Раздел 2. Гидроэнергетические ресурсы, их использование. Принципиальные схемы, параметры, режимы работы ГЭС и ГАЭС

Якщо порівняти час життя Сонця з віком людства, можна вважати, що Сонце існує вічно, даючи Землі свою життєтворчу силу.

Сонце – центральне тіло Сонячної системи – являє собою розпечену плазмову кулю. Сонце – найближча до Землі зірка. Світло від нього доходить до нас за 8 ⅓ хв. Сонце вирішальним чином вплинуло на утворення усіх тіл Сонячної системи і створило умови, що привели до виникнення і розвитку життя на Землі.

Мал. 1.1. Сонцепоклонник у квітці лотосуСонце, ймовірно, виникло разом з іншими тілами Сонячної системи з газопилової туманності приблизно 5 млрд. років тому. Спочатку його речовина сильно розігрівалася через гравітаційне стиснення, але незабаром температура і тиск у надрах настільки збільшилися, що довільно почали відбуватися ядерні реакції. При цьому дуже сильно зросла температура в центрі Сонця, а тиск у його надрах підвищився настільки, що зміг врівноважити силу тяжіння і зупинити гравітаційний тиск. Так виникла сучасна структура Сонця, підтримувана повільним перетворенням водню в гелій, яке відбувається в його надрах. За 5 млрд. років існування Сонця вже біля половини водню в його центральній частині перетворилося на гелій. У результаті даного процесу виділяється та кількість енергії, яку Сонце випромінює у світовий простір.

Велику частину випромінювання Сонця розсіює і поглинає атмосфера, особливо хмари, і тільки третина його досягає земної поверхні. Вся енергія, що випромінюється Сонцем, більша тієї частини, що одержує Земля, у 5 млрд. разів. Але навіть така «незначна» величина в 1600 разів більша енергії, яку дають всі інші джерела, разом узяті.

Діаметр Сонця дорівнює 1 392 000 км, що в 109 разів більший земного діаметру. Відстань від Землі до Сонця в 107 разів перевищує його діаметр.

Для давніх народів Сонце було богом. У Верхньому Єгипті, культура якого бере свій початок з четвертого тисячоріччя до н.е., вірили, що рід фараонів веде своє походження від Ра – бога Сонця. Напис на одній з пірамід подає фараона як намісника Сонця на Землі, «який зціляє нас своєю турботою, коли виходить, подібно Сонцю, яке дає зелень землям. Кожен погляд лякається, коли бачить його в образі Ра, що постає понад обрієм».

Своєю життєтворчою силою Сонце завжди викликало в людей почуття поклоніння і страху. Народи, тісно пов'язані з природою, чекали від нього милостивих дарунків – врожаю і достатку, гарної погоди і свіжого дощу – або кари – негоди, буревію, граду.

Мал. 1.2. Поклоніння Сонцю (а) і сонячному богу (б)Сонце, яке завжди було об'єктом поклоніння для людства, породило безліч традицій, культів, філософських течій, витворів мистецтва. Наприклад, на барельєфі, що зберігається нині в Індійському музеї в Калькутті, круговий орнамент, що зображує лотос у повному цвіту, присвячений золотому світилу – джерелу життя. Фігура в центрі, безсумнівно, сонцепоклонник (мал.1.1). Цей барельєф колись прикрашав портал великої ступи Бхархута (Індія), яка датується II ст. до н.е. (ступа – монументальне спорудження для збереження реліквій).

Зважаючи на те, що життя на нашій планеті залежить від сонячних променів, не дивно, що багато культур протягом історії людського роду оцінювали цей фундаментальний факт, виражаючи його через різні форми духовного поклоніння.

Мал. 1.3. Гравюра на титульному листі трактату
«Virdung Practica» Поклоніння Сонцю і сонячним богам виявлено у всіх районах світу з незапам'ятних часів (мал. 1.2).

Майже всі джерела енергії зобов'язані своїм походженням Сонцю. Це теж люди зрозуміли здавна, про що свідчить гравюра на титульному листі трактату, виданого в Любеку в 1492 р. (мал. 1.3).

За рік земна куля отримує від Сонця 1330·1027 Ккал тепла. Більша частка цього тепла затримується в атмосфері, але тільки 2,5% його перетворюється в енергію вітру. 25,5% сонячних променів, які проходять крізь атмосферу, падають на водні простори нашої планети, але тільки 0,04% стають гідроенергією.

14,5% сонячних променів падають на тверду поверхню материків і островів, але тільки 0,12% перетворюється в хімічну енергію.

За рік земна куля випромінює в космічний простір майже стільки ж енергії, скільки отримує від Сонця.