Баяндама . Жел энергиясын

Қызылорда облысы

Шиелі ауданы

№48 мектеп- лицейі КММ

Б А Я Н Д А М А

«Жел энергиясын сақтаудың тиімді жолдары»

Бағыты: энергия, ресурс үнемдеу- табиғи ресурстарды сақтау

мен ұлғайту жолдары

Авторы: Дағарова Дана Әлібекқызы

Биология- химия пәндерінің мұғалімі

2021 жыл

Мазмұны

1. Кіріспе

Табиғи ресурстар және оларды ұтымды пайдалану……………………….3

2. Негізгі бөлім

   1. Жел энергетикасының маңызы………………………………………….4

   2. Жел қондырғыларын орнатудың тиімділігі…………………………...5

3. Қорытынды ……………………………………………………………………………………….7

4. Пайдаланылған әдебиеттер……………………………………………………..8

1. Кіріспе

Біздің өмір сүруіміз үшін электр энергиясының алар орны ерекше. Күн сайын оған деген сүраныстың артуынан , тұтынушыларды электр энергиясымен толық қамтамасыз ету әлем елдерінің басты мәселесіне айналды. Электр энергиясына деген сұраныстың күн санап өсіп келе жатқанын ескерсек , оны өндірудегі қиындықтар , АЭС, ЖЭС – ң күн сайын ауаға шығарып жатқан улы қалдықтары, табиғатқа келтіріп жатқан есепсіз зияны, жер қойнауындағы пайдалы қазбалардың сарқылуын еске алатын болсақ, бізге қарапайым қыздыру шамдарын энергия үнемдегіш шамдарға ауыстыру арқылы көптеген жетістікке жетуге болады. [7, 62-бет]

Қазіргі кезде жер бетіндегі елдерде, соның ішінде біздің елімізде энергия дефициті байқалады. Қазақстан Республикасының 2030 жылғы стратегиялық жоспарында жылу электр станциялары салыну жоспарланған. Үлкен қалалардағы экологиялықжағдайды ескерсек, жылу электр станцияларының қосымша салынуы бұл мәселені шешуді одан әрі қиындата түседі.

Сондықтан да бізге қайта толығып отыратын энергия көздерін пайдалану қажет. Мысалы, жел энергиясын, күн энергиясын, су энергиясын. Осы мәселеге Европа елдері және АҚШ нақты көңіл бөліп, іске асыра бастады. Мысалы, 2006 жылы 2000 жел қондырғысын орнатты. Қазіргі кезде пайдаланылатын энергияның 3%- ы жел энергиясына тиесілі. АҚШ – тың жоспарында 2030 жылға дейін пайдаланылатын энергияның 20% - ы жел энергиясы болады деп күтілуде. Қазақстан Республикасының табиғи климаттық жағдайы жел энергиясын кең пайдалануға жол ашады. Сол себепті жер бетінен үлкен биіктікте соғатын жел энергиясын пайдалану тиімді. [2, 14- бет]

2. Негізгі бөлім

2.2. Жел энергетикасының маңызы

Жел энергетикасы энергияның ең ертеден келе жатқан көзі. Бұл көптеген жүз жылдар бойы диірменде, ағаш кесуде, қажетті жерлерге су жеткізуге арналған жүйелерде және т.б. пайдаланылған. Олар сол сияқты электр энергиясын алу үшін де қолданылды, бірақ үлесі аз болды. [5]

Әр түрлі авторлардың бағалауынша Жер бетіндегі жел энергиясының әлеуеті 1200 ТВт дейін жетеді, бірақ осы әлеуетті қолдану Жер бетінің әр төңірегінде бірдей емес. Вертикал қимадан өтетін жел қозғалысының қуаты энергияны түрлендіруге жеткілікті болуы үшін 20-30 м биіктікте желдің жылдық орташа жылдамдығы көп болуы қажет. Жел қозғалысының орташа жылдық меншікті қуаты 500 Вт/м²-қа (желдің жылдамдығы 7 м/с) жететін жерде орнатылған жел энергетикалық құрылғысы 500 Вт/м²-тың 175-ін ғана электр энергиясына түрлендіре алады. [2, 24-бет]

Жел энергетикасы — жел энергиясын механикалық, жылу немесе электр энергиясына түрлендірудің теориялық негіздерін, әдістері мен техникалық құралдарын жасаумен айналысатын энергетика саласы. Ол жел энергиясын халық шаруашылығына ұтымды пайдалану мүмкіндігін қарастырады. Елімізде арзан электр энергия көздерін іздеу мақсатында, «Қазақстанда 2030 жылға дейін электр энергиясын өндіруді дамыту туралы» мемлекеттік бағдарламаға сәйкес, жел күшімен өндіретін электр энергиясы қуатын халық шаруашылығына қолданудың тиімді жолдары қарастырылуда. Қазақстанда жел күшімен алынатын электр энергиясы қуатын кеңінен және мол өндіруге болады. Республикамыздың барлық өңірінде жел қуаты жеткілікті. Жел энергиясының басқа энергия көздерінен экологиялық және экономикалық артықшылықтары көп. Жел энергетикасы қондырғыларының технологиясын жетілдіру арқылы оның тиімділігін арттыруға болады. Жел энергиясын тұрақты пайдалану үшін жел энергетикасы қондырғыларын басқа энергия көздерімен кешенді түрде ұштастыру қажет. Республиканың шығыс, оңтүстік-шығыс, оңтүстік аймақтарында су электр станциялары мен жел электр станцияларын біріктіріп электр энергиясын өндіру өте тиімді. Қыс айларында жел көбейсе, жаз айларында азаяды, ал су керісінше, қыс айларында азайса, жаз айларында көбейеді. Сөйтіп, энергия өндіруді біршама тұрақтандыруға болады. Алматы облысының Қытаймен шекаралас аймағындағы 40-ендікте Еуразия мегабассейніндегі орасан зор ауа массасының көлемі ауысатын Орталық Азиядағы «жел полюсі» аталатын Жетісу қақпасындағы желдің қуаты мол. Ол екі таудың ең тар жеріндегі (ені 10-12 км, ұзындығы 80 км) табиғи «аэродинамикалық құбыр» болып табылады. Қақпа Қазақстанның Балқаш-Алакөл ойпатын Қытайдың Ебінұр ойпатымен жалғастырады. Осы жердегі жел ерекшеліктерін зерттеу нәтижесінде оның электр энергиясын өндіруге өте тиімді екені анықталды. Қыс кезінде желдің соғатын бағыты оңтүстік, оңтүстік-шығыстан болса, жаз айларында солтүстік, солтүстік-батыстан соғады. Желдің орташа жылдамдығы 6,8-7,8 м/с, ал жел электр станциялары 4-5 м/с-тан бастап энергия бере бастайды. Желдің қарама-қарсы бағытқа өзгеруі сирек болуына байланысты мүнда трубиналы ротор типті жел қондырғысын орнату тиімді. Желдің жалпы қуаты 5000 МВт-тан астам деп болжануда. Бұл өте зор энергия көзі, әрі көмір мен мұнайды, газды үнемдеуге әсіресе, қоршаған ортаны ластанудан сақтауға мүмкіндік береді. Қазақстанда бұдан да басқа жел көздері жеткілікті: олар — Сөгіті жазығы (Алматы облысы), Қордай (Жамбыл облысы), Бейнеу, Жетібай (Маңғыстау облысы), Атырау, Индер, Мүғалжар өңірлері, Ерейментау, Сілеті (Ақмола облысы), Балқаш, Топар (Қарағанды облысы), Жоталы (Қызылорда облысы), Жалпақтау (Батыс Қазақстан облысы) және т.б. Форт-Шевченкода 45 күн жылдамдығы 15 м/с-тан асатын күшті жел соғады. Бұл өте мол энергия көзі.Соңғы жылдары электр энергиясын желден алуға деген қызығушылық артты. Қазіргі уақытқа дейін қуаты әр түрлі жел қондырғылары тәжірибеден өтті. Сонымен бірге алып жел қондырғыларының эзірге қүрылысы қымбат, күшті тербелістен, шудан, жылдам істен шығуы өзін-өзі ақтамайды. Бір жүйеге топтасқан кішкене жел трубиналары кешені экономикалық жағынан тиімді болып келеді. [7, 70-76-бб]

2.2. Жел қондырғыларын орнатудың тиімділігі

Кеңес Одағында қуаты 8 кВт болатын бірінші жел электр станциясы 1929-1930 жылдары Курск маңында инженер А.Г. Уфимцев пен В.П. Ветчинкиннің жобасы бойынша қүрылды. Бір жылдан кейін Қырымда, сол уақытта әлемдегі ең ірі, қуаты 100 кВт ірі жел электр станциясы салынды. Ол 1942 жылға дейін табысты қызмет атқарды, бірақ соғыс кезінде істен шықты.

Осындай аса белгілі қондырғылардың бірі «Гровиан» Германияда құрылды, ал оның номиналды қуаты — 3 МВт. Қуаты 1500 МВт (шамамен 1,5 АЭС) көптеген ұсақ жел трубиналарын біріктіру негізінде АҚШ-та жел электр станциясы салынды. Жел энергиясын пайдалану бойынша жұмыстар Канада, Нидерланды, Дания, Швеция, Германия және басқа елдерде кеңінен дамыған. Тіпті 1941 жылы онда қуаты 1250 кВт болатын бірінші ЖЭС салынды, ал қазір осы елдерде барлық ЖЭС қуаты 1300 МВт жетеді, оның арасында қуаты 4 МВт-қа жететін алыбы да бар. Бүгінгі күні кейбір өндірісі дамыған елдерде ЖЭС қондырғыларының қуаты үлкен шамаға жетті. Мысалы, АҚШ-та ЖЭҚ қуаты 1,5 кВт жоғары болса, ал Данияда ЖЭҚ шамамен елдің қолданатын энергиясының 3%-ын өндіреді. Щвеция, Нидерланды, Ұлыбритания және Германияда ЖЭҚ қуаты да өте жоғары. Мұнда пайдаланылған отынның тасталымын жоюға ешқандай шығын болмайды және қоршаған орта ластанбайды. Өндіріс ресурсы таусылмауы мен жоғары экологиялық тазалығынан басқа, жел трубиналарынан алынған энергияның құны ЖЭС пен АЭС-ке қарағанда 2-3 есе төмен болатыны дәлелденген. Алайда, жалпы жел энергиясы бірқатар шет елде өндірілетін электр энергиясының 5-10%-ын ғана береді. [4, 44- 50 бб]

Бірақ энергия алуда жел көзі қоршаған ортаға ерекше әсер береді — орасан зор көлемді жерді қажет етеді. Жұмыс істеп тұрған жел қондырғыға еш жағынан да жақын келуге болмайды, өйткені жел бағытының өзгеруіне қарай ротордың осі де бағытын өзгертіп тұрады.Жел агрегаттарын бір-біріне жақын қоюға болмайды, өйткені олар «желді алып» бір-бірінің жұмыс жасауына кедергі жасауы мүмкін. Желдеткіштердің минималды арақашықтығы олардың биіктіктерінен үш еседен кем болмауы керек.

Жұмыс істеуші жел қозғағыш құлаққа естілмейтін, адамға әсер ететін жилігі 16 Гц төмен инфрадыбыс тербелісін беретін шу туындатады. Желдеткіштер құстар мен аңдарды қорқытып, табиғи тіршілікті бұзады. Голландияда жыл сайын электр берілісі желісінен шамамен 40 мың ірі құс, ал көктемгі және күзгі ауу кезінде, егер электр берілісі сызығы қүс қайту жолын қиып өтетін болса жылына 70 мыңға дейін (электр берілісі сызығының 1 километріне шаққанда) құс өлетіні есептелді. Осыған ұқсас жағдай Калифорнияда да болған. Ирландия, Англия және т.б. көптеген елдерде халық және ауыл шаруашылығы тығыз орналасқан жерлерде ЖЭС-тің орналасуына қарсылар көп болған. [2, 65-69 бб ]

Желдеткіштер жүйесін ашық теңізге орналастыру туралы ұсыныстар түсті. Швецияда жасалған жоба бойынша Балтық теңізінде жағалауға жақын 300 желдеткіш құру жорамалданады. Олардың биіктігі 90 м мүнарасында екі қалақшадан тұратын айналу шеңбері 80 м болатын пропеллер түру керек. Тек қана осындай жүз шақты алыптарды салу 1 млрд доллардан астам қаржыны қажет етеді, ал оны салуға ең аз дегенде 20 жыл уақыт кетеді, өндірілген электр энергиясы қазіргі Швецияның қажеттілік дәрежесінің 2%-ын ғана қамтамасыз етеді. Бұл тек жобада, ал қазіргі уақытта Швецияда қуаты 200 кВт болатын ЖЭС-тің құрылысы жағалаудан 250 м қашықтықта салына бастады, оның энергиясы жерасты кабелі арқылы берілмекші. Ресейде — Фин шығанағының акваториясы мен Қырымдағы Арбат шыңында осындай желдеткіштерден түратын жоба жасалған. Бұл жоба күрделі және қымбат болуымен қатар, оның іске асуы кеме қатынасына, балық аулауға, сол сияқты жоғарыда айтылғандай зиянды экологиялық әсер беруі мүмкін. Сондықтан бүл жоспарлар да қарсылық қозғалысын тудырады. Мысалы, швед балықшылары теңізде салынып жатқан ЖЭС жобасын қайта қарауды талап етті, олардың ойынша жерасты кабелі, сол сияқты станцияның өзі балықтарға, әсіресе сол жағалауда өмір сүретін жылан балықтарға жаман әсерін береді. [7, 86- 92 бб ]

