը պատրաստ էր տրվել Հնկաստանի կառավարությանը, սկսվեց ներդրողների որոնումը, ովքեր պատրաստ էին վճարել երկրորդ կեսը։ Նախագիծը չիրացվեց։

2011 թվական։ Ամերիկյան «Մաքուր քամու էներգիա» ընկերությունը հայտարարում է 914,4 մետր բարձրությամբ երկու էներգոաշտարակների կառուցման ծրագրերի մասին։ Աշտարակները տեղադրվելու են Սոնորայի անապատում՝ Արիզոնայի Սան Լուիս քաղաքի մոտ, ոչ հեռու մեքսիկական սահմանից։ Կառույցի անգլերեն անվանումը մի փոքր տարբերվում է նրանից, որ օգտագործում էր պրոֆեսոր Զասլավսկին (Downdraft Tower и Energy Tower), բայց աշխատանքի էությունը նույնն է։ Ամերիկացի հեղինակների նախագծերում պարզություն չկա, որոշ աղբյուրներ հիշատակում են Զասլավսկու անունը, մի քանիսը՝ ոչ։ Ներկայումս շարունակվում են այդ նախագծի նախնական աշխատանքները.:

2012 թվական։ Էկսերգետիկ աշտարակ, որը օդից ջրի սատացման նախագիծ է կամ ջրի աղազրկում և հովացում, էներգիայի ստացում «արհեստական քամուց», CO2-ի ստացում օդից։ Էկսերգետիկ աշտարակի հասկացությունն ու տեխնոլոգիան առաջարկվեց ամերիկացի գիտնական Վալերի Մայսոցենկոյի կողմից։ Այն զգալիորեն էժան է և արդյունավետությամբ գերազանցում է Զասլավսկու աշտարակին։ Իր դրույթները Մայսոցենկոն ներկայացրեց Տեխնիոնի համալսարանում Զասլավսկու հետազոտական խմբին, և նրանք հաստատեցին դա։ Այդ նախագիծը ներկայացվում է ղեկավարության աջակցությամբ և Ավստրալիական ու Պարսից ծոցերում իրացման շնորհիվ։ Այդ տարածաշրջանների կլիման չոր և շոգ է, հարմարավետ է Մայսոցենկոյի տեխնոլոգիական աշխատանքների իրականացմանը, սակայն այն պահանջում է զգալի ծավալով ներդրումներ և իրացումներ։

Տեխնոլոգիայի ստեղծման նախապայմաններ 
Համաշխարհային էներգետիկայի ամենաբարդ խնդիրներից մեկը հանդիսանում է հանածո վառելիքի տնտեսական ու քաղաքական կախվածությունը, որի ավելցուկները քչանում են։ Մեկ այլ բարդ խնդիր է շրջակա միջավայրի աղտոտումը ածխի այրման թափոններով։ Դրա այրումը մթնոլորտ է անջատում «ջերմային» գազեր, ինչպիսին է՝ CO2 գազը, որը ուժեղացնում է ջերմային արդյունավետությունը։ Այս խնդիրները պահանջում են շուտափույթ այլընտրանքային լուծումներ մաքուր և վերականգնվող տեսակի վառելիքի համար։ Վերականգնվող էներգիայի ամենահայտնի աղբյուրները հանդիսանում են արևային էներգիան, հիդրոէներգիան և բույսերի այրումը։ Մեկ այլ աղբյուր է հանդիսանում «Էներգետիկ խողովակի» տեխնոլոգիան։ Այս տեխնոլոգիայի ծրագիրը մշակողներից մեկը Տեխնիոն համալսարանի ագրոինժեներական ֆակուլտետի պրոֆեսոր Դան Զասլավսկին է։

Առավելություններ 

 Թանկարժեք ստացման պահանջարկ չկա։
 Օրվա ընթացքում 24 ժամ տևողությամբ առանց արևային ճառագայթների ընդունման հնարավոր է վերականգնվող էներգիայի ստացում.;
 Արևային էներգիայի կայանի համար անհրաժեշտ տարածքը 10 անգամ քիչ է զբաղեցրած տարածքից։
 Աշխարհում կա շուրջ 40 տարածք, որոնք ունեն համապատասխան աշխարհագրական կլիմա էներգաաշտարակի օգտագործման համար։ 
 Այսօր էներգիայի արտադրման արժեքը ամենացածրն է մնացած բոլոր գոյություն ունեցող արժեքներից (1-4 ցենտ/կվտ)։
 Հնարավոր է նաև էլեկտրաէներգիայի օգտագործման զուգահեռ մշակում ծովի ջրի աղազրկում։ Այդպիսի աղազրկման արժեքը երկու անգամ քիչ կլինի հետադարձ օսմոսի (ֆիզիկա) ավանդական տեխնոլոգիայից.:

Էներգոհավասարակշություն 
Ըստ նախնական գնահատականների Յուտվատ շրջանի Էյտլատից հյուսիս խողովակի կառուցումը, պարզվեց, որ մոտավորապես 33% անջատվող էներգիան կծախսվի ջրի ներմղման վրա, 22%-ը՝ շփման և կինետիկ էներգիայի կորուստի վրա, և 45%-ը՝ սպառողական էներգիայի վրա։ Այդ կերպ 200-600 մվտ հզորությամբ էներգոհավասարակշռությունը դրական կլինի.:

Ազդեցություն շրջակա միջավայրի վրա 
Համակրգչային մոդելը ցույց է տվել, որ սառը օդը չի ստեղծի օազիս և միկրոկլիմայական փոփոխություն։ Սառը օդը գտնվում է 10 մետր ցած և չի խառնվում շրջապատող օդին իր ավելի բարձր խտության պատճառով։ Օդի ծախսը համեմատած մթնոլորտային հոսանքի հետ փոքր է։ Այսպես կոչված «Հեդլիի բջիջների» գլոբալ երևույթների միջոցով օդը մտնում է խողովակի մեջ (Մթնոլորտում ուղղահայաց շրջանառության համակարգը ներկայացնում է  սովորաբար հասարակածի և բևեռների միջև երեք բջիջներ։ Ցածր և հավասարաչափ լայնության բջիջների շոշափման ընթացքում ուղղահայաց հոսանքները ուղղված են դեպի ներքև, այսինքն օդը նվազում է։ Սա արևմտյան մակերևութային քամիների գոտի է։ Միջին և բարձր լայնություններում բջիջների շփման հատվածում օդը բարձրանում է։ Սա մեծ բարձրություններում արևելյան մթնոլորտային քամիների և հոսքի գոտի է)։ Այնպես որ խողովակը չի կարող ազդել գլոբալ գործընթացներին։

Շինարարության արժեքը 
Էյլատա շրջանում այդ տեսակի խողովակների արժեքը գնահատվում է 850 միլիոն դոլար մոտավորապես 2300 կ/վտ հզորությամբ։ Մշակման սկզբնական փուլում առաջացավ լեռան ներսում կառուցել խողովակ, բայց մերժվեց շահութաբեր լինելու համար։ Խողովակը կառուցվում է ոչ թե երկաթբետոնից, այլ պողպատյա ձողակտորից։ Խողովակի ներսը պատված է նմանատիպ պաստառից, Բարձրահարկ շենքերի կառուցման տեխնոլոգիան գոյություն ունի Դուբայում և Չինաստանում, այնպես որ չի ներկայացնի որոշակի խնդիրներ։ Ամրության տեսանկյունից, ներքին քամին ուժեղ է ազդում, բայց խողովակն այնպես է նախագծված, որ այն դիմանում է տվյալ շրջանի անապատի ցանկացած  ուժեղ քամուն։

Ավստրալիացի ինժեներների նախագծեր 
Ավստրալիացի ինժեներների նախագիծը նույնպես հեաքրքիր է։

Ըստ ուսումնասիրողների ծրագրերի մի քանի հեկտար անապատային տարածքներում անհրաժեշտ է կոտրել հսկայական ջերմոցը, իսկ նրա կենտրոնում տեղադրել 800 մետր որկարությամբ և 150 մետր տրամագծով խողովակ։ Տաք և ցուրտ օդի ջերմաստիճանի տարբերությունների պատճառով առաջանում է հզոր ձգողական ուժ։ Այդ հոսքի ուժը ապահովում է ճնշում, որը բավարար է 30 քամու տուրբինների պտույտի համար, որոնք տեղադրված են խողովակի ստորին հատվածում։

Հաշվարկները ցույց էին տալիս, որ ջերմոցում օդի ջերմաստիճանը կտաքանա մինչև 80-90° ցելսիուս, իսկ խողովակը կդառնա որպես «ծխնելույզ», որն ապահովում է մշտական ձգողականության ուժ։ Փորձնական սարքավորման հզորությունը կկազմի 200-ից մինչև 250 մ/վտ հզորություն։ Դա բավարար է մի քանի տասնյակ ֆերմերային տնտեսություններին կամ 100 հազար բնակիչ ունեցող քաղաքին էներգիա ապահովելու համար։

Ծրագիր մշակողների հավաստիացմամբ, համակարգը կարող է կատարել շուրջօրյա աշխատանք։ Օրվա ընթացքում լավ տաքացված հողը կվերածվի տաք մարտկոցի, որը նույնիսկ ի վիճակի կլինի երկար ժամանակ տաքացնել օդը,  և կստեղծի ձգողական ուժ խողովակի մեջ։

Տես նաև 

 Վերականգնվող էներգիա
 Հողմաէներգետիկա

Ծանոթագրություններ