Флюгердің құрылысы

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі

Оңтүстік Қазақстан облысы

Шардара ауданы «Ұзын-Ата» жалпы орта мектебі

Ғылыми жұмыс

Тақырыбы: Желқондырғысының электр

энергиясын өндіру технологиясы

Орындаған: 7 «в» сынып оқушысы

Жетекші: география пәні мұғалімі Андикова Камшат

2017-2018 оқу жылдары

Желқондырғысының электр энергиясын

өндіру технологиясы

Мақсатым: Жаңа технологияларды пайдаланудың тиімді жолдарын қарастыру.

Жел қондырғыларда жел ағынының кинетикалық энергиясы генератор роторларының айналу процесі кезінде электр энергиясына айналады. Конструкциясы жағынан желқондырғылардың генераторлары электростанция -дағы отын жаққанда ток өндіретін генераторларға ұқсайды. XX ғасырдың басында Н.Е. Жуковский жел двигателі теориясының негізін қалады, осы теорияны негіздей отырып әлсіз желдің ырғағынан жұмыс істелетін жоғары өнімді жетілдірілген жел агрегаттардың конструкциялары жасалынды, барлық елдің ғалымдары мен самолет жасаушы конструктор мамандары өз үлестерін қосты.

Барлық жел двигателінің жұмыс істеу принципі біреу-ақ, онда желдің әсерінен қозғалатын желдоңғалағының қалақшаларының қозғалысы электр энергиясын өндіретін генераторының айналып тұратын білігіне беріледі.

Желдоңғалағының диематрі үлкен болған сайын соққан желдің үлкен ағысын қамтиды және агрегат түрлеріне қарап неғұрлым үлкен энергия өндіреді. Жел двигателін екі топқа бөледі:

1. тік осьпен айналатын жел двигателі,оларға карусель типтес,қалақшалы, ортогональді.

2. горизонталь осьпен айналатын жел двигателі (қанатты деп аталады – қанаттарының санына байланысты).

Қалақшалы жел двигателінің айналу жылдамдығы олардың қалақшалар санына кері пропорционал, сондықтан агрегаттың қалақшаларын үштен артық жасамайды. Горизонталь айналдыру осі бар екі немесе үш қалақшадан тұратын мұнараның басына бекітілген қондырғылар – желқондырғылардың ең көп тараған түрі болып табылады. Горизонталь айналдыру осі бар турбинаның роторының басқарушы білігі де көлденең орналасқан. Ал көп қалақшалардан тұратын горизонталь осі бар моделін монолиттік деп атайды. Бұл қондырғылар төменгі жылдамдықта жұмыс істейтіндіктен, су тарту насосында пайдаланады.

Тік осьпен айналатын жел двигателінің (Н - типтес) роторының жетекші білігі вертикаль орналасқан. Турбиналарының қалақшалары өте ұзын, пішіні доға тәрізді, мұнараның үстіңгі және астыңғы жағына берік орнатылған. Осындай жел қондырғыларын әлемнің бірнеше компаниясы ғана жасайды.

H – типтес турбинасы роторының ерекшелігі басқарушы білік вертикаль орналасқандықтан , кез келген бағытта соққан желдің үлкен ағысын қамтиды. Француз инженері Дарриус тік осьпен айналатын жел двигателінің теория негізін қалай отырып , конструкциясын жасады. Сыртқы түрлерінің айырмашылығына қарамастан горизонталь және вертикаль айналу осі бар желқондырғылардың жұмыс істеу принциптері бірдей.

Флюгер (грекше νεμος – жел және μετρέω – өлшеймін) – жел жылдамдығын өлшейтін метеорологиялық құрылғы. Осьқа бекітілген қалақшалы айналмадан және өлшеу механизімінен тұрады. Ауа ағыны пайда болған кезде жел қалақшаларды итереді, соған байланысты ось айналады.

Флюгердің конструкциясына байланысты, ол берілген уақыт аралығында қалақшалардың ось бойымен айналу санын есептейді, ал бұл белгілі бір қашықтық, содан кейін орташа жылдамдық қашықтық уақытқа бөлу арқылы табылады. Немесе қалақшалар электр индуктивті тахометрге жалғанады, бұл сол уақыттағы жылдамдықты қосымша есептеулерсіз бірден көруге мүмкіндік береді және сол мезеттегі жылдамдықтың өзгеруін бақылауға мүмкіндік береді.

Жел бағытының өзгеруімен, ось бағыты да дәл сол бағытта өзгереді. Осындай мақсатта флюгер қолданылады немесе басқа метеорологиялық құрылғы қоданылады.

Құрылғының жұмыс істеу принципі «қосымша қабырға» температураның төмендеуін өлшеуге негізделген. Температуралық төмендеудің мөлшері жылу ағынының тығыздығына пропорциональді. Температура төмендеуін «көмекші қабырға» рөлін атқаратын пластикалық зод ішінде орналасқан ленталы термометр көмегімен өлшейді.

Жел энергетикасы – жел энергиясын механикалық, жылу немесе электр энергиясына түрлендірудің теориялық негіздерін, әдістері мен техникалық құралдарын жасаумен айналысатын энергетиканың саласы. Ол жел энергиясын халық шаруашылығына ұтымды пайдалану мүмкіндіктерін қарастырады. Қазақстанда жел күшімен алынатын электр энергия-сы қуатын кеңінен және мол өндіруге болады. Республикамыздың барлық өңірлерінде 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 стансалары мен жел электр стансаларын біріктіріп электр энергиясын өндіру өте тиімді. Қыс айларында жел күші көбейсе, жаз айларында азаяды, ал су керісінше, қыс айларында азайса, жаз айларында көбейеді. Сөйтіп, энергия өндіруді біршама тұрақтандыруға болады.

Алматы облысының  Қытаймен шекаралас аймағындағы 40ендікте,  Еуразия мегабассейніндегі орасан зор ауа массасының көлемі ауысатын — Орталық Азиядағы «жел полюсі» деп 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 стансалары 4 – 5 м/с-тен бастап энергия бере бастайды. Желдің қарама-қарсы бағытқа өзгеруі сирек болуына байланысты мұнда турбиналы 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, сонымен қатар қоршаған ортаны ластанудан сақтап қалуға мүмкіндік береді.

Желқондырғысының жобасы (макеті)

(қалақшасы, бағанасы, генераторы)

Қорытындылай келе, осы жасап жатқан жұмысымды болашақта тұрмыста пайдалану. Қазіргі таңда мұнай, пайдалы қазбалар, көмір, табиғи газдың қоры азайып келе жатыр. Осы жағдайларды алдын алу мақсатында баламалы энергия көздерін пайдалану керекпіз. Бұл бір жағынан экологиялық проблемалардың алдын алу және болдырмауды көздейді.

Оқушымның қорғау сәті