«Күн электрстанциясының макеті»



Дата27.04.2018
өлшемі86.02 Kb.
#73268
«ЕХРО 2017 моделі» байқауына әзірленген

«Күн электрстанциясының макеті»
Күн энергиясы - шешуші экологиялық факторлардың бірі. Атап айтқанда жарық жерде өмір сүретіндердің барлығына дерлігін фотосинтез арқылы энергиямен және құнарлы заттармен қамтамасыз етеді. Тірі ағзалар үшін сөуле толқынының ұзындығы, оның қарқындылығы және сәулелендірудің ұзақтығы қажет. Күн сөулесінің спектрі үш аймаққа бөлінеді, олар: ультракүлгін, көрінетін жәнө инфрақызыл сәуле шығару аймағы. Қазір біз электроэнергияны үнемсіз пайдаланамыз. Үйде немесе кеңселерде, мектепте жарықты керек болмаса да жағып қоямыз,теледидар компьютерді өшірмейміз. Супер маркеттерде, дүкендерде тоңазытқыш, желдеткіш күндіз-түні қосылып тұрады, яғни қай салада болмасын ысырап мол. Мұның бәрі кәсіпкерлердің қалтасын қағып қана қоймай, еліміздің экономикасына елеулі зиян келтіреді және экологиялық дағдарысқа әкеледі. Сондықтан, күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын фотоэлектрондық түрлендіргіштерді тұрмыста пайдалануымыз қажет. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады. Себебі, Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ.

EХРО-2017 көрмесінің «Болашақтың энергиясы» тақырыбы ең үздік әлемдік энергия сақтау технологиясын, күн, жел, теңіз, мұхит және термалды су тәрізді бүгінде бар баламалы энергия көздерін пайдалануда жаңа әзірлемелер мен технологияны пайдалануға мүмкіндік береді. Астана осы саладағы ең үздік әлемдік әзірлемелер мен трендтер көрсету үшін тиімді алаңға айналуы мүмкін. Көрме сондай-ақ елдің өндірістік қуаты мен ғылыми базасын технологиялық жаңғырту және экономиканы жүйелі әртараптандыру үшін қуатты серпін береді.Мұндай ауқымды іс-шараны өткізу шағын және орта бизнестің дамуына елеулі серпін береді. Көрме елорданың көрмелер объектілері құрылысы мен инфрақұрылымына едәуір жеке меншік инвестицияны тартуға мүмкіндік туғызады.ЕХРО көрмесін өткізу кезінде Қазақстанның астанасы әлемнің түкпір-түкпірінен келген түрлі мәдениеттер үніне толады. Көрменің аумағында күн сайын концерттер, шоу, ұлттық күндер және өзге де ойын-сауық іс-шаралары өтетін болады.


І. Жалпы бөлім

Энергияның қосымша көзінің бірі – Күн энергетикасы. 

Жер шарында пайдалы қазбалардың түрі өте көп. Бірақ бұл – «олар мүлдем сарқылмайды» деген сөз емес. Әсіресе, бүгінде отынның таптырмайтын түрлері мұнай мен газдың қоры жыл санап кему үстінде. Ғалымдарымыздың жуықтаған есептеулері бойынша қазіргі қарқынды тұтыну екпіні жалғаса берсе, табиғаттағы газ қоры шамамен 50 жылға, мұнай қоры 40-50 жылға ғана жететін сияқты. Сондықтан энергияны үнемді қолдана отырып, онымен тікелей бәсекеге түсе алатын басқа да энергия түрлерін – атом, су, жел, күн, т.б. энергияларды пайдаланудың маңызы өте зор. Аталғандардың ішінде энергияның қосымша көзінің бірі – Күн энергетикасы.

