«Күн сәулесі-болашақ энергия көзі»



Дата19.06.2017
өлшемі77.89 Kb.
#13081
«Күн сәулесі-болашақ энергия көзі»

Қызылорда көпсалалы гуманитарлық-техникалық колледжі.

Ғылыми жетекшісі: Г. Ниязова

2-курс оқушысы:Аяған Сұңғат

«Адамдардың табиғатсыз күні жоқ, мұны айтуға табиғаттың тілі жоқ» – демекші өткен ғасырда ғылыми техникалық прогресстің арқасында адамзат біраз табыстарға қол жетті. Табиғаттан алатынынымыз көп, беретініміз аз болды.

Қазіргі мемлекеттерде энергия тапшылығы байқалуда. Бұрыннан пайдаланып келе жатқан көмір, мұнай, табиғи газ сынды энергия көздерінің сарқылуы немесе қорының азаюы, қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерінің күн санап артуы адамдарды бей-жәй қалдырмады.

Бүкіл әлем Энергия тапшылығынан құтылып, қоршаған ортаны ластамайтын альтернативті энергия көздеріне қол жеткізуге кірісіп кетті. Бүгінгі таңда әлемнің ғалымдары энергияның жаңа көзін жыл өткен сайын іздестіріп келуде. Сарқылмайтын дүние жоқ. Уран да сарқылатын отынға жатады.

Атом энергетикасының келешегіне қауіп төніп, көптеген елдер баламалы қуат көздері туралы ойлана бастады. Әрине, көгілдір отын және көмірмен жұмыс істейтін стансаларда өндірілетін қуат арзан, бірақ олардың қоры шектеулі. Сондықтан күн батареялары мен жел стансаларының қымбаттығына қарамастан, энергия өндіру бағытында жаңғыртылатын қуат көздерін құру бүгінгі және болашақ үшін өте маңызды.

Менің ойымша, елімізде күн сәулесі болашақтың сарқылмас энергиясы бола алады. Мысалы күн энергиясын пайдалануға толық мүмкіндігіміз бар. Оңтүстік облыстарда бір жылдың ішінде 180-250 рет күн ашық болып, орташа температура 370С құрайды. Бұл дегеніңіз біз үшін, ең тұрақты, ең арзан, таусылмайтын энергия көзі күн сәулесінің энергиясы болмақ деген сөз. Күн сәулелерін шоғырландырып, оларды кремний батериясына бағыттау жарық сәулесін өзгертіп, электр энергиясына айналдырады.

90-жылдардың басынан бастап энергетикалық және экологиялық проблемалардың өсуіне байланысты экономикалық жағынан дамыған мемлекеттердің үкіметтері күн энергиясын дамытуға елеулі қаржы сала бастады.

Көптеген сарапшылар 2010-2020 жылдары көмірсутегі шикізатын ұсынудың төмендеуі байқалатынын болжайды .Осының салдарынан 2025 жылға қарай әлемдік энергетикалық теңгерімдегі энергияның жаңғыртылатын көздерінің үлесі қазіргі 5% -дан 10 %-ға дейін, ал 2050 жылға қарай 50%-ға дейін өседі, 2010 жылға қарай ЕО елдерінде бұл үлес 12%-ға дейін , ал жалпы электр энергиясы өндірісінде 22% -ға дейін ұлғаяды деп санайды.

Күн үлкен энергия қорына ие, жылына жер бетіне түсетін күн энергиясы 7,5*1017кВт/сағ. Күн энергиясының маңызды артықшылықтарының бірі қоршаған ортаға қауіпсіздігі және арнайы жеткізу құралдарының қажет еместігі болып табылады.

Күн элементтері-күн сәулесін қабылдап, оны электр энергиясына түрлендіретін материалдардан жасалуы керек.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғыларының түрлері:



  • Фотоэлектрлік (күн батареялары);

  • Фототермиялық (күн коллекторлары)

Күн батареялары –күн энергиясын тікелей электр энергиясына айналдыратын жартылай өткізгіш құрылғы. 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. 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 бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі уақытта көбінесе фотоэлектрлік түрлендіргіш кеңінен қолданылады. Фотоэлектрлік түрлендіргіште энергияның бір түрден екінші түрге ауысуы біртекті емес жартылай өткізгіш құрылғыларда күн сәулесінің әсерінен пайда болатын фотовольттық әсерге негізделген. Түрлендірудің тиімділігі жартылай өткізгіш элементтің электрофизикалық сипаттамасына, түрлендіргіштің оптикалық қасиеттеріне байланысты.

Күн батареяларында шикізат ретінде кремний қолданылады. Күн кремнийiнiң жоғары құны фотоэнергтиканың дамуын тежейтiн фактор болып табылатындықтан, әр түрлi елдердiң ғалымдары оның құнын төмендететiн кремнийдi алудың жаңа технологияларын әзiрлеуде. Алайда, күн кремнийiне сұраныс өте жылдам өседi және ұсыныстардан озық жүредi. Қазiргi уақытта 2300 тонна ұсынған кезде сұраныс жылына 5-6 тоннаға жетедi, сондықтан күн кремнийiн емес, неғұрлым жоғары жартылай өткiзгiштiк сапасындағы кремнийдi пайдалану арқылы тапшылық жабылады.

Күн коллекторлары - бұнда жылу тасмалдаушы ретінде суды пайдаланады, күн сәулесінен қызған су, коллекторы өзінің бойына жарықты жинап, оны жылытуға айналдырады. Ол бірнеше қабаттан бір- бірінен байланысқан вакуум шыны түтікшелерден жиналады(коллектор). Трубканың ішкі жағы арнайы қара қабаттан тұрады,осы қабаттар жылуды жұтып, ішіндегі мыс сымдар арқылы жылуды конденсаторға береді. Вакуум шыны түтікшелері ең жоғарғы жылу оқшаулағыш болып табылады. Бұдан жылыған суды тұрмыстық қажеттілік үшін пайдалануға болады.

Күн тақтайшалы вакуумдық коллекторлары ашық және жабық түрде және вакуумды немесе жылу трубкалы болып бөлінеді.

Күн энергиясын ішкі энергияға айналдыруды қалай жүзеге асыруға болады?

Бәрімізге белгілі күн сәулесі денеге өткенде жұтылады, кері жағдайда болады. жағдайымызда осы энергияны пайдалану мақсаты көзделіп отыр. Күн энергиясы –сын тұтынатын қарапайым қабылдағыштың , яғни жазық күн коллекторының жұмысы осы принципке негізделеді.

Жазық күн коллекторы жұқа пластинадан тұрады. Ол жылу өткізбейтін жұтылу қабілеті жоғары материалдардан жасалынады. Сәуле пластинаға түскенде температура 70 0С –қа дейін өседі(жаз айларында). Жетілдірілген жаңа түрін селективті жұтылдырғыш деп атайды. Металл пластинаға жұқартып никель оксидін немесе мыс қабатын жылтыратып өңдеп қаптайды. Бұл кезде Е жұт/Ешығ=9, ал температурасы 1540С –қа шейін көтеріледі екен. Селективті жұтылдырғыштың кемшілігі шаң-тозаң сезімтал, сондықтан көп қолдануға тиімісіз.Ал оның жұмысын жақсарту мақсатында оның сыртын шыны немесе таза пластмассамен қаптайды. Бұндай қабаттан жасаған коллектор күн сәулесін жақсы өткізіп қана қоймай, энергия шығынын азайтады. Температурасы 194 0С-қа шейін барады. Жазық коллектордың мысалы ретінде күн бассейінін алуға болады.

Бассейіннің резервуары 50м2 ауданын сумен толтырып, бетін жұтылу қабілеті жоғары материалымен қаптаймыз. Осындай бассейінді әрі арзан және көп күн энергиясын тұтынатын жылу қабылдағыш ретінде пайдалануға болады.



    
Қазiргi уақытта ғылыми-техникалық прогрестiң басым бағыттарының бiрiне наноматериалдар мен нанотехнологиялар жатады. Материалдар мен жүйелерге қағидатты жаңа сапа бере отырып, нанотехнологиялар адамдардың тыныс-тiршiлiгiнiң барлық қазiргi бар салаларында (автомобиль жасау мен компьютерлiк техникадан бастап емделудiң жаңа қағидатты әдiстерiне дейiн) прогрестi қамтамасыз етедi, сондай-ақ жаңа салалардың пайда болуына күмәнсiз алып келедi.

Жарты ғасырдан артық уақытта ғалымдар күн энергиясын алу және пайдаланудың түрлі жолдарын іздестірді. Күн технологияларын 4 топқа бөлуге болады: активті, пассивті, тура және тура емес(жанама).

Активті – түрлендіргіштермен бірге электромоторлар, әр түрлі механизмдер қолданылады. Күн энергиясы жарықтандыруда, вентиляцияда, ыстық сумен жабдықтауда қолданылады.

Пассивті – активтіден жүйе контурында механизмдердің болмауымен ерекшеленеді. Тура – күн энергиясын түрлендіретін бір деңгейлік жүйелер.

Жанама – қажетті энергия түрін алу үшін көп деңгейлік түрленулер мен трансформациялау жүйелері.

Күн энергетикасының пассивті технологияларын қолданудың бір әдісі тұрғын үйлер мен кеңселерді жарықпен қамтамасыз ету, электр шамдарының орнына күн сәулесін пайдалану. Күннің энергиясын адам баласы ертеден пайдаланып келеді. Күн сәулесінің энергиясын тікелей пайдалану бұрыннан белгілі екендігі мәлім. Кейінірек батарея арқылы күннің сәулесінің энергиясын электр энергиясына түрлендіру арқылы пайдалану. Батареяларда энергияны түрлендіру, жартылай өткізгіштер арқылы іске асады. Кремний біздің жер қойнауымызда мол болғанымен, оның кристалын алу қымбат. Қазіргі кезде ең жақсы батареяның бір квадрат метрінен қуаты 60вт электр энергиясын алуға болады (бір лампа жанады). Қуаты үлкен электр энергиясын алу үшін ауданы бірнеше километр квадрат батарея қажет. Оған жұмсалатын қаржы өте көп болғандықтан тиімсіз.

Жер бетіндегі энергия ресурстарының шектеулігі күн энергиысын дамытуды қажет етеді.

Күн энергиясы қоршаған ортаға қауіпсіз , экологиялық таза және оны алу жолдары қиын емес.Қазіргі заманғы күн фотоэнергетикасы қуаттылығы соңғы жылдары бұрын-соңды болмаған жылдамдықпен жылына 30-40пайызға өсіп отырған гетероқұрылымдар негізінде кремний фотоэлементтеріне негізделеді.

Күн энергиясын пайдаланудың өзіндік артықшылықтарымен қатар кемшіліктері де бар. Атап айтсақ, 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. 

Соған қарамастан 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.

Көмірсутекті өнімдердің өте көп өндірілуі климаттың өзгеруіне, жылыжайлы эффектінің қалыптасуына әкелетіні шындық. Аталған жайттар Жер шарының көптеген аймақтарында қазірдің өзінде-ақ байқалып отыр. Сондықтан да дүние жүзі ғалымдары бұл тығырықтан шығудың жолдарын ғылыми-тәжірибелік тұрғыдан қарастыруда. ҚР Ұлттық инженерлік академиясының академигі Надир Надиров пікіріне сүйенер болсақ: «... Күн энергетикасы көмегімен адамзатқа төніп тұрған аталған қауіптен  құтылуға болады». Осымен байланысты ҚР-да дүние жүзіндегі озық тәжірибелерді пайдалана отырып мемлекет тарапынан электр энергиясын мұнай мен газға альтернативті энергетика ретінде Күн энергиясынан алуға баса назар аударылып отыр.

         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 ойлаймын.



 

Пайдаланған әдебиеттер:



  1. Альтернативные источники энергии и энергоснабжение . «Издательство» .Москва ,2014г.

  2. «Энергия көздері».В С Лаврус(1999ж)

  3. Мақала: Күн батареясы. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 5-том, 127-бет. Алматы, 2003 жыл.

  4. Мақала: Фотоэлемент. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 9-том, 227-228 беттер. Алматы, 2007 жыл.

Каталог: sites -> default -> files -> publications
publications -> Қазақстан республикасының денсаулық сақтау әЛЕУМЕТТІК денсаулық сақтау министрлігі
publications -> Қазақ тіліндегі физикалық ЖӘне техникалық терминологиялық СӨздіктердегі үйлесімсіздік
publications -> Реферат тақырыбы: Сыртқы және ішкі сәулелену әсерінен пайда болатын аурулар Орындаған: Медеубек М. А. Тобы: 103 фк
publications -> Ас қорыту жүйесі
publications -> Тіл – ел байлығы
publications -> В медицинской практике остеомиелитом называют воспаление всех слоев кости от костного мозга до надкостницы
publications -> Делимитация и демаркация государственной границы рк как фактор национальной безопасности
publications -> Морфологические изменения миокарда предсердий при внезапной сердечной смерти у пожилых людей
publications -> Патриоттық тәрбие Аннотация


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет