«Күн сәулесі-болашақтың сарқылмас энергиясы»

қ АЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Ғ

Тақырыбы: «Күн сәулесі-болашақтың сарқылмас энергиясы»

Мектебі: Әбдірахман Әйтиев атындағы орта мектебі

Бағыты: «Жаратылыстану білімі»

Орындаған : Жалғасбай Гүлдана Жұмажанқызы

Жетекшісі: Жолымбет Ақжарқын Қанатқызы

2019 жыл

Жоспары

Аннотация

Дүниетану пәнінде «Күн сәулесі – болашақтың сарқылмас энергиясы» тақырыбы ерекше орын алады. Энергияны күн сәулесінен алудың тиімді жолдарын оқушыларға таныстыру, олардың болашағға деген сенімі мен дағдысын қалыптастыруға көмек береді.

Тақырыптың өзектілігі: Бүгінде жаһандану заманында жас ұрпаққа әлемдік стандартқа сәйкес білім беру мәселесі республикамызда ғылыми-педагогикалық тұрғыда ізденіспен әлемдік жинақталған тәжірибеге, отандық қол жеткен табыстарды саралай отырып, ұлттық ерекшеліктерді ескере, оқыту мен тәрбелеуді жаңаша ұйымдастыру көкейкесті мәселе болып отыр. Осыған орай ғылыми техникалық прогрессия дамыған уақытта компьютер көмегімен есепті шешу технологиясының ерекшеліктері туралы сөз қозғамақпыз. Келешектің кез келген маманы компьютерді өз жұмысында тиімді пайдаланғысы келсе, онда ол өз саласы бойынша алға қойылатын проблемаларды тұжырымдай алуы тиіс.

Біз «Күн сәулесі – болашақтың сарқылмас энергиясы» тақырыбын дүниетану пәнінде қолданудың жолдары мен мазмұны туралы ой бөлісеміз. Қазіргі таңда, әдеттегідей, оқушылар үшін мектептегі оқулықтар мен басқа да оқу құралдарындағы энергия тақырыбы арасында елеулі орын алып отырған күн энергиясы біршама қиындықтар тудырады.

Бұл жұмыста оқушы күн сәулесі – болашақтың сарқылмас энергиясы болатынына тоқталған. Оқушы зерттеу жұмысын жаза отырып өзінің болашақтың энергиясына аса қызығушылықпен қарайтынын, замана талқысынан өтіп, өңі өзгерген де сөлі қалған, атадан балаға мұраға қалған, жүрек қылының пернесі - ауызекі тараған энергияны алу жолдарын жинап, оларға сипаттама берген. Бұл берілген жұмысты дүниетану пәнінен қосымша сабақтарда оқушылардың пәнге деген қызығушылықтарын арттыра отырып, логикалық ойлау қабілеттерін кеңінен дамытуға қолдануға болады деген ұсыныс жасаймын.

Жобаның мақсаты: Күн сәулесі – болашақтың сарқылмас энергиясы екендігімен оқушыларды таныстыру, оларды өмірде пайдалану тәсілдерінің педагогика-психологиялық теориялық негіздемесін жасап, практикады жүзеге асыруға дағдылану.

Жобаның міндеттері:

• Күн сәулесінің дүниетану курсында алатын орнын анықтау.

• Тақырыпқа сәйкес ақпараттарды іріктеу және оларды қолдану әдістерін қарастыру.

• Қосымша мағлұмат қарастыру.

Жобаның нәтижесі:

Әрбір зерттеу жасау кезінде қандай да бір нәтижеге шығу керек. Зерттеу барысында нәтижеге жету үшін:

• Біріншіден күн энергиясының шығу тарихын зерттей келе, оның қажеттілігін үйрену қажет;

• Екіншіден, күн энергиясын қолдану жолдарының әдістерін үйрену қажет. Ол үшін оқушының логикалық ойлау қабілетінің жоғары болуын талап ету шарт.

• Үшіншіден, осы логикалық ойлау арқылы оқушының күн энегриясын алудың небір күрделі, жеңіл түрлерін зерделеп шығару керек.

Жобаның болжамы:

Осы зерттеп жатқан жоба екі оқу жылын жоспарланғандықтан, жұмысты әрі қарай жалғастыру, іздену, дамыту.

Жобаның кезеңдері:

- өзім көптен қызығып жүрген күн энергиясын өндірудің түрлерін оқушыларға насихаттаймын;

- мәліметтерді жинақтап, күн энергиясын өндірудің жолдарын үйренемін, әрі оқушыларға үйретемін;

- жинаған жұмысты талдаймын;

- әр түрлі әдіс-тәсілдерді пайдалану арқылы оқушыларға есептердің шешу жолдарын үйретемін;

- хабарланған талаптар бойынша жоба жұмысын жинақтап, қортындылаймын.

Кіріспе

Қазіргі заманғы жаңа жоғарғы технологиялар және ақпараттық технологиялар ғасырында экономиканың, білімнің және ғылымның, тіпті бүтіндей қоғамның физикасыз тиімді дамуы мүмкін емес.

Елбасы Н.Ә.Назарбаевтың соңғы жылдардағы Қазақстан халқына арнаған Жолдауларында, 2012 жылдың аяғында ұсынған «Қазақстан – 2050» Стратегиялық бағдарламасында жаратылыстану ғылымдарының, оның ішінде, әсіресе, физика ғылымының дамуына, жастарға физикалық білім беру мәселелеріне баса назар аударылып келеді. Бұл тұрғыда: «Біз білім беруді жаңғыртуды одан әрі жалғастыруға тиіспіз. ... Сапалы білім беру Қазақстанның индустрияландырылуының және инновациялық дамуының негізіне айналуы тиіс» деп ерекше атап көрсеткені де белгілі. Сапалы білім және ғылым математиканың қатысуымен ғана іске асырылатын болады.

Сондықтан, Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігінің 2011 жылдың 11-12 мамырында республика физика мұғалімдері съезін өткізуі өте құптарлық, өз уақытындағы іс-шара болды деп атап айта аламыз. Өйткені, математикалық білімді мазмұнды жаңарту және оны сапалық жаңа деңгейге көтеру, қазіргі қоғам дамуы талабына сай ету, бүгінгі күннің заңдыда және өзекті мәселесі, жалпы Қазақстанда халықаралық стандарттарға сай сапалы білім беру мәселесін оң шешудің бір тиімді жолы деп есептейміз.

Энергия қорларын үнемдеу бүгінгі күннің аса маңызды міндеттерінің біріне айналды. Өнеркәсібі дамыған әлемнің барлық мемлекеттерінде энергия үнемдеу шаралары дұрыс жолға қойылған. Өйткені көмірмен және көмірсутегімен жұмыс істейтін жылу электр станциялары түбі бір экологиялық проблемалардың асқынуына әкеп соқтыратыны белгілі жайт. Сондықтан әлем қайта қалпына келетін жергілікті энергия көздерін энергия үнемдеудің басты қайнар көзі ретінде қабылдап отыр.

Соңғы жылдары елімізде де қалпына келетін энергия көздеріне энергетикалық кешенді дамытудың бір тармағы ретінде қарай бастады. Мемлекет пен бірқатар бизнес құрылымдар тарапынан оны қолданысқа енгізуге зор күш салынып жатыр. Оның өз жөні бар. Ең алдымен, қайта қалпына келетін қуат көздерін тиімді пайдалану энергияны үнемдеуге мүмкіндік берсе, екіншіден экологиялық мәселелердің түйінін тарқатады деуге болады. Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерінің тұрақты кешенін құру мемлекеттің тікелей қатысуымен жүзеге асатын шаруа болғандықтан, бұл мәселе үкімет деңгейінде қолға алынған. 

Қазақстан қалпына келетін энергия көздерін пайдалануда зор әлеуетке ие. Аға-апаларымыздың зерттеулеріне сүйенсек, Қазақстанның жалпы су әлеуеті жылына 170 млрд кВт/сағатқа жетеді екен. Бұл салада жүргізілген жұмыстар нәтижесіз емес, Қазақстан Мойнақ СЭС-і, Кербұлақ СЭС-і мен Бұлақ СЭС-і сияқты ірі жобаларды іске асыруды бастап кетті. 

Географиялық орналасуы жағынан Қазақстанның жел энергетикалық әлеуеті де жоғары. БҰҰ-ның Жел энергетикасы бойынша даму бағдарламасы аясында жүргізілген зерттеулер Қазақстанның бірқатар өңірлерінде желдің жылдамдығы 6 м/с-тан асатынын дәлелдеп берді. Бұл ретте, Балқаштың климаттық жағдайы ерекше маңызға ие. Балқаш өніріңде Сарыарқаның аңызық желі үздіксіз соғып тұрады. 

Қазақстанның климаттық жағдайы күн энергиясын да пайдалануға қолайлы болып табылады. Елімізде күн энергиясын өндіру мүмкіндігі жылына 2,5 млрд кВт/сағатқа бағалануда. Қазақстан солтүстік ендікте орналасқанына қарамастан, республика аумағындағы күн радиациясының әлеуеті өте жоғары. Сонымен қатар, өңірде күн энергиясы электр қуатын өндіру үшін ғана емес, жылу алу үшін де пайдалануға болады. Ол үшін орталық электр және жылумен қамтамасыз ету жүйелерінен шалғай жатқан аудандарда күн қондырғылары орнатылуы тиіс. 

Қазақстанда қайта қалпына келетін және баламалы энергетика саласы кенже қалған. Елімізде соңғы жылдары осы саланы қолдауға бағытталған заңнамалық базалар мен бірқатар салалық бағдарламалар қабылданды. Республикамыз қайта қалпына келетін энергия көздерін дамытуды заңдық тұрғыдан мықтап бекітіп алған. Нақты жұмыстар атқарылуда. Ендеше, баламалы энергетиканы қолдану ел экономикасын жаңғыртудың маңызды факторына айналатын күн де алыс емес деген сөз.

Негізгі бөлім

I тарау.

Күн энергиясы

Күн энергиясының дәстүрлі органикалық және ядролық отынның алдында талассыз артықшылығы бар. Бұл қоршаған ортаны ластамайтын, пайдаланылуының ешқандай биологиялық қауіптілікпен байланысы жоқ, энергияның ең таза түрі. Күн энергиясын үлкен масштабта пайдалану біздің планетамызда қалыптасқан эволюциялық энергетикалық балансты бұзбайды.

Бұл іс жүзінде таусылмайтын энергия көзі. Оны тікелей (техникалық қондырғылар арқылы) немесе жанама түрде Күн құбылыстары себеп болатын фотосинтез өнімдері, су айналымы, ауа массасының қозғалысы және басқа үдерістер арқылы қолдануға болады.

Күн энергиясын пайдалану — энергетикалық мәселелерді шешудің ең қарапайым және арзан жолы. АҚШ-та үйді жылыту және ыстық сумен қамтамасыз ету үшін елде өндірілген энергияның шамамен 25%-ы жұмсалатыны есептелген. Солтүстік елдерде, соның ішінде Ресейде, Латвияда бұл үлес одан да жоғары. Осы мақсатқа қажет жылудың көп үлесін Күн сәулесінің энергиясын пайдалану арқылы алуға болады. Жер бетіне түсетін тікелей Күн радиациясы жоғары болған сайын, мұндай мүмкіндік те үлкен.

Күн энергиясын төменгі температуралы үдеріс жылуға айналдырып, бөлмені жылыту және ыстық сумен қамтамасыз ету салыстырмалы түрде қарапайым техникалық құралдармен іске асырылады. Оңтүстікте климаты жайлы зоналарда жеке тұтынушылар Күн жылуын өз қажеттілігіне осылай пайдалана алады.

Күн энергиясын әр түрлі коллекторлардың көмегімен ұстау кең етек алған. Қарапайым түрде бұл жылуды қабылдау және жинау мен сақтауға арналған қара түсті беттер. Бұл екі блок тұтас болуы да мүмкін. Коллекторлар парник қағидасы бойынша жұмыс істейтін мөлдір камераға орнатылады. Сонымен бірге энергияның шашырауын төмендететін (жақсы изоляция) және мысалы, ауа немесе су ағындары оны алып кетуге мүмкіндік бермейтін қондырғылары болады.

Ысыту жүйелерінің пассивті типі одан да оңайырақ. Жылу тасығыштардың циркуляциясы мұнда конвекциялық токтың нәтижесінде болады: қызған ауа немесе су жоғары көтеріледі, ал олардың орнын салқындатылған жылу тасығыштар алады. Мүндай жүйеге терезесі күнге қараған және ұзақ уақыт жылуды сақтап тұра алатын изоляциялық материалдары бар бөлме мысалы бола алады. Күндіз қатты ысудан және түнде жылу алмасуы үшін перделер, жалюздер, маңдайшалар және т.б. қорғаныс құралдары қолданылады. Бұл жағдайда Күн энергиясын рационалды пайдалану мәселесі ғимараттарды дұрыс жобалау арқылы шешіледі. Құрылыстың қымбат құны кейде арзан және таза энергияны пайдалану тиімділігімен жабуға болады.

Күн энергиясын пайдалану үлкен дәрежеге жеткен жоқ, бірақ әр түрлі Күн коллекторларының өндірісі өсіп келе жатыр. АҚШ-та қазіргі уақытта осындай мыңдаған жүйе бар, алайда ыстық сумен қамтамасыз етудегі олардың үлесі 0,5%, ал қарапайым қүрылғыларды кейде парник пен басқа құрылыстарда қолданады. Күндіз жылуды көбірек жинау үшін бөлмелерде беті үлкен және жылу сыйымдылығы жақсы материал орнатады. Бұл тастар, ірі құм, майда тас, металл жэне т.с.с. болуы мүмкін. Күндіз олар жылу жинайды, ал түнде біртіндеп жылуды босатады. Мұндай құрылғылар жылыжай шаруашылықтарында пайдаланылады.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыру фотоэлементтерді қолдану арқылы ғана мүмкін, онда Күн энергиясы қосымша қүрылғысыз электр тоғына айналады. Күн энергиясы — Жер бетіндегі қуаты 20 млрд кВт деп бағаланатын шексіз энергия көзі. Жер бетіндегі күн энергиясының жылдық ағысы шартты түрде 1,2*10¹⁴ т отынға тең (эквивалентті). Салыстыру үшін барлық әлемдік органикалық отынның қоры 6«10¹² т шартты отынға тең екенін айтуға болады.

Күн энергиясы көзінің тығыздығы төмен болғандықтан, күн электр станцияларында үлкен масштабта энергия өндірудің біраз қиыншылықтары бар. Күн энергиясын және оның концентрациясын оптикалық жүйелерде жинақтауға қажет аудан шамасы бірнеше ондаған шаршы километрге дейін жетеді. Күн қуатын жинақтайтын модульдің беттік бірліктері құнының үлкен болуынан қуатты КЭС салу көп шығынды қажет етеді.

Қазіргі кезде вольтті фотоэлементтер бар, бірақ бұл жақында ғана сынақтан өтті және әлі саудада таралған жоқ. Мұндай қондырғылардың ПӘК-і әлі төмен, бірақ ешқандай қозғалысқа түсетін бөлшектері болмағандықтан, мұндай қондырғылар ұзақ жұмыс істейді. Фотоэлементтерді қолданудағы басты қиыншылық — олардың қымбаттылығы мен орналасатын жерінің үлкен территорияны алуы. Бұл мәселені металдан жасалған фотоэлементтерді иілгіш жасандылармен алмастыру, батареяларды орналастыру үшін үйлердің қабырғасы мен шатырын пайдалану, энергияны бір түрден екінші түрге айналдырушыларды ғарыш кеңістігіне шығару және т.б. арқылы шешуге болады.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдырудың бір жолы — турбогенераторды қозғалысқа келтіретін суды буға айналдыру. Бұл жағдайда Күн сәулесін жинақтап энергия жинау үшін көбіне көп мөлшерлі линзалары бар, сол сияқты арнаулы бөгеті бар энергомұнаралар қолданылады. Бөгеттің мәні мынада: олар екі қабат судан тұрады; төменгі қабат концентрациясы — жоғары тұзды су ерітіндісінен және жоғарғысы мөлдір тұщы су ерітіндісінен тұрады. Энергияны жинақтаушы материалдың рөлін тұзды ерітінді атқарады. Ысыған су төменгі температурада қайнайтын сұйықтарды буға айналдыру немесе жылыту үшін қолданылады.

Кей жағдайда Күн энергиясы «болашақтың отыны» деп аталатын сутегін судан алу үшін тиімді. Гелеқондырғылардан алынған электр тоғын электродтар арасынан өткізу барысында су ыдырайды және су тегі бөлінеді. Мұндай қондырғылардың кемшілігі ПӘК төмен болуымен (сутегіндегі энергия суды электролиздеуге жүмсалған энергиядан тек 20%-ға ғана жоғары) және сутегінің оңай тұтануымен, сол сияқты сақтау ыдысынан диффузиялық жолмен сыртқа шығып кету мүмкіндігіне байланысты.

Қазіргі уақытта аз мөлшерлі энергия қажет болған жағдайда фотоэлементтерді  пайдалану экономикалық жағынан тиімсіз. Б. Небел калькуляторды, кондиционерді, белгі шамдарын, кішігірім су себуші жүйелерді пайдалануды мысал ретінде атап көрсетеді.

Күн радиациясы күшті жерлерде жеке шаруашылық салаларын, мысалы, ауыл шаруашылығын Күн энергиясының есебінен толық электрлендіру жобасы жасалған. Күн энергиясы ағысының 1%-ынан аздауы жыл сайын биомассада жинақталады.

Тікелей биомассаны жағу — фотосинтез энергиясын пайдаланудың ең оңай жолы. Кейбір өндірісі дамымаған елдерде осы әдіс негізгі болып табылады. Осылардың арасынан биомассаны отынның басқа түріне, мысалы, биогаз немесе этил спиртіне өңдеу әдісі өзін-өзі ақтады. Біріншісі анаэробтық (оттектің қатысуынсыз), екіншісі аэробты ашыту (оттекті ортада) нәтижесінде алынады.

Екі мың сиыры бар сүт фермасы қалдықты пайдалана отырып тек қана өз шаруашылығын ғана биогазбен қамтамасыз етпей, сонымен қатар алынған энергияны таратудан елеулі кіріс алатыны туралы мәліметтер бар. Үлкен энергетикалық ресурс тұрмыстық қалдықтарда, канализация батпағында және басқа органикалық қалдықтарда жинақталған.

Биоресурстардан алынған спирт іштен жанатын қозғалтқыштардың жұмысында кеңінен қолданылады. Мысалы, Бразилияда 70-жылдардан автокөліктердің көп бөлігі спирттік отынға немесе спирт пен бензиннің қоспасы — бензоспиртке көшкен. Спиртті энергия беруші ретінде пайдалану тәжірибелері АҚШ және басқа елдерде кездеседі.

Спиртті алу үшін әр түрлі органикалық шикізат қолданылады. Бразилияда- қант қүрағы, АҚШ-тажүгері, ал басқа елдерде әр түрлі астық дақылдары, картофель, ағаш жэне т.б. пайдаланылады. Спиртті энергия беруші ретінде пайдаланудың шектеуші факторы — органикалық массаны алу үшін жердің жетіспеушілігі мен спирт өндіруде ортаның ластануы (қазбалы отынды жағу), сол сияқты қымбаттылығы (ол шамамен бензиннен 2 есе қымбат).

Ағашқа, соның ішінде әсіресе ағаштың жапырақты түрлеріне (қайың, көктерек) бай Ресей осы биомассалардан гидролиз технологиясымен спиртті алуды іс жүзінде пайдаланбайды. Спирттен отын алу үшін үлкен ағаш қорын кесу және ағащ өңдеу кәсіпорындары қажет.

Соңғы кездері әдебиеттерде «энергетикалық дақыл», «энергетикалық орман» деген терминдер кездеседі. Бұл мағынада өсірілетін фитоценоздарды түсінуге болады, ал биомассаларды өңдеп газ немесе сұйық отын алады. «Энергетикалық орман» алу үшін аз уақыт аралығында (5-10 жыл) интенсивті технология бойынша ағаштардың (терек, эвкалип және басқалар) жылдам өсетін түрі егіліп және олардан өнім алынады.

Тұтасынан алғанда биоотын қазіргі уақытта емес, болашақта энергетикалық проблемаларды шешуші фактордың бірі. Бұл ресурстардың басты артықшылығы — олардың түрақты және тез қалпына келуі, ал дұрыс пайдаланса — жұтаңданбауы.

 Жер шарында пайдалы қазбалардың түрі өте көп. Бірақ бұл – «олар мүлдем сарқылмайды» деген сөз емес. Әсіресе, бүгінде отынның таптырмайтын түрлері мұнай мен газдың қоры жыл санап кему үстінде. Ғалымдарымыздың жуықтаған есептеулері бойынша қазіргі қарқынды тұтыну екпіні жалғаса берсе, табиғаттағы газ қоры шамамен 50 жылға, мұнай қоры 40-50 жылға ғана жететін сияқты. Сондықтан энергияны үнемді қолдана отырып, онымен тікелей бәсекеге түсе алатын басқа да энергия түрлерін – атом, су, жел, күн, т.б. энергияларды пайдаланудың маңызы өте зор. Аталғандардың ішінде энергияның қосымша көзінің бірі – Күн энергетикасы.

         Күн энергетикасы дегеніміз –  дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі – Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы –  күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі. Бұл келіп түскен энергия әр түрлі табиғи және жасанды процесстерде қолданылады. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

 Шындығында, қазіргі заманды электр энергиясынсыз мүлдем елестету мүмкін емес. Сол себепті де, электр энергияны алудың шығыны аз, экологиялық таза көздерін табу бүгінгі күннің негізгі мәселесіне айналып отыр. Әлем бойынша электр энергиясын ең көп өңдіретін елдерге АҚШ, Қытай жатады. Бұл елдерде электр энергиясының өндірісі әлемдік өндірістің 20%-ын құрайды. Соңғы кездері экологиялық проблемалар, пайдалы қазбалардың жетіспеушілігі және оның географиялық біркелкі емес таралуы салдарынан электр энергиясын өндіру желэнергетикалық құрылғыларды, Күн батареяларын, газ генераторларын пайдалану арқылы жүзеге аса бастады.

Жалпы алғанда, Күн сәулеленуінен электр энергиясы мен жылу алудың бірнеше әдістері бар. Олар:

1)     Электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу.

2)     Күн энергиясын жылу машиналарының көмегі арқылы электр энергиясына айналдыру (Жылу машиналарының түрлері: поршеньдік немесе турбиналық бу машиналары. Стирлинг қозғалтқышы.).

3)     Гелиотермальдық энергетика – Күн сәулелерін жұтатын беттің қызуы мен жылудың таралуы және қолданылуы.

4)     Термоәуелік электр станциялары (Күн энергиясының турбогенератор арқылы бағытталып отыратын ауа ағыны энергиясына айналуы).

5)     Күн аэростаттық электр станциялары (аэростат баллоны ішіндегі су буының аэростат бетіндегі күн сәулесі қызуы салдарынан генерациялануы).

Жылма-жыл Күн батареяларының түрлері жаңа технологиялық тұрғыдан жетілдіріліп, толықтырыла түсуде. Соңғы уақытта Санта-Барбарадағы Калифорния университетінің полимерлер және органикалық қатты бөлшектер орталығының мүшесі, Нобель сыйлығының лауреаты Алан Хигер мен Гванджудағы Корей ғылым және технология институтының ғылыми қызметкері Кванхе Ли мен олардың әріптестері тандемдік полимерлі Күн батареяларын жасап шығарды. Жаңа батареялар авторлары спектрдің кеңірек диапазонын қолдану үшін жұтылу сипаттамалары әр түрлі екі фотоэлектрлік ұяшықтарды бір бүтінге жалғастырды. Нәтижесінде батареяның пайдалы әсер коэффициенті 6,5%-ға тең болды. Күн батареясының бұл түрі өзінің арзандылығы және оны жасаудағы қарапайымдылығымен ерекшеленеді.                                                                             

 Жоғарыда келтірілген мысалдардан біз адамзат үшін Күн энергетикасының ауадай қажет екенін түсінеміз. Күн энергиясын пайдаланудың өзіндік артықшылықтарымен қатар кемшіліктері де бар. Атап айтсақ, артықшылықтары: 1) Күн энергиясы бәріне бірдей қолжетімді; 2) ол сарқылмайды; 3) қоршаған ортаға қауіпсіз; кемшіліктері: 1) ауа райы мен тәуліктің уақытына тәуелді; 2) Күн энергиясын алу үшін қолданылатын құрылғылардың қымбаттылығы; 3) оны шағылдыратын бетті периодты түрде тазалап отыру қажет; 4) электр станциясының жанында атмосфера ысып кетеді; 5) энергияны аккумуляциялау қажет. Соған қарамастан Күн энергетикасына деген сұраныстар жыл сайын артып келеді. Әр елдің ғалымдары осы қосымша энергия түріне ерекше мән беріп, оны дамыту жолдарын қарастырумен айналысуда. Осыған орай Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын құрылғыларды пайдалану деңгейі жылдан-жылға өсіп келеді. Мысалы: 2005 жылы жұқа қабыршақты фотоэлементтер нарықтың 6%-ын құраса, 2006 жылы бұл көрсеткіш 7%-ға жетті, ал 2007 жылы 8%-ға, ал 2009 жылы 16,8%-ға дейін өсті. Яғни 1999 жылдан 2006 жылға дейін жұқа қабыршақты фотоэлементтер өндірісі жыл сайын орташа есеппен 80%-ға өсіп отыр. Ал Күн энергиясының Еуропа елдерінде қолданылуына шолу жасасақ, 2010 жылы Германияда электр энергиясының 2%-ы фотоэлектрлік құрылғылардан алынса, Испанияда бұл көрсеткіш 2,7%-ды құрайды.

Күн энергиясын күнделікті тұрмыста кеңінен пайдалану – бүгінгі күннің өзекті мәселелерінің бірі. Әсіресе, бұл мәселенің түбегейлі шешілуі қазіргі уақытта дүние жүзінде мұнай мен газ секілді отынның күннен-күнге қымбаттауынан туындап отырған негізгі проблемалардың толықтай шешімін табарына өз септігін тигізері сөзсіз. Себебі, осыдан 50 жылдай бұрын американдық ғалым Кинг Хуббертс айтқандай: «... Мұнай  тек оны өндіруге кеткен электр энергиясы одан өндірілетін электр энергиясынан аз болған кезге дейін ғана электр энергиясының негізгі көзі ретінде саналады. Ал бұдан кейін мұнай өндіру оның бағасына қарамастан тоқтатылады». Ғалымдарымызға бұл тұжырым «К.Хуббертстің заңы»деген атпен белгілі.    

 Көмірсутекті өнімдердің өте көп өндірілуі климаттың өзгеруіне, жылыжайлы эффектінің қалыптасуына әкелетіні шындық. Аталған жайттар Жер шарының көптеген аймақтарында қазірдің өзінде-ақ байқалып отыр. Сондықтан да дүние жүзі ғалымдары бұл тығырықтан шығудың жолдарын ғылыми-тәжірибелік тұрғыдан қарастыруда. ҚР Ұлттық инженерлік академиясының академигі Надир Надиров пікіріне сүйенер болсақ: «... Күн энергетикасы көмегімен адамзатқа төніп тұрған аталған қауіптен  құтылуға болады». Осымен байланысты ҚР-да дүние жүзіндегі озық тәжірибелерді пайдалана отырып мемлекет тарапынан электр энергиясын мұнай мен газға альтернативті энергетика ретінде Күн энергиясынан алуға баса назар аударылып отыр.

 Қорыта келе айтарымыз: Күн энергиясын өз мақсатымыз үшін пайдаланудың болашағы зор. Ғалымдардың болжауынша 2050 жылға қарай Күн энергиясы адамзаттың электр энергиясына деген 20-25%-дай қажеттілігін өтей алады. Сол сияқты Халықаралық энергетикалық агенттіктіктің мәліметі бойынша 40 жылдан кейін Күн энергетикасы көмегімен атмосфераға көмірқышқыл газының түсуін жылына 6 млрд тоннаға дейін қысқартуға болады екен. Осындай тұжырымдар негізінде Күннен өндірілетін энергияның адамзат үшін сарқылмайтын байлық екендігіне әбден көз жеткізуге болады деп ойлаймыз.

І І тарау

Энергияны күннен алудың тиімсіз жолдары

 Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі – Күн батареялары. Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор – Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В-қа тең және ол оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы – 35-40 мА). Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты. Яғни күн сәулелері Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі Күн батареяларының пайдалы әсер коэффициенті – 8-10%, олай болса 1 м² ауданға тең келетін қуат шамамен 130 Вт-қа тең. Температура жоғарылаған сайын (25ºС-тан жоғары) ФЭТ-тегі кернеудің төмендеуіне байланысты Күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті кеміп, Күн батареяларының жиынтық қуаты ондаған, тіпті жүздеген кВт-қа жетеді. Күн батареяларының өлшемдері әр түрлі болады. Мысалы: микрокалькуляторда орнатылғандарынан бастап, ғимараттар шатырлары мен автокөліктер төбелеріне орнатылатындарына дейінгі өлшемдерде. Сондай-ақ Күн батареялары ғарыш кемелері мен аппараттарында энергиямен жабдықтау жүйесіндегі негізгі электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Ал тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды – калькулятор, қол сағаты, плеер, фонарь, т.б. токпен қоректендіру көзі де Күн батареялары болып табылатындығы бәрімізге белгілі.

Үлкен өлшемді Күн батареялары Күн коллекторлары сияқты тропикалық және субтропикалық аймақтарда бүгінде кеңінен қолданылуда. Әсіресе, әдістің осы түрі Жерорта теңізі елдерінде көп тараған. Бұл елдерде Күн батареяларын үй шатырларына орналастырады. Ал Испанияда 2007 жылдың наурыз айынан бастап жаңадан салынған үйлер Күн су жылытқыштарымен жабдықтала бастады. Ол ыстық суға деген сұранысты 30%-дан бастап 70%-ға дейін қамтамасыз ете алады.

Фотоэлементтің Күн батареялары сияқты фотондар энергиясын электр энергиясына айналдыратын электрондық құрал екендігі аян. Сыртқы фотоэффект құбылысына негізделген ең алғашқы фотоэлемент физика ілімінде XIX ғасырдың аяғында пайда болды. Оны белгілі орыс ғалымы Александр Столетов жасап шығарған. Өндірістік масштабтардағы фотоэлементтердің пайдалы әсер коэффициенті орташа есеппен 16% болса, ең жақсы үлгілердікі – 25%, ал лабораториялық жағдайларда 43,5%-ға дейін жетеді. Фотоэлементтің жұмыс істеу принципі металдан (калий, барий) не жартылай өткізгіштен жасалған электродтың (фотокатод) бетіне электормагнит сәуле түсіргенде фотоэффект құбылысының пайда болуына негізделген. Фотоэлементтің сыртқы фотоэффект және ішкі фотоэффект құбылыстарына негізделіп жасалған түрлері бар.

М ысалы: сыртқы фотоэффектіге негізделгені электровакуумды фотоэлемент болса, ішкі фотоэффектіге вентильді, жартылай өткізгішті, жаппалы қабатты фотоэлемент түрлері негізделіп жасалған. Соның ішінде жартылай өткізгішті кремний кристалынан жасалған фотоэлементтер (пайдалы әсер коэффициенті 15%-ға жуық) ғарыштық ұшу аппаратының қоректендіру көзі ретінде радиациялық құбылыстарды зерттеуде, т.б. жағдайларда да пайдаланылады. Сондай-ақ бүгінгі кезде фотоэлементтерді әр түрлі көлік түрлеріне – қайықтарға, электромобильдерге, гибридті автокөліктерге, ұшақтарға, дирижабльдерге, т.б. орнату мүмкіндігі бар. Италия мен Жапония сияқты мемлекеттерде фотоэлементтерді темір жол поездарының шатырына орналастырады. Соның ішінде Solatec LLC компаниясы  Toyoto Prius гибридті автокөлігінің шатырына орналастыруға арналған жұқа қабыршақты фотоэлементтерді сатумен айналысады. Жұқа қабыршақты фотоэлементтердің қалыңдығы 0,6 мм ғана болғандықтан, ол автокөліктің аэродинамикасына еш әсерін тигізбейді. Күн батареялары мен фотоэлементтерден бөлек Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын адамзат ойлап тапқан құрылғыларға Күн коллекторлары, Күн электр станциялары, гелиожүйелер, т.б. жатады.

Күн энергиясын пайдаланудың өзіндік артықшылықтарымен қатар кемшіліктері де бар.

Атап айтсақ, артықшылықтары:

 1) Күн энергиясы бәріне бірдей қолжетімді;

2) ол сарқылмайды;

3) қоршаған ортаға қауіпсіз; 

Кемшіліктері: 

1) ауа райы мен тәуліктің уақытына тәуелді;

2) Күн энергиясын алу үшін қолданылатын құрылғылардың қымбаттылығы;

3) Оны шағылдыратын бетті периодты түрде тазалап отыру қажет;

4) электр станциясының жанында атмосфера ысып кетеді;

5) энергияны аккумуляциялау қажет. 

Соған қарамастан Күн энергетикасына деген сұраныстар жыл сайын артып келеді. Әр елдің ғалымдары осы қосымша энергия түріне ерекше мән беріп, оны дамыту жолдарын қарастырумен айналысуда. Осыған орай Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын құрылғыларды пайдалану деңгейі жылдан-жылға өсіп келеді.

Дүние жүзінің көптеген елдерінде күн энергиясын пайдалану мақсатында көптеген жұмыстар жүргізілуде. Біздің елімізде «жасыл энергия» мәселесі алдыңғы орынға шығып тұр, соның бірде-бір дәлелі - 2012 жылдың 25 желтоқсанында күн батареяларын шығаратын еліміздегі алғашқы зауыт іске

қосылуы. Зауыт жоспарда көрсетілген 50 МВТ қуаттылық (жылына) көрсетілген, ал келешекте оның қуаттылығы 100 МВт дейін өседі деп күтілуде. Зауыт еуропалық автоматтандырылған жабдықтармен толық қамтамасыз етілген. Astana Solar зауытындағы жөнге салынған жұмыс фотосезімталды элементтердің көмегімен күн энергиясынан электр энергиясын қайта құруға негізделеді. Күн батареясының инновациялық потенциалының маңызын асыра бағалау қиын, өйткені ол даладағы шам әрі ірі кәсіпорын үшін электр қуатының көзі болып табылады. Республиканың 9 облысында Күннің энергиясын пайдалану тиімділігі бағаланды. Отандық өндірістің күн батареялары электр қуатының аз көлемдерін өндіру, мысалы, Қарағанды облысындағы Бұқар жырау мазарын жарықтандыру үшін және ірі нысандарды Қызылорда облысының «Қазатомпром» ұлттық атом компаниясы» АҚ «СКЗ-U» күкірт қышқылы зауыты электр қуаттылығымен қамтамасыз ету үшін қолдануда.

IІІ тарау.

Күн сәулесі – болашақтың сарқылмас энергиясы

Елбасымыз Нұрсұлтан Әбішұлы Назарбаев Қазақстан халқына Жолдауында айтылған энергетикалық тапшылық – бүгінгі таңда өзекті мәселелердің бірі. Жер қойнауында, әсіре Қазақстанның ұлан-ғайыр, әрі бай жер қойнауында қазба байлығының мол болғанына қарамастан, адамзат оны жылдан жылға игеріп жатыр. Алайда, шикізат көзі өлшеусіз емес, бір күні ол да шегіне жетеді.

Әсіресе, бүгінде жоғарыда айтылғандай,отынның таптырмайтын түрлері мұнай мен газдың қоры жыл санап кему үстінде. Ғалымдарымыздың жуықтаған есептеулері бойынша қазіргі қарқынды тұтыну екпіні жалғаса берсе, табиғаттағы газ қоры шамамен 50 жылға, мұнай қоры 40-50 жылға ғана жететін сияқты. Сондықтан Күн энергиясын қолдану өркениеттің дамуының негізгі факторы болып табылады. Біз энергияның қосымша көзінің бірі – Күн сәулесі деп ойлаймыз және осы ой аясында біраз зерттеулер жүргіздік.

Қосымша энергия қоры ретінде Күнді пайдаланудың мәні және пайдасы зор. Өйткені, оның экологияға зияны жоқ және Жер бетіндегі тіршілікке үйреншікті энергия көзі. Адамзат, күн энергиясының ағынын өз бақылауына алып, қолдану арқылы жердің климатын сақтап қана қоймай, сонымен бірге энергияны да көп мөлшерде үнемдейді.

Әлемнің шырағы атанған Күн планетасы бізге жақын орналасқан алып термоядролық реактор. Оның қайнаған «қазанында» әрбір секунд сайын төрт миллион тонна сутегі жанады. Осының арқасында әлем кеңістігіне өте көп энергия бөлінеді.Күн сәулесі энергиясының 30 % — і ғарыш кеңістігіне тарайды да, 70 % — і жер бетіне түседі. Күннің жерге түсетін мол энергиясының бір бөлігі атмосфераға, мұхит пен құрлықтарға сіңеді. Екінші бөлігі сулардың булануына және олардың айналып, қайта түсуіне шығындалады. Үшінші бөлігі теңіз және атмосфералық ағындарды туғызады. Ал төртінші – бір кішкене ғана бөлігін өсімдіктер бойына сіңіреді. Сөйтіп, жер бетінде ғажайып фотосинтез реакциясы жүреді

Күн сәулесінен энергия алу дегеніміз –  дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күннің сәулеленуі – Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

Ежелгі кезден бастап ата-бабаларымыз Күннің жоғары күшіне сеніп, оның энергиясын қолдану мүмкіндіктерін іздеген. От жағу дағдысы, энергияны игеру жолында алғашқы қадам болып табылады.Адамдар ертеден күннің жарығы мен жылуын пайдаланған. Ата-бабаларымыздың алғашқы баспаналары тас үңгірлер болғаны белгілі. Сол үңгірлерді жарықтандыру үшін төбе тұстарын тесіп саңылау жасайтын болған. Осы саңылаулар арқылы күн көзі қараңғы бөлмені жарық етіп, күн жылуы суық тас үңгірді жылытатын болған.Кейін киіз үйлер ойлап тапқан соң да күн сәулесін жарық әрі жылу көзі ретінде пайдалану жалғасады. Киіз үйге шаңырақ арқылы күн шуағы енген. Назар салып қарасақ, шаңырақ пен уық шуақ шашып тұрған күнге ұқсайды. Ал түндіктің төрт бұрышы арқылы күннің жарығын қажетінше пайдаланған.

Әлемдік тарих күн энергиясын қолданудың мысалдарын келтіреді. Аңыз бойынша, ежелгі грек ғалымы Архимед жандырғыш айналар көмегімен, өз қаласына жау флотын жеңуге көмектескен дейді кей деректерде.

Ал, Түркиядағы сұлтандардың сарайлары күн сәулесінің астында қатты қызып кеткен сумен жылытылған деген мәліметтер де бар. Өкінішке орай, адам жер қойнауында көмір, мұнай, газ толып тұрғанын ашқан соң, күн энергиясы туралы ұмытылып кетті.

Дегенмен, біздің ата-бабаларымыз күн көзін жарық және жылу ретінде қолданғанымен, «күн энергиясы» деген түсінік 1839 жылдан бастау алады. Эдмунд Беккерель 1839 жылы озінің күн сәулесін таза энергияға айналдыруға болатындығы жөнінде еңбек жазды. Бұл сол кездегі ең үлкен жаңалықтардың бірі болғанмен, біраз уақытқа дейін қозғаусыз жатып қалады. Тек 44 жылдан соң Чарльз Фриттс күн энергиясын қолданатын алғашқы құрылғыны құрастырды. Сол себепті 1883 жыл күн энергетикасы дәуірінің туған жылы болып есептеледі. 1860 жылы күн сәулесін механикалық энергияға айналдыратын құрылғыны математика пәнінің оқытушысы Огюст Муш патенттеп алады. Оның бақытына орай сол кезде Францияны билеуші король оның жобасына қолдау көрсетіп, қаржы бөледі. Осының арқасында күн энергиясымен жұмыс жасайтын қозғалтқыш машина жасап шығаруына мүмкіндік туды. Бірақ кейін көмірдің арзандауына байланысты бұл іс аяқсыз қалып қойды. Бұдан кейін де бірнеше ғалымдар күн сәулесін энергияға айналдыру істерін зерттеп бірнеше құрылғылар ойлап тапты. Ағылшындық Вильям Адамс, американдық Джон Эрикссон, француз инженері Шарль Тейе, бостондық Обри Энисомды атап өтуге болады.

Қазіргі таңда күн энергиясын тікелей электр энергиясына айналдыратын құрылғы - күн батареясын ойлап тапты. Күн батареялары – күн энергиясын тікелей электр энергиясына айналдыратын жартылай өткізгіш құрылғы.. Күн батареясы, фотоэлектрлік генератор — Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын ток көзі. Күн батареясы ғарыш кемелері мен аппараттарында электр энергиясының көзі ретінде қолданылады. Күн батареясы сондай-ақ, тұрмыс пен техникада қолданылатын көптеген бұйымдарды (калькулятор, қол сағаты, т.б.) токпен қоректендіру көзі болып табылады.

Күн батареясын түрғын үйлердің шатырларына да орналастырады. Күн батареясының тұрғындарға зияны жоқ, тұрмыс-тіршілікке кедергі келтірмейді.

Үйдің шатырына орнатылған Күн батареясы жиі ауыстыруды, орнынан қозғауды қажет етпейді.

Алайда Күн батареясының жұмысына ауа райы әсер етуі мүмкін. Күн көзін бұлт көлегейлегенде батареяның энергия шығаруында кедергі болуы мүмкін. Күн батареясы орнатылған тұрғын - үйлер күндіз Күн батареясымен қуаттанса,  түнде энергия қордаланған қосымша батареяны пайдалануға болады.

Сонымен бірге зерттеулер жүргізіп жүріп мынандай жағдайларға тап болдық. Қзіргі кезде еліміздің малшылары, шалғай елді мекенде тұратын адамдар күн батереясын қолданатынына көз жеткіздік.

Күн батареясы. Алматы облысы Талғар ауданы Жалғамыс ауылы, 30 наурыз 2013 жыл.

«Күн батареясы» арқылы үйін жарықтандырып отырғандардың бірі – Алматы қаласының іргесіндегі, Талғар ауданына қарайтын Жалғамыс аулының тұрғыны Райгүл. Ол кісінің бұл ауылға көшіп келгеніне бір жыл ғана болыпты.
– Бұрын басқа жақта пәтер жалдап тұрдық. Былтыр ғана осы маңнан жер алып, шағын баспана тұрғыздық. Свет әлі келген жоқ. Мынаны осыдан төрт жыл бұрын Қытайдан сатып әкелгенмін. Басында шешем ұстады. Кейін оларға ток келгеннен кейін біз алдық. Қазір осымен күн көріп отырмыз, – деп сұхбат б еріпті Райгүл апамыз. Күн қуатынан электр қуатын өндіретін бұл құрылғыны Моңғолия мен Қытайда тұратын қазақтар көп қолданады.
Баян-Өлгийде тұратын Жанарбек Ақби есімді азаматтың айтуынша, моңғол үкіметі Жапония, Сингапур және Қытайдан күн батареясын арнайы жобамен алдырып, малшы қауымға бір отбасыға арналған шағын күн батареяларын тегін таратып берген

– Мал бағып өмір сүретін қазақ малшы қауымы бұл құрылғыны 1994 жылдан бастап пайдалана бастады. Жұрт онымен үйлерін жарықтандырады, қосымша спутниктік табақ сатып алып, өздері қалаған 50-ге тарта телеарналарды көреді. Қазір тау-тастағы қыстауда, не жаз жайлауда киіз үйлердің қабырғасынан айнасын күнге қарата салып, кешкісін жарықпен қатар телеарналарды көреді. Моңғолия қазақтары осы күн батареясының көмегімен Қытайдың қазақ тіліндегі екі арнасын және Қазақстаның «Қазақстан» арнасын көріп отыр, – дейді 

Жайлауда күн батереясын пайдаланып отырған Монғолия қазақтары. 13 шілде 2012 жыл.

Күн батареяларында шикізат ретінде кремний қолданылады. Күн кремнийiнiң жоғары құны қол жетімсіз болғандықтан, әр түрлi елдердiң ғалымдары оның құнын төмендететiн кремнийдi алудың жаңа технологияларын әзiрлеуде. Алайда, күн кремнийiне сұраныс өте жылдам өседi және ұсыныстардан озық жүредi. Күн электр стансасы – экологиялық тұрғыда таза, дыбыссыз, қауіпсіз әрі пайдалануға ыңғайлы, оның үстіне өз құнын 100 па-йыз ақтайтын тиімді қондырғы. Жұмыс істеу мерзімі шамамен 30 жыл. Осы 30 жыл ішінде жасалуына небәрі 1 кг күн кремнийі жұмсалған элемент Жылу электр стансасында мұнайдың 100 тоннасынан немесе Атом электр стансасында 1 кг байытылған ураннан өндірілетін соншалықты электр қуатын бере алады.

Қазақстан үшін Халықаралық Энергетиктер Қауымдастығы ұсынған формула бойынша, алдын ала жасалған есептеулерге сәйкес шағын күн электр стансасын орнату нәтижесінде көмірқышқыл газы шығарындылары жылына 750 кг-ға азаятын болады. Қазiргi уақытта 2300 тонна ұсынған кезде сұраныс жылына 5-6 тоннаға жетедi, сондықтан күн кремнийiн емес, неғұрлым жоғары жартылай өткiзгiштiк сапасындағы кремнийдi пайдалану арқылы тапшылық жабылады.Осыған дейін күн батареялары «Үстірт» (Ақтау) және «Ақжайық» (Атырау) мемлекеттік табиғи қорықтарында орнатылған болатын. Аталмыш күн батареялары мемлекеттік инспекторлардың жұмыс тиімділігін арттыруға, жекелеген учаскелердің өзара байланысы үшін оларды тұрақты қысқа толқынды байланыспен (рациямен) қамтамасыз етуге, сонымен қатар қорықта мекен ететін түз тағысына әрі ұшып өтетін құстарға электр кернеуінен болатын әсерін төмендетуге мүмкіндік береді.

Күннен қуат алатын көше шамы. Теміртау, 3 маусым 2010 жыл.

Қазақстан ғалымдары бұрын отандық шикiзаттан металлургиялық және жартылай өткiзгiш кремний алу технологиясы саласындағы ғылыми зерттеулер жүргiздi. Күн батареялары мен жартылай өткiзгiштердiң жұмыс тиiмдiлiгi тазалық деңгейiне қарай алынатын кремнийдiң төменгi сапасы жүргiзiлген ғылыми зерттеулердiң негiзгi проблемасы болып табылады.
Осыған байланысты «күн сапалы» кремнийдi алу үшiн металлургиялық кремний мен силан шикiзатын тазарту процесi саласында ғылыми зерттеулер жүргiзу болжанады.

Қорытынды

Біз үйіміздегі қарапайым тұрмыстық техниканы қолдану үшін қанша қаражат кететіндігі жайлы және қоршаған ортаға қаншалықты зиян екендігі туралы ойланып жатпаймыз.

Электрдің розеткаға түсуі үшін мұнай мен газды өндіру қажет, оларды электростанцияға жеткізу қажет, ауаны оттегімен жандырып, бу алу керек, оны бу турбинасы арқылы электрогенераторға өткізеді, трансформатор арқылы жоғарғы вольтті 220В дейін азайтып, токты сымдармен үйлерге бағыттайды, энергия есептегіші арқылы өткізіп ,содан кейін ғана розетка мен ажыратқышқа әкеледі. Электрді берудің бұндай ұзақ жолында энергияның жартысы жоғалады. Бұл дегеніміз үлкен шығын.

Ал, күн энергиясы қоршаған ортаға қауіпсіз, экологиялық таза және оны алу жолдары қиын емес. Сонымен қатар, EXPO-2017 көрмесінің Қазақстан ұсынып отырған «Болашақ энергиясы» тақырыбы - қазіргі заманғы жаһандық маңызы зор, бүкіл әлемді толғандырып отырған мәселе - энергияны тұрақты пайдалану болып табылады.

Қорыта келе айтарымыз: Күн энергиясын өз мақсатымыз үшін пайдаланудың болашағы зор. Ғалымдардың болжауынша 2050 жылға қарай Күн энергиясы адамзаттың электр энергиясына деген 20-25%-дай қажеттілігін өтей алады. Сол сияқты Халықаралық энергетикалық агенттіктіктің мәліметі бойынша 40 жылдан кейін Күн энергетикасы көмегімен атмосфераға көмірқышқыл газының түсуін жылына 6 млрд тоннаға дейін қысқартуға болады екен. Осындай тұжырымдар негізінде Күннен өндірілетін энергияның адамзат үшін сарқылмайтын байлық.  екендігіне әбден көз жеткізуге болады деп ойлаймыз.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1. Мақала: Күн батареясы. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 5-том, 127-бет. Алматы, 2003 жыл.

2. Мақала: Фотоэлемент. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 9-том, 227-228 беттер. Алматы, 2007 жыл.

3. Надиров Н.«Не НЕФТЬЮ единой ...». – Газета «Класс Time», №11, стр. 7. 11 апреля, 2012 год

4. Полупроводники в технике и науке. Т.1-2, Москва–Ленинград, 1957-58 гг.

5. Саммер В. Фотоэлементы в промышленности (пер. с англ.яз.).  Москва–Ленинград, 1961

6. Берковский А.Г. и др. Фотоэлектронные приборы. Москва, 1965

7. Статья из ИНТЕРНЕТА: Создана рекордная органическая солнечная батарея // www. Membrana, 13 июля 2007 год.

8. Ванке В.А., Лесков Л.В., Лукьянов А.В. Космические энергосистемы. – Москва: Машиностроение, 1990

9. Mankins J.C. Fresh Look at Space Solar Power: New Arctitectures, Concept and Technologies. 1997

10. Большая энциклопедия знании «Эксмо» .Москва, 2015г.

11. Альтернативные источники энергии и энергоснабжение .  «Издательство» .Москва, 2014г.

12. «Энергия көздері» В С Лаврус(1999ж)

13. Мақала: Күн батареясы. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 5-том, 127-бет. Алматы, 2003 жыл.

14. Мақала: Фотоэлемент. – “Қазақстан” ұлттық энциклопедиясы. 9-том, 227-228 беттер. Алматы, 2007 жыл.

15. Интернет материалдары: www.bnews.kz веб-сайтынан, www.kazembassy.ru www.azattyq.org сайтынан алынды.