Материалдар / Баяндама Жел энергетикасы-болащақ энергиясы

Баяндама Жел энергетикасы-болащақ энергиясы

Материал туралы қысқаша түсінік

Менің ұсынып отырған тақырыбым «Жел энергетикасы-болащақ энергиясы».Жел энергетикасы — жел энергиясын механикалық, жылу немесе электрэнергиясына түрлендірудің теориялық негіздерін, әдістері мен техникалық құралдарын жасаумен айналысатын,жаңартылатын энергетиканың саласы. Ол жел энергиясын халық шаруашылығына ұтымды пайдалану мүмкіндіктерін қарастырады

Турсынбаева Галина Карибжановна

Автор материалды ақылы түрде жариялады. Сатылымнан түскен қаражат авторға автоматты түрде аударылады. Толығырақ

22 Желтоқсан 2017

1511

2 рет жүктелген

Физика Баяндамалар, реферат Барлық сыныптар

770 ₸

Бүгін алсаңыз
+39 бонус беріледі
Бұл не?

Бүгін алсаңыз +39 бонус беріледі Бұл не?

Тегін турнир Мұғалімдер мен Тәрбиешілерге
Дипломдар мен сертификаттарды алып үлгеріңіз!

Бұл бетте материалдың қысқаша нұсқасы ұсынылған. Материалдың толық нұсқасын жүктеп алып, көруге болады

Материалдың толық нұсқасын
жүктеп алып көруге болады

Жел энергетикасы-болащақ энергиясыТурсынбаева Галина КарибжановнаФизика пәнінің мұғалімі Павлодар облысы, Май ауданы, Ақжар ауылы

