ზღვის ტალღების ენერგიის რევოლუცია

ზღვის ტალღები უკვე ათწლეულებია განიხილება როგორც განახლებადი ენერგიის ერთ–ერთი ყველაზე იმედის მომცემი წყარო. თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ გლობალურად ისინი წარმოქმნიან საოცარ რაოდენობას – დაახლოებით 50-დან 80 ტრილიონ ვატამდე ენერგიას, რაც მსოფლიოს წლიური ენერგომოხმარების ორიდან სამჯერ მეტია – მათი სრულად ათვისება კვლავ რთულად მისაღწევი ამოცანაა. დღემდე არსებული ტექნოლოგიები, რომლებიც ცდილობენ ამ ენერგიის ელექტრობაში გარდაქმნას, ხშირ შემთხვევაში ეფექტურობას ვერ აღწევენ, განსაკუთრებით ღრმა წყლებში. სწორედ ეს გახდა მიზეზი იმისა, რომ ტალღური ენერგია ჯერ კიდევ ვერ გახდა იმავე დონის წარმატებული, როგორც ქარის ან მზის ენერგია.

სწორედ ამ ბარიერის გადასალახად ჩნდება ერთ–ერთი ყველაზე საინტერესოდ აღქმული და ინოვაციური მიდგომა — ხმოვანი ტალღების გამოყენება. ახალი კვლევის თანახმად, ოკეანის ზედაპირზე მოძრავი ტალღებისა და წყალქვეშა აკუსტიკური ტალღების (ანუ ხმოვანი ტალღების) ურთიერთქმედებით შესაძლებელია ზედაპირული ტალღების გაძლიერება. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ შესაძლებელია ტალღების სიმაღლისა და ენერგიის მიზანმიმართულად გაზრდა, რაც პირდაპირ გააუმჯობესებს ელექტროენერგიის გამომუშავების შესაძლებლობებს.

აკუსტიკური ტალღები წყალქვეშ ვრცელდებიან დაახლოებით 1,500 მეტრი წამში სიჩქარით, რაც ათეულჯერ აღემატება ზედაპირული ტალღების სიჩქარეს. ტრადიციულ თეორიაში ეს ორი ტალღა დამოუკიდებლად ფუნქციონირებს, მაგრამ ახალი აღმოჩენები ამტკიცებს, რომ “ტრიო რეზონანსის” მექანიზმით ორი ხმოვანი ტალღა შეიძლება ზედაპირულ ტალღას მისთვის დამახასიათებელი სიხშირით მიემართოს და მას დამატებითი ენერგია გადასცეს. შედეგად, ტალღის ამპლიტუდა — ანუ სიმაღლე და ენერგია — იზრდება 30%-ით და მეტითაც.

ეს სრულიად ცვლის წარმოდგენას ტალღური ენერგიის ეფექტურობის პრობლემაზე. წარმოსახეთ სცენარი, როცა სპეციალურად მორგებული აკუსტიკური გენერატორები წყალში აგზავნიან ზუსტად გათვლილ სიხშირეზე ხმოვან ტალღებს, რომლებიც ახდენენ ზედაპირის ტალღების გაძლიერებას იმ ზონაში, სადაც განთავსებულია ტალღური ტურბინები ან სხვა ენერგო მოწყობილობები. შედეგად, უკვე არსებული ინფრასტრუქტურა ბევრად მეტ ელექტროენერგიას გამოიმუშავებს იგივე მოცულობის წყლის ტალღებიდან.

რა თქმა უნდა, თავად აკუსტიკური გენერატორებიც საჭიროებენ ენერგიას, თუმცა იდეაა, რომ ისინი თავადვე ტალღური ენერგიით იმართონ — ამით შეინარჩუნება დაბალი ნახშირბადოვანი კვალი. მთავარი ტექნიკური ამოცანაა, ამ სისტემის მასშტაბირება და ენერგიის მაქსიმალურად ეფექტური გადაცემა, ისე რომ დაკარგვები მინიმუმამდე იქნას დაყვანილი.

ტექნოლოგიის პოტენციალი კი მხოლოდ ენერგიის წარმოებით არ ამოიწურება. იგივე მექანიზმის გამოყენებით შესაძლებელი გახდება ბუნებრივი კატასტროფების, მაგალითად ცუნამის სიმძლავრის შემცირება. კვლევამ აჩვენა, რომ 2022 წელს ტონგას რეგიონის მიწისძვრისა და ვულკანური ამოფრქვევის შემდეგ წარმოქმნილ ცუნამში სწორედ ტრიო რეზონანსი ფიქსირდებოდა. თეორიულად ეს ნიშნავს, რომ წინასწარ გენერირებული აკუსტიკური ტალღებით შესაძლებელია ცუნამის ტალღების ზომის შემცირება — ფაქტობრივად, მათი დამუხრუჭება.

თუმცა, განსხვავებით ენერგიის გაძლიერების სცენარისგან, ცუნამების შემცირება გაცილებით რთულია ტექნიკურად. ეს მოითხოვს ძალიან მასშტაბურ აკუსტიკურ გენერატორებს, ზუსტ გათვლებს და რეალურ დროში დეტალურ მონაცემებზე წვდომას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შეიძლება პირიქითაც მოხდეს — ტალღა კიდევ უფრო გაძლიერდეს.

მეორე კვლევამ კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი მიმართულება წარმოაჩინა — ცუნამის ადრეული გამაფრთხილებელი სისტემების გაუმჯობესება. დღეს მსოფლიოს მასშტაბით ათასობით სეისმური სენსორია განლაგებული, თუმცა ისინი მხოლოდ მიწისძვრებს აფიქსირებენ და არ არიან ეფექტურები სხვა მიზეზით — მაგალითად, ვულკანური ამოფრქვევით ან მეწყერით გამოწვეული ცუნამების დროს. ამასთან, ტალღის მოძრაობის დეტალური მონაცემების მიღება მოქმედ ბუებსაც უჭირთ, რადგან ისინი ხშირად თხილამურ გარემოში მუშაობენ და გადაცემის სიჩქარეც არ არის მაღალი.

ამ ყველაფრის ფონზე, ახალ ალტერნატივად განიხილება წყალქვეშა მიკროფონების — ჰიდროფონების — ქსელი, რომელიც აფიქსირებს ყველა იმ ხმოვან ტალღას, რაც შეიძლება ცუნამს უკავშირდებოდეს. ისინი მუშაობენ მაღალი სიზუსტით, მყისიერად და მათი გამოყენებით მხოლოდ 30 ასეთი სადგურით შესაძლოა დაფარული იყოს მთლიანი პლანეტის მაღალი რისკის ზონები. ეს შესაძლებლობა შესაძლოა უდიდესი გადარჩენის მექანიზმი გახდეს პლანეტის სანაპირო ქალაქებისთვის და ახალი გზის გამბედავი დასაწყისი — როცა კაცობრიობა ხმას გამოიყენებს, როგორც ენერგიისა და გადარჩენის იარაღს.