3.Қорытынды

Күн энергиясын өз мақсатымыз үшін пайдаланудың болашағы зор. Ғалымдардың айтуынша 2050 жылға қарай Жел энергиясы адамзаттың электр энергиясына деген қажеттелігінің 25-30%- ын өтей алады. Сол сиақты Халықаралық энергетикалық агенттіктің мәліметі бойынша 40 жылдан кейін Жел энергиясы көмегімен атмосфераға бөлінетін көмірқышқыл газының түсуін жылына 6 млрд тоннаға азайтуға болады. Осындай тұжырымдардан кейін Желден алынатын энергияның адамзат үшін сарқылмайтын байлық екендігіне көз жеткізуге болады.

Қазіргі жер бетіндегі орналасатын жел қоңдырғыларды өздерініің жоғары даму сатысына жеткен. Осы күндегіден артық жел қоңдырғылары жақын арада жасала қоймайды. Желдің энергиясы тегін болғанымен оны іске жарататын жерде орнатылған қоңдырғылардың беретін энергиясы жылу электр станциялары беретін энергиядан әлденеше қымбат. [2, 44-48 бб ]

АҚШ, Дания, Голландия, Германия және т.б. елдерде едәуір арзан электр энергиясын өндіретін көп жел қондырғылары жұмыс істейді. Қытайда жел энергиясын пайдаланатын 120 мыңнан астам шағын жел генераторы және 1600 сорғы жұмыс істейді. Осыған ұқсас жұмыстар біздің елімізде де басталды. Қазақстанда негізінен жел көздері жеткілікті. Олар: Жетісу (Жоңғар) қақпасы, Сөгеті жазығы (Алматы облысы), Қордай (Жамбыл облысы), Бейнеу, Жетібай (Маңғыстау облысы), Атырау, Индер, Мұғалжар өңірлері, Ерейментау , Сілеті (Ақмола облысы), Балқаш, Топар (Қарағанды), Жоталы (Қызылорда облысы), Жалпақтау (Батыс Қазақстан облысы) және т.б. Форт-Шевченкода 45 күн жылдамдығы 15 м/с-тан асатын күшті жел соғады. Бүл өте мол энергия көзі. Сондықтан жел күшін тиімді пайдалану өте маңызды. Алайда энергияның экологиялық таза көзінің де кейбір проблемалары болады (теледидарға бөгет болатын ультра-дыбыстық сәуле шығарады; жануарлар әлеміне, әсіресе құстарға және т.б. теріс өсер етеді). Мысалы, Голландияда теңіз жағасында 3 километр ұзындыққа жел қондырғыларының батареясы орналастырылған. Бұл жерде биіктігі 36 метр, ұшқалақты роторының диаметрі 25 метр болатын конус тәрізді темірбетон мұнара салынған. [3, 30-31 бб ]

Жалпы, қалпына келетін энергияның келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, арзан әрі тиімді. Оларды пайдалану табиғат баланстарын бұзбайды. Егер біз баламалы энергия көздерін тиімді және  үнемді пайдаланатын болсақ бұл біздің келешегіміздің кепілі. Қуат жетіспеушілігі  мәселесін шешудің бір амалы – қуатты үнемдеу. Қуатты үнемдеуге бағытталған шаралар Қазақстандағы нағыз балама қуат көздері болып табылады.

4.Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану. https://kk.m.wikipedia.org/wiki/

2. « Табиғатты қорғау » Е. Мамбетқазиев, Қ. Сыбанбеков , Алматы, 1990 ж

3. « Жалпы экология » Р. М. Білдебаева , Алматы 2006 ж

4. « Экология негіздері » Б. Сағымбаев , Алматы, 1992 ж

5. Жел энергетикасы . https://kk.m.wikipedia.org/wiki/

6. Жел энергиясы және оның маңызы . https://www.trt.net.tr/kazakh/bilip-zhurieiik/

7. « Жалпы экология » Е. Жамалбеков, Р. Білдебаева , Алматы, 2000 ж