Бүгінгі күнде адамдардың тұрмыс-тіршілігі табиғатты басқару арқылы жақсартуға ұмтылу және жаңа өндірістерді дамытудың салдарынан айнала қоршаған ортаға экологиялық проблемалар тудырады. Адам баласына кейінгі кезде энергия жетпейді.Газет, журнал беттерінде энергетикалық кризис жайлы мақалаларды жиі кездестіреміз.Мұнай үшін кейбір мемлекеттер бір-бірімен жауласып жатса, ал кейбіреулері экологиялық дағдырысқа,құлдырауға ұшырайды екен. 1930 жылы бүкіл әлемде 300 млрд кВт ·сағат энергия өндірілсе, ал казір 60 000 млрд кВт сағат энергия өндірілуде.Бұл өте ұлкен көрсеткіш! Адамның энергетикалық сұранысы күннен-күнге өсуде.Бүгін біздің пайдаланып отырған энергия көздері-жер асты пайда қазба қорлары-мұнай,көмір, табиғи газ барлық энергоқорлардың 90% құрайды.Американдық зерттеушілердің айтуынша жер бетіндегі мұнай 2025 жылға дейін жетеді. Қашан болса да, ол бітеді және әрі қарай не болады? Пайдалы қазба қорларының таусылу қарсаңында олардың бағасы да қарқындап өсуде. Жыл сайын атмосферға түрлі жанғыш заттардың жануы нәтижесінде 23 млрдтоннаға жуық көмірқышқыл газы бөлініп, сондай мөлшерде оттек сіңіріледі.Дүниежүзінің мұхиттық деңгейі көтеріліп, табиғатта түрлі апттар болып жатыр. 1980-2004 жылдардың аралығында жер бетінде 14500 табиғат апаттар тіркеліпті, осы апаттардан миллиондаған адамдар қаза болды.Дереу проблеманы шешетін амал табу керек.Бүкіл әлем ғалымдары мен инженерлері ізденістің арқасында баламалы энергия көзін табуды мақсат етіп қойды.Ол сарқылмайтын қалпына келтіретін энергия көздері деп аталады. Оған жел, күн энергиясы, геотермиялық энергия, биомасса, су ағынының энергиясы, мұхиттардағы тасу мен қайту кезіндегі судың көтерілуінен болатын энергия жатады.Қалпына келтіретін дәстүрлі емес энергия көздерінің ерекшілігі қор көздері ешуақытта сарқылмайды және экологиясы таза. Бұларды пайдалану табиғат байланыстарын бұзбайды.Жел энергиясы негізінен Күн энергиясының Жер бетін бірқалыпты қыздырмауынан туындайды. Сағат сайын Жер Күннен 1014 кВт сағ энергия алады. Күн энергиясының 1-2 % -і жел энергиясына түрленеді. Бұл көрсеткіш жер бетіндегі барлық өсімдіктердің биоқалдыққа айналғанда бөлініп шығатын энергиясынан 50-100 есе асып түседі. Бірнеше мыңдаған жылдар бойы адамдар желді – энергия көзі ретінде пайдаланған. Жел энергиясын пайдаланып желкен көмегімен жүзген. Жер суландыру кезінде, жел диірмені ретінде дәнді-дақыл өнімдерін ұнтақтау үшін қолданған.Жел энергиясының қоры бүкіл планета өзендерінің гидроэнергиясынан 100 есе асып түседі. Ылғи да және барлық жерде жел соғып тұрады. Жаздың қоңыр салқын самал желін, апат, зардап шығын әкелетін керемет дауылдарды атап өтуге болады.Қалпына келтіретін дәстүрлі емес жел энергиясының келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, әрі арзан, тиімді. Бұларды пайдалану табиғат баланстарын бұзбайды. Жел энергиясын қолдану таулы аймақтардың жоғары бөктерінде толқынды теңіз жағалауларында ыңғайлы екені бәрімізге танымал. Жел энергетикасын дамытуға қолайлы аймақтар өте көптеп табылады. Жел күші жер бетінің ойлы-қырлы болуына тікелей байланысты. Мысалы, таулы аймақтың екі бөлігін қарастырайық. Күн көзінің екі бөлікке түскен энергиясы бірдей болғанымен, жердің кедір-бұдыры әр қилы болғандықтан, жел күшінің ықпалы, бағыты да әр түрлі болады. Жел күшінің ықпалы жыл мезгілінің ауысуына, ауа райының өзгеруіне байланысты өзгеріп отырады. Мысалы, Дания елінің климаттық жағдайын ескерер болсақ, фотоэлектрлік жүйемен қамтамасыз етілген энергия қыста - 18% , ал жазда - 100% берсе , ал жел станциясынан алынатын энергия қыста – 100%, жазда – 55% береді екен. Осындай үйлесімділікпен қарастырылған желқондырғысы мен фотоэлектрлік жүйеден тұратын желқондырғысын біріктіріп пайдаланған, әрине тиімдірек болады, жеке пайдаланғаннан гөрі. Жел күшінен өндірілетін энергия мөлшері желдің тығыздығына, жел турбинасының қалақшаларының ауданына, жел жылдамдығының кубына тәуелді болады. [1, http://dmk.kz/wp-content/http://wikipedia.com] Бірнеше мыңдаған жылдар бойы адамдар желді – энергия көзі ретінде пайдаланған. Қоғам мәдениетінің жаңа қалыптасқан кезінде жел энергиясын теңіз саяхатында пайдаланған. Ертедегі мысырлықтар 5 мың жыл бұрын жел энергиясын пайдаланып желкен көмегімен жүзген. Біздің заманымыздың 700 жылдары қазіргі Ауғанстан жерінде тік бекітілген осі бар жел машинасымен дақылдарды ұнтақтау үшін қолданған. Жерорта теңізінде орналасқан Крит аралында ұзын мұнараға бекітілген жел күшімен қозғалатын диірмен жер суландыру жүйесінің жұмысын атқарған. 14 ғасырда голландықтар жел диірменін жетілдіріп, дәнді-дақыл өнімдерін ұнтақтау үшін қолданды.1854 жылы АҚШ-та жел энергиясымен жұмыс істейтін су тарту насосы іске қосылды. Су тарту насосының моделі жел диірменінен қалақшалар санының көптігімен және жел бағыты мен жылдамдығын анықтайтын аспап флюгердің болуымен ерекшеленеді. 1940 жылдары осындай жел күшімен қозғалатын диірменнің саны 6 миллиондай еді, оларды су тарту және электроэнергия алу мақсатында қолданды.Осындай жел диірмендер мал шаруашылық фермасын сумен қамтамасыз етіп тұрды. 20 ғасырдың ортасында жел энергиясын қазіргі заман энергия қоры – мұнай орнын басты. Дүние жүзінің бірнеше рет мұнай дағдарысынан соң, қайтадан жел энергетикасына көпшіліктің қызығушылығы оянды. 70 жылдары мұнай бағасының өсуіне байланысты, энергетика сарапшылары жел энргиясын пайдалану шараларын ұсынды. Мемлекет қаржыландыру қолдауымен өткізілген зерттеулер мен эксперименттердің нәтижелері, жел энергиясын пайдаланудың жаңа технологиясының дамуына жол ашылды.Әйгілі инженер – гидравлик Лигвотер, минутына 1000 куб метр өнімділігі бар 14 жел қозғалтқыштарын пайдаланып, суды аккумуляторлаушы бассейнге сорып ағызды, сөйтіп төрт жылда Polder Shermer польдер Шермерді құрғатты. Содан кейін 37 жел қозғалтқыштар бассейндегі суды сақиналы каналға құйып, одан олар Солтүстік теңізге құйылды.1582 ж. Голландияда жел энергиясын пайдаланатын май айналдырғыш іске қосылды, ал төрт жылдан кейін баспа машиналарының шығуына негізделген, қағазға деген жоғары талапты қанағаттандыратын бірінші қағаз фабрикасы ашылды.XIX жүзжылдықтың ортасында Голландияда түрлі мақсаттарда 9 мыңға жуық жел қозғалтқыштары пайдаланылды. Голландықтар желдік диірмендердің құрылымына, сонымен қатар жел дөңгелекшесіне де, көптеген жаңашаландырулар енгізді.Алғашкы жел фермасы 1980 жылы АҚШ-тың солттүстік шығысындағы Нью-Гемприш қаласында пайда болған.1981-1984 жылдары Калифорнияның өзінде 6870 жел турбинасы іске қосылды. Бірақ 31 желтоқсан 1985 жылы мұнайдың бағасы баррельге шыққанда 10 долларға түсті, осыған байланысты желқондырғысын шығаратын көптеген шағын компаниялар жойыла бастады. Ал 1998 жылы АҚШ-та желэнергетикасы дамуы қайтадан даму сатысына көтерілді. [4,238-239бет ] Ең ірі жел генераторы 2002 жылы Германияда жасалынған.