Күн энергетикасы дегеніміз – дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі– Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы – күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі.Бұл келіп түскен энергия әр түрлі табиғи және жасанды процесстерде қолданылады. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

Шындығында, қазіргі заманды электр энергиясынсыз мүлдем елестету мүмкін емес. Сол себепті де, электр энергияны алудың шығыны аз, экологиялық таза көздерін табу бүгінгі күннің негізгі мәселесіне айналып отыр. Әлем бойынша электр энергиясын ең көп өңдіретін елдерге АҚШ, Қытай жатады. Бұл елдерде электр энергиясының өндірісі әлемдік өндірістің 20%-ын құрайды. Соңғы кездері экологиялық проблемалар, пайдалы қазбалардың жетіспеушілігі және оның географиялық біркелкі емес таралуы салдарынан электр энергиясын өндіру желэнергетикалық құрылғыларды, Күн батареяларын, газ генераторларын пайдалану арқылы жүзеге аса бастады.  



ІІ. Арнайы бөлім

2.1 Күн батареяларының жұмысістеу принципі

1) Электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу.


2) Күн энергиясын жылу машиналарының көмегі арқылы электр энергиясына айналдыру (Жылу машиналарының түрлері: поршеньдік немесе турбиналық бу машиналары. Стирлинг қозғалтқышы.).
3) Гелиотермальдық энергетика – Күн сәулелерін жұтатын беттің қызуы мен жылудың таралуы және қолданылуы. 
4) Термоәуелік электр станциялары (Күн энергиясының турбогенератор арқылы бағытталып отыратын ауа ағыны энергиясына айналуы).
5) Күн аэростаттық электр станциялары (аэростат баллоны ішіндегі су буының аэростат бетіндегі күн сәулесі қызуы салдарынан генерациялануы). 

автономная солнечная система

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі – Күн батареялары. Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор – Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В-қа тең және ол оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы – 35-40 мА). Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты. Яғни күн сәулелері Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі Күн батареяларының пайдалы әсер коэффициенті – 8-10%, олай болса 1 м² ауданға тең келетін қуат шамамен 130 Вт-қа тең. Температура жоғарылаған сайын (25ºС-тан жоғары) ФЭТ-тегі кернеудің төмендеуіне байланысты Күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті кеміп, Күн батареяларының жиынтық қуаты ондаған, тіпті жүздеген кВт-қа жетеді. Күн батареяларының өлшемдері әр түрлі болады. Мысалы: микрокалькуляторда орнатылғандарынан бастап, ғимараттар шатырлары мен автокөліктер төбелеріне орнатылатындарына дейінгі өлшемдерде. Сондай-ақ Күн батареялары ғарыш кемелері мен аппараттарында энергиямен жабдықтау жүйесіндегі негізгі электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Ал тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды – калькулятор, қол сағаты, плеер, фонарь, т.б. токпен қоректендіру көзі де Күн батареялары болып табылатындығы бәрімізге белгілі.  Үлкен өлшемді Күн батареялары Күн коллекторлары сияқты тропикалық және субтропикалық аймақтарда бүгінде кеңінен қолданылуда. Әсіресе, әдістің осы түрі Жерорта теңізі елдерінде көп тараған. Бұл елдерде Күн батареяларын үй шатырларына орналастырады. Ал Испанияда 2007 жылдың наурыз айынан бастап жаңадан салынған үйлер Күн су жылытқыштарымен жабдықтала бастады. Ол ыстық суға деген сұранысты 30%-дан бастап 70%-ға дейін қамтамасыз ете алады.  



Жылдан - жылға Күн батареяларының түрлері жаңа технологиялық тұрғыдан жетілдіріліп, толықтырыла түсуде. Соңғы уақытта Санта-Барбарадағы Калифорния университетінің полимерлер және органикалық қатты бөлшектер орталығының мүшесі, Нобель сыйлығының лауреаты Алан Хигер мен Гванджудағы Корей ғылым және технология институтының ғылыми қызметкері Кванхе Ли мен олардың әріптестері тандемдік полимерлі Күн батареяларын жасап шығарды. Жаңа батареялар авторлары спектрдің кеңірек диапазонын қолдану үшін жұтылу сипаттамалары әр түрлі екі фотоэлектрлік ұяшықтарды бір бүтінге жалғастырды. Нәтижесінде батареяның пайдалы әсер коэффициенті 6,5%-ға тең болды. Күн батареясының бұл түрі өзінің арзандылығы және оны жасаудағы қарапайымдылығымен ерекшеленеді. Фотоэлементтің Күн батареялары сияқты фотондар энергиясын электр энергиясына айналдыратын электрондық құрал екендігі аян. Сыртқы фотоэффект құбылысына негізделген ең алғашқы фотоэлемент физика ілімінде XIX ғасырдың аяғында пайда болды. Оны белгілі орыс ғалымы Александр Столетов жасап шығарған. Өндірістік масштабтардағы фотоэлементтердің пайдалы әсер коэффициенті орташа есеппен 16% болса, ең жақсы үлгілердікі –25%, ал лабораториялық жағдайларда 43,5%-ға дейін жетеді. Фотоэлементтің жұмыс істеу принципі металдан (калий, барий) не жартылай өткізгіштен жасалған электродтың (фотокатод) бетіне электормагнит сәуле түсіргенде фотоэффект құбылысының пайда болуына негізделген. Фотоэлементтіңсыртқы фотоэффект және ішкі фотоэффект құбылыстарына негізделіп жасалған түрлері бар. Мысалы: сыртқы фотоэффектіге негізделгеніэлектровакуумды фотоэлемент болса, ішкі фотоэффектіге вентильді, жартылай өткізгішті, жаппалы қабатты фотоэлемент түрлері негізделіп жасалған. Соның ішінде жартылай өткізгішті кремний кристалынан жасалған фотоэлементтер (пайдалы әсер коэффициенті 15%-ға жуық) ғарыштық ұшу аппаратының қоректендіру көзі ретінде радиациялық құбылыстарды зерттеуде, т.б. жағдайларда да пайдаланылады. Сондай-ақ бүгінгі кезде фотоэлементтерді әр түрлі көлік түрлеріне – қайықтарға, электромобильдерге, гибридті автокөліктерге, ұшақтарға, дирижабльдерге, т.б. орнату мүмкіндігі бар. Италия мен Жапониясияқтымемлекеттердефотоэлементтердітеміржолпоездарыныңшатырынаорналастырады. СоныңішіндеSolatec LLC компаниясыToyotoPriusгибридтіавтокөлігініңшатырынаорналастыруғаарналғанжұқақабыршақтыфотоэлементтердісатуменайналысады. Жұқа қабыршақты фотоэлементтердің қалыңдығы 0,6 мм ғанаболғандықтан, олавтокөліктіңаэродинамикасынаешәсерінтигізбейді. Күнбатареялары мен фотоэлементтерденбөлекКүнэнергиясынэлектрэнергиясынаайналдыратынадамзатойлаптапқанқұрылғыларғаКүнколлекторлары, Күнэлектрстанциялары, гелиожүйелер, т.б. жатады.  

Артықшылықтары: 
1) Күн энергиясы бәріне бірдей қолжетімді
2) ол сарқылмайды; 
3) қоршаған ортаға қауіпсіз; 
Кемшіліктері: 
1) ауа райы мен тәуліктің уақытына тәуелді; 
2) күн энергиясын алу үшін қолданылатын құрылғылардың қымбаттылығы; 
3) оны шағылдыратын бетті периодты түрде тазалап отыру қажет; 
4) электр станциясының жанында атмосфера ысып кетеді; 
5) энергияны аккумуляциялау қажет. 
Күн энергетикасына деген сұраныстар жыл сайын артып келеді. Әр елдің ғалымдары осы қосымша энергия түріне ерекше мән беріп, оны дамыту жолдарын қарастырумен айналысуда. Осыған орай Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын құрылғыларды пайдалану деңгейі жылдан-жылға өсіп келеді. Мысалы: 2005 жылы жұқа қабыршақты фотоэлементтер нарықтың 6%-ын құраса, 2006 жылы бұл көрсеткіш 7%-ға жетті, ал 2007 жылы 8%-ға, ал 2009 жылы 16,8%-ға дейін өсті. Яғни 1999 жылдан 2006 жылға дейін жұқа қабыршақты фотоэлементтер өндірісі жыл сайын орташа есеппен 80%-ға өсіп отыр. Ал Күн энергиясының Еуропа елдерінде қолданылуына шолу жасасақ, 2010 жылы Германияда электр энергиясының 2%-ы фотоэлектрлік құрылғылардан алынса, Испанияда бұл көрсеткіш 2,7%-ды құрайды. 


2.2.Күн электрстанциясының техникалық сипаттамалары

Монокриссталды , кремнийлік күн панелі, 10Вт, 12В;


AGM гелийлік аккумулятор, 12В;
Күн станциясының шығыс кернеуі, 16В;
Электростанция салмағы, 12кг;
Станцияның орнату диаметрі, 57мм;
Климаттық орындалу түрі - УХЛ1;
Аккумуляторлық батареяны автоматты бақылау;
Аккумуляторлық батареяны жүктемеден автоматты қорғау;
Температура диапазоны от -45°С до +50°С;
Қорғау классы - IР65;
Орнатудың биіктігі, 3...10м.

Берілген жиынтық
- Күн панелі
- Металлды корпус
- AGM гелийлік аккумулятор
- Күн батареясы мен аккумулятордың мультипрограммалы контроллер
- Күн батареясын қосуға арналған тетік
- Жүктемені қосуға арналған тетік
- Күн станциясын бекітуге арналған жиынтық

2.3. Күн электрстанциясының бекіту түрлері

http://tdmegaprom.ru/uploads/images/524457414006053.jpg

Консольді бекіту

Күн электрстанциясының құрылымы:
- Моноблок- корпус;
- Гелийлік аккумуляторлық батарея;
- Мультипрограммалы контроллер;
- Күн панелі;
- Күн батареясын қосуға арналған тетік
- 12В жүктемені қосуға арналған тетік
Қорыта келе айтарымыз: Күн энергиясын өз мақсатымыз үшін пайдаланудың болашағы зор. Ғалымдардың болжауынша 2050 жылға қарай Күн энергиясы адамзаттың электр энергиясына деген 20-25%-дай қажеттілігін өтей алады. Сол сияқты Халықаралық энергетикалық агенттіктіктің мәліметі бойынша 40 жылдан кейін Күн энергетикасы көмегімен атмосфераға көмірқышқыл газының түсуін жылына 6 млрд тоннаға дейін қысқартуға болады екен. Осындай тұжырымдар негізінде Күннен өндірілетін энергияның адамзат үшін сарқылмайтын байлық екендігіне әбден көз жеткізуге болады деп ойлаймыз.



d:\ехро-2017 14-23 сәуір\20161207_163831.jpgd:\ехро-2017 14-23 сәуір\20161214_131204.jpg
d:\ехро-2017 14-23 сәуір\20161212_153426.jpgd:\ехро-2017 14-23 сәуір\20161212_153413.jpg


d:\ехро-2017 14-23 сәуір\20161214_131219.jpg
Каталог: uploads -> doc
doc -> Олар: аңға байланысты
doc -> Баяндама Тақырыбы: «Қазақтың ұлттық ойындары»
doc -> Сабақтың тақырыбы: Бөлу Сабақтың мақсаты: Білімділік: Рационал сандарды бөлу ережесін есептер шығаруда тиімді
doc -> Сыныптан тыс сағат Тақырыбы : «Наурыз тойы» Ұлттық ойындар №3 9-10-11-сынып
doc -> Сабақтың тақырыбы Ішкі, сыртқы және аралас бездер Жалпы мақсаттары
doc -> Сабақ жоспары Мұғалім: Сабыргалиева Гулсім Сәлімқызы Сынып: 8 " а "
doc -> 1. Хлоропластары көп ұлпа a фотосинтездеуші ұлпа
doc -> ДСҰ- ның Саудадағы техникалық кедергілер жөніндегі комитеті 2015 жылдың 1-30 қараша аралығында жарияланған хабарламалар тізімі


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет