Ғылыми жоба жұмысы. Тақырыбы "Жел энергиясын дамыту" 10-сынып

"Мұхаметқұл Исламқұлов атындағы жалпы орта мектебі"

коммуналдық мемлекеттік мекемесінің физика пәні мұғалімі

Ерсинов Сейтжан Сапарұлы

Тақырыбы: "Жел энергиясын дамыту"

Аннотация

Қазіргі кезде бүкіл жер бетіндегі елдерде, соның ішінде Қазақстанда энергия дефициті байқалады. Қазақстан Республикасының энергетикалық жоспарында негізінен жылу электр станциялар салыну жоспарланған. Қазіргі үлкен қалалардағы экологиялық жағдайды ескерсек, жылу электр станцияларының қосымша салынуы бұл проблеманы шешудің орнына оны тереңдете түседі.

Сондықтан да бізге қайта толықтырып отыратын энергия көздерін пайдалану қажет.

Қазақстан Республикасының табиғи климаттық жағдайы жел энергиясын кең түрінде пайдалануға жол ашады. Біздің ойымызша альтернативті энергия көзі біздің ел үшін осы, жел энергиясы, болмақшы.

Жер бетіндегі соғатын желді пайдаланатын жел диірмендерінің көптеген кемшіліктері бар. Сол себептен жердің бетінен үлкен биіктікте соғатын жел энергиясын пайдалану тиімді деп ойлаймыз.

Қондырғы өте қарапайым және көп қаражатты қажет етпейді. Шуы естілмейді, сондықтан үйлердің маңайында, қаланың ішінде орнатуға болады. Ешқандай бағаналар мен сымдарды қажет етпейді, энергияны тікелей тұтынушыға жеткізеді.

Бұл жобаны іске асыру арқылы көптеген проблемаларды бір күнде жоюға болады.

Келешек дәстүрлі емес энергия көздерінде. Сондықтан да қазірден бастап жерімізді сақтап қалу мүмкіншілігіміз бар. Оны жел энергиясы арқылы іске асырайық.

Кілт сөздер: жел энергиясы, ротор (турбина), қанат, механикалық энергияны тасымалдау системасы, генератор, реттегіш, қалақшалар, тартқыш, датчиктер, нанотурбиналар.

Аннотация

На сегодняшний день дефицит энергии замечается во всем мире, также как и в Казахстане. В энергетическом плане РК запланировано строительство теплоэлектростанции. Учитывая экологическое условие больших городов, проблема решении дополнительных стройтельств теплоэлектростанции углубляется вместо ее решении. Поэтому нам нужно использовать дополнительные источники энергии. Природно-климатическое условие РК открывает путь к широкому использованию энергии ветра. Мы думаем, источник альтернативной энергии для нашей страны - энергия ветра.

Есть много недостатков ветряных мельниц использующие ветры на земле. Поэтому мы думаем, выгоднее использовать энергию ветра.

Установка простая и не требует лишних затрат. Она бесшумная, поэтому можно установить и в городах и около домов. Не требует никаких столбов и проводов, доставляет энергию непосредственно потребителю.

С реализацией этого проекта можно в один день ликвидировать многие проблемы.

Будущее в нетрадиционных источниках энергии. Поэтому сейчас у нас есть возможность сохранить нашу землю. Давайте реализуем это с помощью энергии ветра.

Ключевые слова: энергия ветра, ротор, крыло, стабилизатор, растяжка, датчики, пропеллер, вентилятор, проводы, нанотурбины.

Annotation.

Nowadays the deficit of energy is noticed in countries of all around the world, also in Kazakhstan. In energy terms of Kazakhstan is planned construction of thermal power plant. Taking into account condition of ecology big cities, thermal power plant's addition buildings don't solve it deepen the problem.

That's why we need to use other sources of energy.

Nature climatic condition of Kazakhstan opens the way to wide using of wind energy. We think, alternative energy sources for our country is wind energy. There are many disadvantages of windmills which use wind on the Earth. We think it is advantageous energy.

The facility is simple and does not require any extra costs. As it is noiseless, it can be installed in the towns and near houses. Requires no poles and wires that delivers the energy directly to the consumer.

With the implementation of this project can eliminate many of the problems in one day.

The future is in untraditional sources of energy. Now we can save our Earth.

Let's implement this using wind energy.

Key words: wing energy, rotor, wing, stabilizer, extension, sensor, propeller, fan, wires, nanoturbines.

Abstract

Зерттеудің мақсаты: Энергияның негізі көздерімен қатар, қайта толықтырып отыратын жел энергиясын тиімді қолдану.

Болжамы: біздің еліміздің жел энергетикасын дамытуға шамасы бар. Себебі біздің еліміздің климаты шұғыл континенті таулы аймақтарымен қатар жазық жерлер, су қоймалары көп кездеседі. Жел электр станциялары Алатау маңында, Астана және Солтүстік Қазақстан өңірлерінде тиімді.

Зерттеу кезеңдері:

1. Жел энергиясын кеңірек зерттеу.

2. Жер бетінде орналасқан жел қондырғыларының кемшіліктерін анықтау.

3. Жер бетінен биікке орналасқан жел қондырғылары. Олардың артықшылықтарын көрсету.

Жердің бетінде орналасқан жел агрегаттарын жасау көптеген жылдардан белгілі. Сонда да оны қолдану көптеген кемшіліктері үшін кеңінен қолданыс таппаған.

Ол кемшіліктер агрегаттардың үлкен орын алуы, бірқалыпты жұмыс істелмеуі, экологиялық әсері, сол жердің ландшафты бұзуы және қуатының аздығы.

Эксперимент әдістемесі: әдебиеттерге анализ жасап, жүйелеп, өз пікірімізді нақтылап жеткізу.

Зерттеудің жаңалығы: жел энергиясын тиімді пайдалану үшін, жер бетінен өте биікке орналастырылатын жел қондырғыларын жасау.(1-сурет)

Осы ғылыми жобада жел қондырғыларының жаңа түрінің жобасы ұсынылады.

Нәтижесі мен қорытындылары: Жұмыс барысында біз ұсынып отырған қондырғымыздың осындай артықшылықтарын анықтадық:

• Алынатын энергия әлдеқайда арзан.

• Ротордың өлшемдерін өте үлкендетіп жасау арқылы қондырғының қуатын арттыруға болады.

• Қарапайым жел қондырғыларына қарағанда биікте орналасқан жел қондырғысының қуаты ондаған есе үлкен.

• Жер бетінде көп орын алмайды. Кез келген жерге орнатуға болады.

• Тұтынушыға жақын орналастыру арқылы энергия тасымалдау проблемасының жоқтығы.

• Шу жоқ. Ландшафты бұзбайды. Энергияны алу тұрақты, себебі биікте үнемі жел соғады. Қондырғыны кез-келген жерге ауыстыруға болады.

Бұндай қондырғылар әлі жасалған жоқ. Жасалынбау себебі қондырғының конструкциясының күрделілігіне байланысты емес, ол әлі де болса осы күнгі энергия көздері қатты тапшылық жасап тұрған жоқ. 40 – 50 жылға жетерлік қор болғандықтан, жоғары биіктіктегі жел қондырғысының проекттісі практикаға кіргізілмей тұр. Келешекте осы энергия көзі өзінің нақты орнын алады. [2 - 3]

Кіріспе

Тақырыптың өзектілігі:

а) Барлығымызға белгілі энергия көздері таусылуға жақын (таскөмір 570 жылға, мұнай 35 – 40 жылға, ал газ 50 жылға жетеді).

б) Мұнайды, таскөмірді, газды өндіру, оны іздеу өте үлкен қаржы қажет етеді. Көптеген өте күрделі жұмыстарды және көп технологияларды қажет етеді.

в) Осы энергиялық ресурстарды пайдаланудың экологиялық жақтары: электр энергиясын алу үшін және транспорттың жүруін қамтамасыз ету үшін жағылатын отын (мұнай, бензин, көмір) жанған кезде бөлініп шығатын көмірқышқыл газы жер бетінің жылулық сәулесін жұту арқылы, ауа райының әлемдік жылуына әкеліп соғады. Соңғы екі ғасырдағы адамзаттың іс-қимылы табиғатқа елеулі нұқсанын тигізді.

Адамзатқа электр энергиясы өте қажет және оның қажеттігі жыл сайын артуда. Сол себептен барлық елдерде энергия алудың альтернативті жолдары қарастырылды.

Мысалы, дүние жүзіндегі жаңа технологияның 60%-ға ие болып отырған АҚШ-тың ғалымдары іштен жанатын сутегідвигателін жасау жағын қарастыруда. Ойлап тапқан ғалымға 3 млрд.доллар сыйақы. [4]

Қазақстан да өзінің стратегиялық индустриалды инновациялық даму бағыттарын белгілей отырып, табиғаттағы қуат көздерін игеріп, іске жаратуға көңіл бөледі.

Зерттеудің мақсаты. Біздің республикада жел энергетикасын дамыту Қазақстан үшін Жел энергиясын қолдану біршама басқаларға қарағанда тиімді екеніне көз жеткізу.

Зерттеудің міндеттері. Осы күнгі жұмыс істеп тұрған электр станцияларының артықшылығы мен кемшіліктерін анықтап, альтернативті энергия көздерін анықтау.

Қазіргі кезде бар электр станциялар:

Жылуэлектрстанциялары. Қазақстанның әрбір қаласында жылуэлектрстанциялары бар. Бүкіл дүниедегі барлық ЖЭС-лар жылына 200- 250 млн тонна оттегіні жұтатын химиялық заттар шығарды.

Гидроэлектростанциялар біздің елде де бар. Олар Ертіс, Есіл және тағы да басқа өзендердің бойында салынған.

Атомэлектростанциялар. Қазақстанда Маңғыстауда бірінші АЭС болды, бірақ қазір істемейді. Елімізде атом энергетикасын дамыту қолға алынып жатыр, тағыда АЭС салынбақшы.

Бірақ бұл энергия көздерінің де кемшіліктері бар. Олар:

• Жер сілкінген кезде өте қатты дауылдың әсерінен реактордың істен шығуы арқылы радиациялық улануға әкеліп соғуы мүмкін.

• Радиоактивті қоқыстарды көму, тасымалдау проблемалары.

• Ескі АЭС –та авария болуы мүмкін.

• АЭС-тар суы өте көп жерге салынатындықтан, сол жердің су қоймаларын ластау, жылыту қаупі бар. [5]

Жел энергиясы

Бізді қоршаған орта үнемі қозғалыста және осы қозғалыстың энергиясы орасан зор. Жел энергиясы жерді барлық өзендердің энергиясынан 100 есе үлкен. Жер бетінде үнемі жел соғады: аздаған жеңіл лептен бастап, орасан зор зиян әкелетін дауылға дейін. Біздің елімізде соғып тұрған жел республикамызға қажет электр энергиясын өндіруге шамасы бар. Жел энергетикасын, әсіресе, осы Ақмола облысында дамытуға әбден болады. Егер Астанамызды ең таза әрі әдемі қалаға айналдырғымыз келсе неліктен экологиялық таза энергия көзін қолданбасқа. Әр түрлі авторлардың айтуынша жердің жел энергиясы 1200 ГВт, бірақ жердің әр түрлі аймағында жел энергиясын пайдалану мүмкіндігі әр түрлі. Жел энергиясын мүмкіндігінше электр энергиясына айналдыру үшін жер бетінен 20 - 30 м биіктіктегі желдің ағының жылдамдығы үлкен болу керек. Мысалы: орташа жылдық қуаты 500 Вт/м² болатын жел қондырғысының осы қуаттың 75 пайызға ғана электр энергиясына айналады (және желдің жылдамдығы 7 м/с болу керек). Жел ағынындағы энергия, желдің жылдамдығының кубына тура пропорционал. Бірақ та идеал машинаның өзі жел энергиясын түгел пайдаға жарата алмайды.

Жел электр станциясы Кеңес Одақта 1923 жылы Курск маңайында салынды. 1930 жылы Қырымда қуаты 100 кВт ЖЭС салында. [4]

Шет елдерде жел энергиясын қолдану үлкен табыстарға жеткен. Франция, Данияда ЖЭС қуаттары 1 МВт-тан асады. Ең қуаттысы ЖЭС АҚШ – та. Оның қуаты 4 МВт. Америка жаман газдардың шығуын 2050 жылға дейін 60 % кемітуді жоспарлап отыр. Олар 2030 жылға дейін шығарылатын электр энергиясының 20 % жел энергиясы болады деген болжам жасаған.

Европаның 10 ірі банкісі және жеке инвесторлар жел энергиясын алуды қаржыландырады. Бұнда көбінесе ЖЭС тұрақты ток алатын электр станциялары.

Бұның барлығы басқа елдерде жел энергиясын пайдалануға қолға алынғанын көрсетіп отыр.

ЖЭС жұмыс істеу принципі

Жел дөңгелегі электр тогының генераторы динамомашинаны іске қосады, ал ол параллель қосылған аккумуляторды зарядтайды. Аккумуляторлық батарея генератордың клеммаларындағы кернеу аккумулятордың клеммаларындағыкернеуден үлкен болған автоматты түрде ажыратылады.

Оңтүстік Қазақстан облысында 2 жел электр қондырғысының монтажы жасалып аяқталды (2004 жыл, қазан айы). Монтажды Индия және Қазақстандық мамандар жүргізген (Кетау қаласының жанындағы Қотырбұлақ деген жерде). Әрбір қондырғының бағасы 150 000 доллар. Осы қондырғылар арқылы 6,1 км жерге Кентауға электр энергиясы жеткізіледі. Егер осы қондырғылардың жұмысы рентабельді болса, ондай қондырғылар басқа да жерлерге қойылмақшы.

Дүние жүзі оңай әрі арзан қуат көздерін іздестірген заманда өз еліміздің ресурстарын ұтымды пайдаланған жөн. Тіпті жел диірменінің агрегаттарын өз елімізде жобалап құрастырып шығаруға да болады.

Осы айтылғандардың барлығы жер бетінде жұмыс істейтін қондырғыларға байланысты айтылған.

Ал біз ұсынып отырған жел қондырғысы бұрынғы жердің бетінде онша биік емес орнатылған жел қондырғысынан өзгеше қондырғы.

Біз бұл жобаны ұсынбастан бұрын жердің бетіне орналасқан жел диірменін зерттедік. Олар көп зерттелген және жасалынған, сонда да кең қолданыла қоймаған. Себебі олардың көптеген кемшіліктері бар.

Өте биіктегі жел энергиясын пайдалану

Жер бетінен биікке орналасқан жел қондырғылары

Жер бетіндегі соғатын желді пайдаланатын жел диірменінің көптеген кемшіліктері жоғарыда айтылды. Сол себептен жердің бетінен үлкен биіктікте соғатын жел энергиясын пайдалану тиімді.

Жел двигателінің қуаты желдің жылдамдығының ύ³ тәуелді. Жердің бетіндегі ондаған метр биіктікте жылдамдық 5-6 м/с жетеді.

Ал тропосфера қабатында жел өте күшті соғады және тұрақты.

Мысалы 4,5 км биіктікте ύ=20м/с. ал 10-20 км-де ύ=40м/с. Сол себептен қуатты көбейту үшін жер бетіндегі көптеген жел қондырғыларды биікке көтерілген бір жел қондырғысымен алмастыруға болады.

Ол үшін айналатын жел дөңгелегі роторды өте биікке, яғни тұрақты жел соғатын биіктікке орналастыру қажет. Ол желдің бағытымен айналу бағытын да өзгерте алатын болу керек. Биіктігі 10 км-ге дейін жеткізуге болады. Ең маңызды және күрделі жеріжелдің механикалық энергиясын жердегі электр генераторына жеткізу. Ол үшін жаңа материалдан жасалған тростар пайдаланады. Ол тәсіл жер бетіндегі қондырғылардың кемшіліктерін қайталамайды. Ол:

• 100 МВт қуатқа дейін алуға болады. Себебі жылдамдық үлкен, оған қоса арзан түседі.

• Биікте тұрғындықтан қуат тұрақты, себебі үнемі жел соғады.

• Шуы естілмейтін, себебі биікте тұр. Орналасқан жердегі ландшафты бұзбайды. Сол себепті үлкен қаланың қасына орналастыруға болады. Яғни, энергияны тасымалдауға кететін қаржы үнемделеді.

Сонымен қатар бұған қарсы тұратын пікірлер де болуы мүмкін. Ол ең бірінші ротордан механикалық энергияны жердегі электргенераторына жеткізетін тростың салмағы. Қазіргі кезде шығып жатқан өзі арзан, өзі жеңіл жасанды талшықтардан жасалған тростарды пайдалануға болады. Осы тростар болаттан 30-100 есе берік және 3 есе жеңіл. Және созылуға шыдауы болаттан 3-5 есе артық. Қазір осындай материалдан жасалған тростарды нанотрубалар дейді. Ол өте жұқа көміртегінің талшықтарынан жасалған. Осы нанотрубалар химиялық реакцияларға да, жылу әсеріне де шыдамды. [7]

Генератордың өзі жерде болғандықтан, оны пайдалану, жөндеу ыңғайлы болады. Қаланың маңайында орналасқандықтан жоғары вольтті желілердің қажеті жоқ, ұстағыш бағаналардың да қажеті болмайды, сол себептен алынған энергия арзанға түседі.

Іске қосу, жүргізу, бақылау, басқару проблемалары

Қондырғыны қажет биіктікке көтеру қиын жұмыс емес. Егер желдің жылдамдығы 2-3 м/с болса, қажет қондырғыны жерден жел өзі көтере бастайды. Ал егерде қондырғы мүлде көтерілмесе, онда оны оңай гелийге толтыруға болады. Сол кезде ол өзі де ауаға ұшып кетеді.

Роторды айналдыру ол генератор арқылы іске асады. Ал айналу жылдамдығы аздары өздері айнала бастайды. Қуатты реттеу ротордың қалақшаларын желге қатысты әр түрлі бұрулар арқылы іске асады. Ал ол стабилизатор арқылы орындалады.

Биктігі тростың ұзындығы арқылы реттеледі. Негізгі троста желдің жылдамдығы анықтайтын датчиктер болу керек. Сол арқылы қажет биіктік реттеледі.

Егер желдің жылдамдығы 0 болып қалса, (ондай жағдай өте сирек, ықтималдығы 0,001) онда қондырғыны ауа баллоны арқылы (дирижабль сияқты) ұстап тұруға болады немесе жердегі генератор арқылы пропеллерді айналдыруға болады. Қатты желдің әсерін жерде орнатылған инерциялы маховик арқылы реттеуге болады. Яғни, оны жылдамдығы төменірек биіктікке түсіруге болады. [7]

Ұсынылған қондырғының артықшылығы:

• Жер үстіндегі қондырғымен салыстырғанда өлшемдерін үлкейтіп алу арқылы қуатын арттыруға болады.

• Осы қондырғыны 100 м-ден 14 км-ге дейін орнастыруға болады. Осы биіктіктегі жел жылдамдығы жер бетіндегіден 3-4 есе үлкен және тұрақты.

• Жылдамдық үш есе артса, қуаты 27 есе артады N~ύ³.

• Генератор жерде орналасады. Себебі алынатын қуат өте үлкен, (12,5-20 МВт) ондай қуаттағы генератордың массасы 10 тоннаға жетеді.

Ең бір ұтымды жері механикалық энергияны электр энергиясына айналдыру үшін қажет талшықты трос. Оның тығыздығы 1800 кг/м³. Мысалы, егер кабель мыстан жасалса, 10 км (2 есе ұзын) биіктікке қосатын кабельдің массасы 89360 т, осындай ұзындықтағы нанотрубаның массасы 3,33 т. Ол 27000 есе жеңіл.

Жоғары биіктікте орналасқан тросты турбинаның жел энергетикалық қондырғысы

(1-сурет, рисование, painting)

1 – ротор (турбина) 2 – қанат. 3 – механикалық энергияны тасымалдау системасы . 4 – генетор. 5 – реттегіш (стабилизатор). 6 – қалақшалар. 7 – тартқыш (растяжка). 8 – датчиктер. 9 – пропеллер

Ротордың қалақшалары екі трос арқылы бекітілген. Соққан жел, қалақшаларды айналдырады, өзінің орнықтылығын және биіктікте болуын қанат және стабилизатор арқылы жүзеге асырады. Ротордың механикалық энергиясы электргенераторына тасымалдау системасы арқылы беріледі.

Осы жел қондырғысын Н=1 км биіктікке орналастыруға болады. Осы биіктіктегі желдің жылдамдығы 13 м/с. Ал ротордың айналдыратын жел ағынының қуаты N=1/2*ύ³S*ρ* формуласына тәуелді.

Бұндағы ύ - желдің жылдамдығы, S – ротордың ауданы, ρ – ауаның тығыздығы, сонда N~(13м/с)³. =20°.

Егер ротордың ауданы 50000 м², ρ=1,225кг/ м³ болса, 1 км биіктікте N~0,5*50000*1,225*0,94≈63МВт. Егер осының 20% электр энергиясына айналса, онда пайдалы қуат N_пай=12,5 МВт. Бұл қуат150000 адамы бар қаланы энергиямен толық қамтамасыз етеді.

Ауданды 4 есе және биіктікті біраз арттырдық делік. Желдің жылдамдығын арттыру арқылы 75 МВт қуаты бар 1 млн-нан асатын халқы бар үлкен қаланы түгел электр энергиясымен қамтамасыз етуге болады.

Мысалы, осы қондырғы 1 млн АҚШ доллары тұрса, өндіретін қуаты 2,28 кВт екен. Сонда біз қарастырған қондырғының беретін 12,5 кВт беру үшін осындай агрегаттан 12500/2,28=5482 қажет екен, сонда осылардың барлығының бағасы 110 млн АҚШ доллары. Осы есептеулерден көрініп отырғандай аз ақшаға тура осындай энергияны өндіре аламыз. Ал қазіргі кездегі жағдайға бұл өте тиімді. (2-сурет)

(2-сурет, рисование, painting

Бұл суреттен көрініп отырғандай қондырғыға әсер ететін ауа массалары оны интенсивті түрде айналдырады. Вертикальды пропеллерді қондырғыларға қарағанда ықшамды және желдің көп бөлігін энергияға айналдыруға жұмсайды. Қанша есе пропеллерлер көп болса, сонша есе шығарылатын энергия да көбірек болады.

MARS жел қондырғысы

Біз қарастырып отырған бұл қондырғы біздің жобамыздағы қондырғыға өте ұқсайды. Сондықтан біз оны таңдап алдық.

MARS қондырғысы (MagennAirRotorSystem – әуәдегі роторлы жүйе Magenn) – өзінің құрлысы бойынша кішкентай гелийлі дирижабльге ұқсайды. Корпустың жұмсақ болуы MARS-ты бүктеп, оны басқа жерлерге апарып, сол жерде үрлеуге мүмкіндік береді. Бұндай әрекеттер қарапайым жер бетінде орналасқан жел диірмендерден артықшылығы мол екендігіне дәлел.

5 кВт қуаты бар генератордың жақыннан көрінісі.

Бұндай генератордың көптеген жақсы жақтары бар: таза экологиялық энергияны шығарады, көп орын алмайды, және керемет пейзажды бұзбайды. Қоршаған ортаға деген күтімі де көзге түседі: үлкен құрлыс жұмыстарын жүргізудің керегі жоқ, тағы да қондырғының құстарға ешқандай зияны жоқ (статистика бойынша жел энергокондырғылардың әсерінен жыл сайын тек АҚШ-тың өзінде 10-нан 40 мыңға дейін құстар өледі.)

Арнайы арқандармен бекітілген MARS, пайдалану кезінде дирижабль секілді ондаған метр биіктікке көтеріледі. Ондай биіктіктегі желдің күші жердегі желден үлкен айырмашылығы бар екені айқын білінеді. Бұл жұмыстың қуатын 50%-дан асыруға мүмкіншілік береді(жердегі қондырғылардың қуаты 20-40%-бен салыстырғанда). Желдің бағыты да үлкен рөл атқармайды, себебі арнайы тұтқа (корпустың ортасындағы көлденең пластина) арқылы MARS-ты керек жаққа айналдыруға болады, сол арқылы қондырғы үздіксіз айналады. Корпус түгелдей айналады, ал бұл кезде энергия қозғалмайтын екі жағынан орналасқан генераторлар арқылы шығарылады. Айналу корпустың үстінде орналасқан қырлар арқылы іске асады. Бұл жерде Магнус эффектісі үлкен рөл атқарады. [4-5-6]

Аппарат арнайы кабель арқылы көкке көтеріледі.

Бірақ кемшіліктері де аз емес. Біріншіден, аспанда ұшып жүрген дирижабль кез келген адамға нысана бола алады (әсіресе Америкада, себебі ол жерде кез келген азамат оқтық иесі бола алады). Бірақ құрастырушылар бұл проблеманы шешу үшін кевлар тәріздес Даркон затын пайдалануға ұсыныс жасады. Екіншіден, MARS ұшақтардың ұшуына қауіп төндіреді, бірақ бұны да оңай шешуге болады. Қондырғыны ауаға көтерер алдында жергілікті авиациямен аймақты ұшақтардың ұшуларына жауып тастау туралы келісіп алуға болады.

Қондырғылардың айтарлықтай бір ғана айырмашылығы бар, ол генератордың орналасуы. Біздің жобамызда қондырғының генераторы жер бетінде орналасқан. Бұл өте тиімді, себебі жөндеуді қажет етсе оны оңай іске асыруға болады.

Келешекте Қазақстанда да осындай қондырғыларды қолдану қолға алынады деген үміттеміз.

Қорытынды

Қазіргі жер бетіндегі орналасатын жел қоңдырғыларды өздерінің 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.

Сондықтан жел энергиясының пайдаланудың басқа жолдарын қарастыру қажет. Ол, біздің ойымызша, жер бетінен биік орналасатын жел қоңдырғылары. Осы күндегі жер бетіндегі қоңдырғыларымен салыстырса:

- Алынатын энергия әлдеқайда арзан;

- Ротордың өлшемдерін өте үлкендетіп жасау арқылы қоңдырғының

қуатын арттыруға болады;

• Қарапайым жел қоңдырғыларына қарағанда биіктікте орналасқан жел қоңдырғыларының қуаты ондаған есе үлкен;

• Жер бетінде көп орын алмайды. Кез келген жерге орнатуға болады.

• Тұтынушыға жақын орналастыру арқылы энергия тасымалдау проблемасының жоқтығы;

• Шу жоқ. Ландшафтты бұзбайды. Энергияны алу тұрақты, себебі биікте үнемі жел соғады. Қоңдырғыны кез келген жерге ауыстыруға болады.

Осы идеяны толық зерттеп, эксперимент жасап, кішкентай модельдер жасау арқылы теорияны білетін адамдар тексерсе, біздің ойымызша, энергетика проблемасын біраз алға басушылық болар еді.

Нәтижелер

Эенргия беретін әр түрлі электр станциялардың жақсы және жаман жақтары қарастырылды.

Жел қоңдырғыларын адамдар ежелден пайдаланған. Жер бетіндегі желэлектр станцияларын қазір де көптеп пайдалануда. Дегенмен оның да зияны: қоршаған биологиялық ортаға әсері, үнемі үздіксіз жұмыс істей алмауы, қымбаттылығы белгілі болды.

Бірақ жел энергиясы ол орны толатын энергия болғандықтан, оны пайдалану жолдарын әрі қарай қарастыру арқылы келешекте экономикалық тиімді, экологиялық зияны аз, пайдалануы қарапайым жел электр станцияларын жасайтын уақыт келді.

Оның бір жолы жер бетінен биіктікте орналасқан жел қондырғыларын жасау және пайдалану.

Бұндай қондырғыларды әр түрлі конструкторлар проектілерін жасап ұсынуда. Олар экономикалық тиімді, қуатын үлкен шамаларға жеткізуге болды. Экологиялық аса зияны жоқ және желдің соғуына тәуелді емес. Өйткені олар жер бетінен біраз биіктікте орнатылған, ал атмосфераның жоғарғы қабаттарында желдер үнемі соғып тұрады.

Әрине конструкциялары өте курделі, бірақ космосқа кеме ұшырғаннан күрделі емес, яғни осы проектіні нақты зерттеп, есептеулер жасап, нанотехнологияны пайдаланып, күнделікті өмірге қолдануға болады. Сондықтан, басқа энергия көздерінің (көмір, мұнай, газ) қашан бітетінің күтпей (оларды басқа салаларда қолдануға болады), жел электр станцияларының негізгі проектілерін іске асыру қажет.

Ұсыныстар

1. Біз ұсынған бұл жел қондырғысы, болашақта біздің елімізде, яғни жұмыс барысында ЖЭС орналатыруға болатын аймақтарда, Солтүстік Қазақстанда, нақтылап айтсақ Ақмола облысында, Арқалықта, сонымен қатар, Орталық Қазақстанда жәнеде Оңтүстік Қазақстанның аудандарындан кеңірек пайдаға асыруға болады. Елімізге қаншалықты тиімді екенін жұмыс барысында анықтап айттық.

2. Жер бетінен биікте орналасқан қондырғы экономикалық жағынан тиімді. Жер бетінде орналасатын қондырғылардан қуатты және ондаған есе арзан болады.

3. Қазақстан өлкесі жел энергетикасын әбден пайдалана алады. Себебі, оның климаты, орналасу аймағы келіп тұр.

4. Елбасы Н.Ә.Назарбаевтың жастардың алдына қойған міндеті интеллектуалдық ұмтылыс арқылы өркениетті елге айналу, олай болса біз жобамызды болашақ ғалымдар, инженерлер, конструкторларға арнаймыз.

Қолданылған әдебиеттер тізімі

1. В.В.Володин, П.М.Хазановский«Энергия, векдвадцатьпервый» Москва, издательство «Детскаялитература» , 1989 год. Стр. 59-69

2. Б.Н.Бирюков «От водяногоколеса до квантовогоускорителя» Москва, издательство «Машиностроение», 1990 год. Стр 10-15.

3. Ш.Қ.Биболов«Оқушы анықтамасы: Физика» Алматы,

«Арман –ПВ» баспасы, 2005 жыл

4. А.Голдин«Океаны Энергии» Пер. С англ. И.Бочаровой, Москва, издательство «Знание», 1983год стр 25-30

5. Л.С.Юдасин«Энергетика проблемы и надежды» Москва, издательство «Просвещение», 1990 год. Стр. 37-45.

6. Тлеуов Т. «Использованиенетрадиционных и возобновляемыхисточниковэнергиидляэнергоснабжениясельскохозяйственныхобъектовКазахстана» Алматы, издательство «білім», 1995 год. Стр. 49.

7. Непорожний П.С., Попков В.И. «Энергетическиересурсымира» Москва, издательство «Энергоатомиздат», 1995 год.

8. Интернет желісінен де материалдар алынды;

www.strela.punkt.ru

www.elektromost.by