Оның қуаты 4,5 МВт.Үш қалақты.Әр қалақтың ұзындығы 52 м, ені 6 м, салмағы 20 тонна.Роторы 120 м мұнараға бекітіледі.Желэнергетикасы дамуы, энергия жетіспейтін энергия қуаныш әкелгенмен, оның зиянды да әрекеті бар. Желқондырғылардың айналып тұратын қалақшалары, механизмі, айнала ортаға дыбыс шуын шығарады, 40 децибелдан асатын дыбыс толқындары, адам организміне зиянды әрекетін тигізеді. Мысалы шу деңгейінің жоғары болуы дыбыс құлақтың дыбыс қабылдауын нашарлатып, организмнің жүйке-психологиялық әрекетіне зиянын тигізеді. Желқондырғылары бір-бірінен мұнара биіктігімен салыстырғанда 5-10 есе қашықтықта орналасуы тиіс, осы территорияда орналасқан желқондырғылар аймағында ешқандай ғимарат, орман болмауын ескеру қажет.Құстар жоғары кернеу жиіліктері мен антеннамен, ғимарат терезелерімен, кейде автомобиль терезесімен соқтығысып мертігіп жатады. Кейбір желқондырғысы мұнарасының жоғары жағында қонақтайды, бұл бұлардың өміріне қауіп әкеледі. Желқондырғыларын салған кезде құстардың ұшу миграция маршрутын ескеру қажет.Желқондырғысының металл бөліктері айналғанда қуатты дыбыс тербелістерін туғызады, сол маңайдағы радиотолқындармен жұмыс істейтін телевизиялық радио және радарлық құрылғыларға кері әсерін тигізеді. Әрине телевизиялық немесе радио ретрансияторын орнату қиын емес, бірақ та бұл арзанға түспейді.[5,бет 5]Желқондырғысын орнату керек деген шешім қабылдадық. Біріншіден бізге тұтынатын энергиямыздың мөлшерін есептеп алу керек және өз жерімізге орташа соғатын желдің жылдамдығын білуіміз керек, екіншіден, жел- қондырғысын орнататын жерді таңдау.Ашық ландшафтағы төбе және тау жотасына жерқондырғысын орнату тамаша орын болып есептеледі. Төбеде жел жылдамдығы жазық тегіс жерге қарағанда ылғида жоғары. Егер 2 немесе бірнеше қондырғылар орнататын болсақ, онда олардың арасы мұнараның биіктігімен кем дегенде 5 есе артық болу керек, олай болмағанда жұмыс істегенде бір-біріне кедергі жасайды.Жылдамдық артқан сайын, ауа ағысының сипаты өзгере түседі. Ауа қабаттары бірімен-бірі ретсіз араласып кетеді, үйірім пайда болады. Мұндай ағысты турбулентті деп атайды. Турбулентті ағыс жел энергиясын тиімді пайдалану мүмкіндігін азайтады, сонымен қатар машинаның тозуын тездетеді. Сондықтан турбина мұнарасының биіктігін барынша биік етіп қалайды, біріншіден жер бетіндегі пайда болатын турбулентті ағысты болдырмау үшін, екіншіден жел жылдамдығын арттыру үшін. Жел қуаты оның жылдамдығының кубына тура пропроционал. Мысалы, жерден 30 м биіктікте орнатылған желтурбинасы мен жерден 10 м биіктікте орнатылған турбинаның жылдамтықтарының айырмашылықтары 100% болады. 10м биіктікте орнатылған екі жел генераторы мен 30м биіктікте орнатылған бір генератордың өндірілген ток қуаты бірдей. Басында айтып кеткендей, желқондырғының орнын тағайындаған соң, сол аймақтағы орташа жылдамдық мәнін білуіміз керек. Ол үшін айлар бойы зерттеулер жүргізіп немесе метостанцияның көмегіне жүгінуіне болады.Жел жылдамдығын өлшеу үшін үш шыныдан жасалған, вертикаль оське бекітілген анемометр аспабы пайдаланылады. 1 минуттағы айналым санын электрондық құрылғы тіркейді. Анемометр жел бағытын анықтайтын аспап, флюгермен жабдықталған. Жел бағытын анықтаудың тағы бір тәсілі, сол аймақтың өсімдік ағаштарын бақылау. Жалғыз және өсіп тұрған ағашты алып қарасақ, жел соққан жағының жапырағы сирек, қураған, бұтақтары ұзын және горизонталь болып келеді. Өз аймағымыздың климаттық жағдайы, бізге керекті энергия мөлшері, орташа жел жылдамдығы, орнын тағайындаған соң, желгенераторын шығаратын мамандардан мәлімет алған соң, желқондырғысының керекті моделін таңдауға болады. .[1] ҚР аумағында жел энергиясының жоғары ресурстарына көңіл аударылған. Тіпті 1-2% қолдану халықтық шаруашылықты жыл сайын 102 млрд. кВт·сағ (салыстырма үшін, республиканың электр энергиясын қолдану қажеттілігі 2016 жылы 150 млрд.кВт ·сағ құрайды)Қазақстанда жел энергетикасын дамыту әлеуеті өте жоғары.ҚР Қоршаған ортаны қорғау министрлігі мен БҰҰ-ның даму жөніндегі бағдарламасының ұсынған мәліметтеріне жүгінсек, еліміздің потенциалы мыңдаған МВт немесе жылына 1 триллион кВт·сағ көлемінде-бұл дүние жүзі бойынша үздік көрсеткіштердің бірі. Қазақстанда өте қолайлы жел дәліздері бар: жел бір бағытта соғатын аймақтар (Ерейментау, Жүзімдік) және қарама-қарсы бағыттарда алмасып отыратын аймақтар (Жоңғар қақпасы, Шелек, Қордай). Жел энергетикасы қуаттарының жалпы потенциалы 659 ГВт болуы мүмкін, бұл қазіргі белгіленген қуаттан 35 есе артық. Ал Қазақстанның бірнеше әлеуетті жел аумақтарының электр энергиясын өндіру көлемі жылына 2,1735 триллион кВт-сағ болуы мүмкін. 2015 жылы қуаты 40 ГВт болатын жел электростанциялары қолданысқа енгізілді, бұл басқа жаңартылатын энергия көздерімен салыстырғанда өте жоғары. 2015 жылдың қорытындысы бойынша, ең кем дегенде 68 мемлекет қуаты 10 МВт-тан жоғары болатын жел қондырғыларын пайдаланады. 2014 жылдың басы мен 2015 жылдың соңына дейінгі аралықта жел энергетикасының жиынтық қуаты орта есеппен бір жылға 26% құрайды.Жел көмегімен энерегия өндіруге мүмкіндік беретін ең көп мөлшердегі жаңа қондырғылар 2015 жылы Азияда - 53,6 % (әдемдегі жалпы жаңа қондырғылар мөлшерінен), Еуропа (21,9%) және Солтүстік Америка (20,5%) орнатылған. Жаңа қондырғылардың шамалы үлесі ғана Латын Америкасы (2,9%), Австралия мен Океания(0,9%), Африка(0,2%) тиесілі. Қазіргі күнгі қолайлы жағдайлар энергетика саласының дамуына мүмкіндік беріп, 2020 жылға қарай электр энергиясын пайдалану 30% дейін жоғарылайтын болады, соның ішінде 15% жаңартылатын энергия көздерінің есебінен.2020 жылға дейін Үкімет 34 жел энергетика станциясы( 1787 МВт қуатымен) жұмыс істейді деп жоспарлаған.[3,бет3]Осыдан-ақ қазақстандық балама энергия көздерінің, атап айтқанда жел энергиясының әлеуеті үлкен, инвестициялық сыйымдылығы мен тартымдылығы жоғары екендігін байқауға болады.Жел энергетикасына қатысты елеулі оқиғалардың бірі:2015 жыл, қаңтар. Қазақстан IRENA (Жаңартылатын энергия жөніндегі халықаралық агенттік) Ассамблеясының вице-президентіболып сайланды.2015 жыл, қаңтар. «KAZENERGY» қауымдастығы мен IRENA агенттігі өзара түсіністік туралы меморандумға қол қойды. Бұл құжаттың басты мақсаты — Қазақстанды «Болашақ энергиясы» тақырыбындағы EXPO 2017-ні өткізуге дайындау мәселелеріне қатысты ынтымақтастықтың аясын қамтамасыз ету.2014 жыл, маусым.Қазақстан үкіметі балама энергия көздерінің тарифтерін бекітті. Әр энергияның түрі бойынша тарифтер келесідей (1 кВт-сағ үшін): жел электр станциялары — 22,68 теңге; күн электр станциялары — 34,61 теңге; шағын су электр станциялары — 16,71 теңге; биогаз қондырғылары — 32,23 теңге. Бұл тарифтердің әрекет ету мерзімі — 15 жыл.2017 жылға дейін Ерейментау жел электр станциясының (ЖЭС) құрылысы аяқталады. Құны: 130 млн доллар. Қуаты: 45 МВт (300 МВт дейін кеңейтілмек). Өндірілетін энергия көлемі: 172 млн кВт-сағ. EXPO 2017 көрмесінің нысандарын осы Ерейментау ЖЭС-ы өндіретін электр қуатымен жабдықтау жоспарланып отыр.Қостанай облысының Арқалық қаласында 2016 жылы жел электр станциясы салынып бітті. Құны: 14,7 млрд теңге. Жел паркінің қуаты: 48 МВт. Электр энергиясының жылдық өнімділігі: 131 млн кВт-сағ.[ 1, http://www.windenergy.kz.] Болашақ энергиясы-бұл қазіргі заманның келелі мәселелеріне және болащақтағы шешімдерді болжауға қатысты міндеттерді шешуге бағытталған, ойлануға нәр беретін ауқымды мәселелердің бірі.Халықаралық көрмеге арқау болып отырған «Болащақтың энергиясы » тақырыбы қазіргі таңда өзекті болып отыр. Бүгінде күллі әлемде энергия тапшылығы байқалып отырғаны белгілі.Әлем елдері энергияны үнемдеу, күн, желден баламалы энергия көздерін алуға көше бастады.Қауіпсіздік жағынан талапқа сай келетін әрі арзан энергия көздерін айдалануға әлемнің көптеген елдері құштар.Осы саладағы тәжірибелер кім-кімнің де қызығушылығын тудырары сөзсіз. Қазақ елі « Болашақтың энергиясы тақырыбын көтеру арқылы күллі адамзатты алаңдатып отырған мәселені дөп бастады». Сондықтан жаһандық энергетикалық проблемалардың түйінін шешуге бағытталған халықаралық көрме баламалы энергия көздері саласында адамзаттың үздік жетістіктерін айшықтайтын алаңға айналарына сенім зор. «Болашақ энергиясы» – жел, күн, су, ғарыш баламалы энергетика, биомасса энергиясы, атмосфераға СО2 қалдықтарын төмендету мәселелерін терең қозғайтын өте ауқымды түсінік. Басты ерекшелік – бұл көрме-кешенінің балама энергиялық қуат көздерімен жұмыс істеуі. Сарапшы мамандар оған еліміздің толық мүмкіндіктері мен артықшылықтары бар екенін мойындап отыр. Сонымен, ЕХРО-2017 көрмесі «Болашақтың энергиясы» тақырыбы өз мүмкіндігін іс жүзінде дәлелдемек [2,бет 3]Қазақстанға жел энергиясы қажет пе? Сұрақты осы жолмен қою «Қазақстанға жол көлігі қажет пе?» деген сияқты сұрақ болып тұр.Жаңартылатын энергия көздерін дамыту - әлемдік энергетика тенденциясының ұзақ мерзімді стратегиялық даму үрдісі. Экономикалық тиімді және жаңартылатын экологиялық таза жолдарын пайдалану уақытысымен қажетті болады. Жел энергетикасында байтақ экономикалық және әлеуметтік келешегі бар. Ол, халықтың тығыздығы төмен аумағында бизнесті ынталандыру және өркениет қамтамасыз дамыту үшін жаңа мүмкіндіктер ашады, суды тұтынуды талап және мемлекеттің энергетикалық қауіпсіздікті қамтамасыз етуге елеулі үлес болып табылады.Елбасы Н.Назарбаев «Қазақстан -2050», «Стратегиясы-қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты» атты ел халқына арнаған Жолдауында «Көмір-сутегі шикізаттың нарығында ірі ойыншы болып қала отырып, біз энергияның баламалы түрлерін дамытуға, күн мен желдің энергиясын пайдаланатын технологияларды белсенді енгізуге тиіспіз.Бұл үшін бізде барлық мүмкіндіктер бар», деп қадап айтқан болатын.[3, бет 3]

Қолданылған әдебиеттер тізімі1) Ғаламтор желілері:http://www.windenergy.kz.2) Егемен Қазақстан №215, 9 қараша, 2016жыл бет 33) Егемен Қазақстан №246, 22 желтоқсан , 2017жыл бет 34/Энциклопедия для детей «Авента» Техника стр.238-2395. «Мектептегі ғылыми жұмыс» № 3,2016 бет 5-66. «Қазақстан-2030» стратегиясы

Ресми байқаулар тізімі

Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз!