როგორ მუშაობს თბოელექტროსადგურები

მოწყობილობათა ერთობლიობას, რომელთა საშუალებით სათბობის ენერგია (ქიმიური ან ბირთვული) ელექტრულ ენერგიად გარდაიქმნება, თბურ ელექტროსადგურებს (თეს) უწოდებენ. თანამედროვე თესების უმრავლესობა შემდეგი სქემით მუშაობს : სათბობის შინაგანი ენერგია გარდაიქმნება ჯერ თბურ, შემდეგ მექანიკურ და ბოლოს ელექტრულ ენერგიად. ასეთი თესების ძირითად მოწყობილობას ქვაბდანადგარი, ორთქლის ტურბინა და ელექტრული გენერატორი წარმოადგენს. ორთქლის ქვაბდანადგარში სათბობის შინაგანი ენერგია წვის შედეგად გარდაიქმნება თბურ ენერგიად და ტურბინა ამ სითბოს ხარჯზე მექანიკურ ენერგიას, ხოლო ელექტროგენერატორი, რომელიც ამ ენერგიას მოიხმარს, ელექტროენერგიას გამოიმუშავებს.

საწვავის ტიპისა და ტურბინების მიხედვით სხვადასხვა სახის თბოელექტროსადგურებს განასხვავებენ.

საწვავის ტიპების მიხედვით:

• ბირთვული ელექტრო სადგურები ორთქლის ტურბინა-გენერატორის ოპერირებისთვის ბირთვული რეაქტორის სითბოს იყენებენ. მსოფლიო ელექტროგენერაციის დაახლოებით 12.3% სწორედ ბირთვულ ელექტროსადგურებზე მოდის.
• წიაღისეულ საწვავზე მომუშავე ელექტროსადგურები ასევე იყენებენ ორთქლის ტურბინა გენერატორს, ან ბუნებრივი გაზის შემთხვევაში შესაძლოა გამოიყენონ წვის ტურბინა. ქვანახშირზე მომუშავე სადგურები ელექტროენერგიას ქვანახშირის დაწვის შედეგად მიღებული ორთქლის მეშვეობით აწარმოებენ, თუმცა მას გვერდითი ეფექტიც აქვს, რაც დიდი ოდენობით ნახშირბადის დიოქსიდის გამოფრქვევაში გამოიხატება და მას გლობალურ დათბობაში უდიდესი წვლილი მიუძღვის. მსოფლიოში
  წარმოებული ელექტროენერგიის დაახლოებით 41% სწორედ ქვანახშირის
  თბოსადგურებზე მოდის.
• გეოთერმულ ენერგიაზე მომუშავე თბოსადგურები ელექტროენერგიის მისაღებად მიწისქვეშა ქანებიდან მიღებულ ცხელ ორთქლს იყენებენ.
• განახლებად ენერგიაზე ან ბიომასაზე მომუშავე თბოსადგურები შესაძლოა საწვავად შაქრის ლერწმის ნარჩენებს, მუნიციპალურ ნაგავს, ნაგავსაყრელის მეთანს ან ბიომასის სხვა ფორმებს იყენებდნენ.
• მზის თბოელექტროსადგურები მზის სხივებს წყლის ასადუღებლად იყენებენ,
  რომელიც შემდეგ გენერატორს ატრიალე

ტურბინის ტიპის მიხედვით:

• ორთქლის ტურბინინიანი სადგურები ტურბინის ფრთების დასატრიალებლად ორთქლის გაფართოების შედეგად მიღებულ დინამიურ წნევას იყენებენ. თითქმის ყველა დიდი არა-ჰიდროსადგური ამ სისტემით მუშაობს. მსოფლიოში წარმოებული ელ.ენერგიის დააახლოებით 80% ორთქლის ტურბინებზე მოდის.
• გაზის ტურბინიანი სადგურები გაზის ნაკადებისგან (ჰაერი და წვის პროდუქტები) მიღებულ დინამიურ წნევას ტურბინის ოპერირებისთვის იყენებენ. ბუნებრივ გაზზე მომუშავე (და ნავთობზე მომუშავე) წვის
  ტურბინიან სადგურებს მყისიერად შეუძლიათ მუშაობის დაწყება. სწორედ ამიტომ, მაღალი მოთხოვნის დროს ისინი პიკური ენერგიის მიწოდების ძირითად წყაროს წარმოადგენენ, თუმცა მსგავსი სადგურები უფრო მეტად ხარჯიანია, ვიდრე ბაზისურ რეჟიმში მომუშავე სადგურები. ამ ტიპის თბოსადგურები შედარებით მცირე რაოდენობითაა, რომელთა მართვა ზოგჯერ დისტანციურადაც ხდება. მსგავსი ტიპის სადგური Princetown-ი პირველად 1959 წელს დიდ ბრიტანეთში გაუშვეს ექსპლუატაციაში.
• კომბინირებული ციკლის თბოსადგურებს, როგორც ბუნებრივ გაზზე მომუშავე გაზის ტურბინა, ასევე ორთქლის ბოილერი და ორთქლის ტურბინა აქვთ, რომლებიც გაზის ტურბინაში გაზის წვისგან მიღებულ ორთქლს ელექტროენერგიის საწარმოებლად იყენებს. მსგავსი კომბინაციით თბოსადგურების მთლიანი ეფექტურობა მნიშნველოვნად იზრდება და დღესდღეობით საბაზისო სიმძლავრის სადგურების უმრავლესობა სწორედ ბუნებრივ გაზზე მომუშავე კომბინირებული ციკლისაა.
• შიდა წვის უკუქცევით ძრავებს იზოლირებული დასახლებებისთვის ენერგიის მიწოდების დანიშნულება აქვთ და ხშირად მცირე კოგენერაციის სადგურებისთვის გამოიყენება. საავადმყოფოები, საოფისე შენობები, ინდუსტრიული საწარმოები და სხვა კრიტიკული დანიშნულების ობიექტები ამ ტიპის სადგურებს ელექტროენერგიის მიწოდების შეწყვეტის დროს, სარეზერვო ენერგიად იყენებენ, რომლებიც საწვავად დიზელს, ნავთობს, ბუნებრივ გაზსა და ნაგავსაყრელის გაზს გამოიყენებს.

თბოელექტროსადგურების მუშაობა გარკვეულწილად არღვევს ბუნების ეკოლოგიურ წონასწორობას, რადგანაც ისინი დიდი ოდენობით CO2-ს აფრქვევენ. ყოველწლიურად ეს მაჩვენებელი ზრდის ტენდენციით ხასიათდება.

1990 წელთან შედარებით 2013 წელს მსოფლიოს მთლიანი CO2-ის ემისია დაახლოებით 56%-ით 35,274,106 კილო ტონამდე არის გაზრდილი.  საქართველოში, ისევე, როგორც სხვა ქვეყნებში ელექტროენერგიის მოხმარება იცვლება წლის სეზონების, თვეების, კვირების, დღეებისა და საათების მიხედვით. შემოდგომა-ზამთრის პერიოდში ელექტროენერგიის მოხმარება აღემატება მოხმარებას გაზაფხული-ზაფხულის სეზონის განმავლობაში, თან ამ უკანასკნელ სეზონში მდინარეებში წყლის სიჭარბის გამო საქართველოს ენერგოსისტემაში შესაძლოა ელექტროენერგიის გამომუშავება ჰიდროელექტროსადგურებში. ღამის საათებში ელ.ენერგიის მოხმარება მკვეთრად ეცემა, რადგან იგი პრაქტიკულად არ იხარჯება კომუნალური მიზნებისთვის და ტრანსპორტზე. ამ ფაქტორების გათვალისწინებით დგება ელ.ენერგიის მოხმარების გრაფიკები: წლიური, სეზონური, თვიური, კვირეული და დღეღამური. ენერგოსისტემის ერთი ნაწილი დროის განმავლობაში პრაქტიკულად უცვლელია, მეორე ნაწილი საკმაოდ ნელა იცვლება და მესამე კი სწრაფად იცვლება – მოკლე დროში იგი შეიძლება რამდენჯერმე გაიზარდოს და შემდეგ შემცირდეს. პირველი სახის დატვირთვებს – ბაზისური, მეორეს – ნახევრადპიკური და მესამეს – პიკური დატვირთვები ეწოდებათ.

ბაზისური დატვირთვების დასაფარავად, როგორც წესი, გამოიყენება თესები, რადგან დატვირთვების ცვლილებისას უარესდება მათი მარგი ქმედების კოეფიციენტი, რის გამოც შეიძლება დიდი რაოდენობის ორგანული სათბობი გადაიხარჯოს; პიკური დატვირთვებისთვის გამოიყენება ნაკლებ ეკონომიური
თესები, რადგან პიკური დატვირთვები სრული დატვირთვების 10-20%-ს შეადგენს და
ისინი დროის სულ 10%-ს მოიცავს.

ენერგოდაიჯესტი