Күн энергиясын тиімді пайдалану әдістері

Ансабай Нурдос Ханатбекұлы

1. Ғылыми жетекші:Бркенова Асемгуль Сексенбаевна

2. Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау университеті, Көкшетау қ.

nurdoshanatbek@gmail.com

Аңдатпа: Мақалада күн энергиясын тиімді пайдалану әдістері қарастырылады. Күн панельдері, фотоэлектрлік және термалық жүйелер сияқты технологиялар арқылы энергия өндірудің тиімділігі талданады. Сондай-ақ, күн энергиясының экономикалық тиімділігі мен қоршаған ортаға әсері зерттеледі. Авторлар Қазақстанның табиғи жағдайларына негізделген тиімді шешімдер ұсынады.

Күн энергиясы – Күннен алынатын және электр немесе жылу энергиясына айналдырылатын жаңартылатын қуат көзі. Оны пайдалану негізінен екі тәсілмен жүзеге асады: күн панельдері арқылы электр өндіру және күн жылуын жинақтау арқылы энергия алу.[7]

Бұл энергияның басты артықшылығы – оның сарқылмас әрі экологиялық таза болуы. Күн сәулесінен алынған қуат парниктік газдарды шығармайды және ұзақ мерзімді перспективада үнемді. Сонымен қатар, бұл технология ауылдық және шалғай аймақтарда энергия тапшылығын шешуге көмектеседі.

Алайда, күн энергиясын пайдалану ауа райына тәуелді, бастапқы орнату шығындары жоғары, ал алынған энергияны сақтау үшін қосымша жабдықтар қажет. Дегенмен, ғылыми зерттеулер бұл мәселелерді шешуге бағытталған, және күн энергиясы болашақтың басты қуат көздерінің бірі болып қала береді.

3. Күн энергиясын тиімді пайдаланудағы негізгі қиындықтар

   1. Ең бастысы – ауа райына тәуелділік. Бұлтты күндері немесе түнде күн панельдері энергия өндіре алмайды, сондықтан қосымша аккумуляторлар қажет. Алайда, қазіргі батареялар қымбат және ұзақ уақыт қызмет етпейді.

Тағы бір мәселе – жоғары бастапқы шығындар. Күн панельдерін орнату арзан емес, ал өзін-өзі ақтауы бірнеше жылға созылады. Сонымен қатар, олар көп орын алады, бұл қалалық жерлерде қиындық тудырады.[5]

Сондай-ақ, күн панельдерін жасау мен қайта өңдеу экологияға әсер етеді. Өндіріс кезінде ресурстар көп жұмсалады, ал пайдаланылған панельдерді утилизациялау жүйесі әлі толық дамымаған.

Бұдан бөлек, күн энергиясын тұрақты электрмен жабдықтау жүйесіне қосу оңай емес. Күн сәулесі тұрақты болмағандықтан, электр желісінде кернеу ауытқулары болуы мүмкін.

Дегенмен, бұл мәселелерді шешу жолдары да бар. Ғалымдар тиімді аккумуляторлар жасап, панельдердің өнімділігін арттыруда, ал «ақылды» желілер энергияны дұрыс үлестіруге көмектеседі.[6]

4. Күн энергиясының экономикалық тиімділігі:

Күн энергиясының экономикалық тиімділігін нақты сандармен қарастырайық. Мысалы, Қазақстанда орташа үй шаруашылығы ай сайын 10 000–15 000 теңге көлемінде электр энергиясына шығынданады.[8] Егер бұл үйге 5 кВт қуаты бар күн панельдері орнатылса, олар айына шамамен 600–700 кВт·сағ энергия өндіреді, бұл орташа отбасына жеткілікті.[2]

1. Экологияға әсері. Күн энергиясы – экологиялық таза және жаңартылатын қуат көзі. Оның басты артықшылығы – парниктік газдар шығармайды және су ресурстарын аз тұтынады, бұл климаттың жылынуын баяулатады. Сонымен қатар, күн электр станциялары ұзақ мерзімді перспективада қоршаған ортаға зиян келтірмей, тұрақты энергия өндіруге мүмкіндік береді.Алайда, оның да теріс әсері бар. Панельдерді өндіру кезінде химиялық элементтер қолданылады, бұл өндіріс барысында экологияға жүктеме түсіреді. Сондай-ақ, пайдаланылған панельдерді қайта өңдеу мәселесі толық шешілмеген. Сонымен бірге, күн станциялары үлкен аумақты қажет етеді, бұл табиғи ландшафтқа әсер етуі мүмкін.Дегенмен, бұл кемшіліктерді қайта өңдеу технологияларын дамыту және экологиялық таза өндіріс әдістерін қолдану арқылы азайтуға болады. Жалпы алғанда, күн энергиясы дәстүрлі отын түрлеріне қарағанда әлдеқайда экологиялық тиімді және болашақта жасыл энергетиканың негізгі бағыттарының бірі болмақ.

5. Күн энергиясының болашағы.Күн энергиясының болашағы қазірдің өзінде айқын көрініп жатыр. Қытай әлемдегі ең ірі күн электр станцияларын іске қосып, бұл саланы қарқынды дамытып келеді. Дубайдағы "Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park" жылына 1,3 миллион үйді электрмен қамтамасыз етеді.Қазақстанда да күн энергетикасы дамуда. [3] "Бурное Солар" жылына 73 млн кВт·сағ [9] энергия өндіреді, бұл мыңдаған үйге жетеді. Сонымен қатар, ғарышта күн панельдерін орналастыру бойынша зерттеулер жүргізілуде, бұл энергияны үздіксіз өндіруге мүмкіндік береді.

Технологиялардың дамуы мен бағаның төмендеуі күн энергиясын болашақтың басты қуат көздерінің біріне айналдырады.[1]

6. Күн энергиясының мәселелері және шешу жолдары Күн энергиясының басты мәселесі – ауа райына тәуелділік. Бұлтты күндері және түнде энергия өндірілмейді, оны шешу үшін аккумуляторлар мен сутегі сақтау технологиялары дамытылуда.Бастапқы шығындардың жоғары болуы да кедергі. Панельдер қымбат, ал өзін-өзі ақтауы ұзақ. Бұл мәселені мемлекеттік субсидиялар мен өндіріс бағасын төмендету арқылы шешуге болады.Энергияны электр желісіне қосу қиындық тудырады, өйткені күн энергиясы тұрақсыз. Мұны "ақылды" желілер мен басқару жүйелері реттейді.Қайта өңдеу де маңызды мәселе. Ескі панельдерді утилизациялау дамымаған, сондықтан қайта өңдеу технологияларын жетілдіру қажет.Сонымен қатар, күн электр станциялары үлкен аумақты қажет етеді. Мұны ғимараттардың шатырларына және су бетіне панельдер орнату арқылы шешуге болады.Бұл мәселелер жаңа технологиялар мен қолдау бағдарламалары арқылы біртіндеп шешілуде, ал күн энергиясы болашақтың басты қуат көздерінің біріне айналмақ.

7. Күн энергиясының қауіпсіздік және төзімділік мәселелер.

Күн панельдері ауа райының әсеріне ұшырайды. Дауыл, бұршақ және құмды дауылдар панельдерді зақымдауы мүмкін, бұл мәселе берік материалдар қолдану арқылы шешіледі.Электр қауіпсіздігі де маңызды. Дұрыс орнатылмаған жүйелер өрт қаупін тудырады, сондықтан сапалы оқшаулау мен техникалық қызмет көрсету қажет.Ұзақ мерзімді төзімділік – тағы бір мәселе. Панельдер уақыт өте тиімділігін жоғалтады, бұл жоғары сапалы материалдарды қолдану және қайта өңдеу арқылы шешіледі.Киберқауіпсіздік те өзекті, себебі күн станциялары "ақылды" жүйелер арқылы басқарылады. Қорғалған бағдарламалар мен деректерді шифрлау қауіпсіздікті күшейтеді.Жаңа технологиялар бұл мәселелерді шешуге көмектесіп, күн энергиясын қауіпсіз әрі төзімді қуат көзіне айналдырады. [4]

Қорытынды

Күн энергиясы – болашағы зор, экологиялық таза және жаңартылатын қуат көзі. Дегенмен, оның кеңінен қолданылуына ауа райына тәуелділік, жоғары бастапқы шығындар, энергияны сақтау және желіге қосу қиындықтары, сондай-ақ қауіпсіздік пен төзімділік мәселелері кедергі келтіреді.

Бұл проблемалар жаңа технологиялар, заманауи материалдар, "ақылды" желілер және мемлекеттік қолдау арқылы біртіндеп шешілуде. Ғылым мен инженерия дамыған сайын күн энергиясы қолжетімді, сенімді және тиімді қуат көзіне айналады. Болашақта ол дәстүрлі энергия көздерін алмастыра отырып, тұрақты дамуға ықпал етеді.

Пайдаланылған әдебиеттер

1.Базаров А.Э. "Жаңартылатын энергия көздері". – Алматы: ҚазҰТУ баспасы, 2020.

2.Сейфуллин Б. "Күн энергетикасының негіздері". – Астана: Назарбаев Университет баспасы, 2019.

3.Ахметов К.Б. "Қазақстандағы күн энергетикасының дамуы: мәселелері мен шешу жолдары" // Энергетика журналы, 2021.

4.Тұрсынова А.М., Жұмабаев Р. "Күн панельдерінің төзімділігі және экологиялық әсері" // ҚазҰУ Хабаршысы, 2022.

5.Қазақстан Республикасының "Жаңартылатын энергия көздері туралы" заңы (№165-V, 2009 ж.). Қолжетімді сілтеме

6.ҚР Энергетика министрлігі. "Қазақстандағы жасыл экономика: күн энергетикасы" баяндамасы, 2023. Қолжетімді сілтеме

7.International Energy Agency (IEA)

8.KazEnergy

9.Bloomberg New Energy Finance (BNEF)