Күн сəулесі-болашақ энергия көзі

«Күн сәулесі-болашақ энергия көзі»

Ғылыми жоба

Елбасымыз Нұрсұлтан Әбішұлы Назарбаев Қазақстан халқына Жолдауында айтылған энергетикалық тапшылық – 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.
Сондықтан Күн энергиясын қолдану өркениеттің дамуының негізгі факторы болып табылатындығы белгілі. Бүгінгі күнде : оттегі қорларының азайып кетуіне байланысты, оны алмастыратын энергия көзін таппасақ, біздің өркениетіміздің даму перспективасы жоқ деуге болады. Қосымша энергия қоры ретінде Күнді пайдаланудың мәні және пайдасы зор екендігі айқын. Өйткені, оның экологияға зияны жоқ және Жер бетіндегі тіршілікке үйреншікті энергия көзі. Адамзат, күн энергиясының ағынын өз бақылауына алып, қолдану арқылы жердің климатын сақтап қала алады.
Бұл жұмыста күн энергиясын пайдаланудың мүмкіндіктері бағаланып берілген. Алдымен, негізі жылу станциялары болып келетін жер энергетикасының жалпы күйі талданған. Жылу энергетикасын басқа энергия көзін пайдалануға ұсынылады.
Адам қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Күн сәулесін қолдану мүмкіндігі жан-жақты зерттелді. Есептеулер нәтижесінде , күн энергиясын қолдану арқылы тек ірі қалалар мен өндіріс орындарын ғана емес, жеке тұрғын үйлерді де қамтамасыз етуге болады. Бұл энергияның құны көп жағдайларда қымбатқа соғады. Сонымен қатар, күн энергиясын қолдану экологияға зиянсыз деп есептеуге болмайды.

Мазмұны:

I Кіріспе:

«Жасыл энергия» - болашағымыз ......................................................................................3 бет

II Негізгі бөлімі

1. Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы .......................................................4 бет

2. Тарихқа үңілсек ..............................................................................................................5 бет

3. Күн батареялары .............................................................................................................6 бет

4. Күн батареяларының қолдану аймағы..........................................................................7 бет

5. Энергияны күннен алудың тиімді тиімсіз жолдары....................................................8 бет

III Қорытынды бөлім ...........................................................................................................9 бет

IV Пайданылған әдебиеттер .............................................................................................10 бет

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Төлеби ауданы, Леңгер қаласы №7 жалпы орта білім беретін мектебі коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Ғылыми жоба

Тақырыбы:   «Күн сәулесі-болашақ энергия көзі» 

Бағыты: Физика

Оқушының аты жөні : Мухан Арайлым

9 «Ә» сынып оқушысы

Шығармашылық жетекшісі : Түймебекова З

Төлеби ауданы, Леңгер қаласы

№7 жалпы орта білім беретін мектебінің физика пәнінің мұғалімі

Леңгір – 2017жыл

№7 жалпы орта білім беретін мектебінің

9^Ә сынып оқушысы Мұхан Арайлымның

«Күн сәулесі – болашақ энергия көзі»

тақырыбында жазған ғылыми

шығармашылық зерттеу жұмысына

ПІКІР

Мұхан Арайлымның аталған тақырып бойынша жазған ғылыми жұмысы Күн энергиясын пайдаланудың артықшылықтары мен кемшіліктері жайында айтылады. Қосымша энергия қоры ретінде Күнді пайдаланудың мәні және пайдасы зор екендігі айқын. Өйткені, оның экологияға зияны жоқ және Жер бетіндегі тіршілікке үйреншікті энергия көзі. Адамзат, күн энергиясының ағынын өз бақылауына алып, қолдану арқылы жердің климатын сақтап қала алады.
Бұл жұмыста күн энергиясын пайдаланудың мүмкіндіктері бағаланып берілген. Адам қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Күн сәулесін қолдану мүмкіндігін жан-жақты зерттеген. Зерттеулер нәтижесінде , күн энергиясын қолдану арқылы тек ірі қалалар мен өндіріс орындарын ғана емес, жеке тұрғын үйлерді де қамтамасыз етуге болады.
Жұмыс мәтінінде қарастырылған мысалдар бойынша Арайлымның теориялық әдебиеттерге және интернет желісіндегі ғылыми жобалар ұсыныстарына да көңіл бөлгендігі көрінеді.

ОқушыМұхан Арайлымның жасаған жұмыстарына оң баға беруге және ғылыми шығармашылық жұмыстар конкурсына қатысуына ұсынуына болады.

Пікір білдіруші: Физика пәні мұғалімі

Түймебекова Зарина

№7 жалпы орта білім беретін мектебінің

9^Ә сынып оқушысы Мұхан Арайлымның

«Күн сәулесі – болашақ энергия көзі»

тақырыбында жазған ғылыми

шығармашылық зерттеу жұмысына

ПІКІР

Мұхан Арайлымның аталған тақырып бойынша жазған ғылыми жұмысы Күн энергиясын пайдаланудың артықшылықтары мен кемшіліктері жайында айтылады. Қосымша энергия қоры ретінде Күнді пайдаланудың мәні және пайдасы зор екендігі айқын. Өйткені, оның экологияға зияны жоқ және Жер бетіндегі тіршілікке үйреншікті энергия көзі. Адамзат, күн энергиясының ағынын өз бақылауына алып, қолдану арқылы жердің климатын сақтап қала алады.

Бұл жұмыста күн энергиясын пайдаланудың мүмкіндіктері бағаланып берілген. Адам қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Күн сәулесін қолдану мүмкіндігін жан-жақты зерттеген. Зерттеулер нәтижесінде , күн энергиясын қолдану арқылы тек ірі қалалар мен өндіріс орындарын ғана емес, жеке тұрғын үйлерді де қамтамасыз етуге болады.

Жұмыс мәтінінде қарастырылған мысалдар бойынша Арайлымның теориялық әдебиеттерге және интернет желісіндегі ғылыми жобалар ұсыныстарына да көңіл бөлгендігі көрінеді.

Оқушы Мұхан Арайлымның жасаған жұмыстарына оң баға беруге және ғылыми шығармашылық жұмыстар конкурсына қатысуына ұсынуына болады.

Пікір білдіруші: Н.Ержанов

Физика, математика, информатика

кафедрасының ф.м.ғ. доценті

Зерттеудің мақсаты: еліміздің тұрғындарын күнделікті тұрмысқа қажетті энергиямен қамтамасыз етудегі кейбір мәселелерге тоқталып, күн сәулесін пайдалану жолдарын қарастыру

Тақырыптың өзектілігі: Жер қойнауындағы қазба байлығын үнемдеу, болашақта энергия тапшылықты болдырмау.

Зерттеудің міндеті: күннің неге энергия көзі болып табылатынын зерттеп, күн сәулесін ата-бабаларымыз қалай пайдаланғанын және қазіргі кезде күн сәулелерін пайдаланудың маңыздылығын көрсету

Зерттеу жұмысының дерек көздері: зерттеудің материалы ретінде деректер, түсіндірме, оқулықтар мен ғылыми еңбектер алынды.

Болжам: осы тақырыпты зерттей отырып, біз болашақта энергияны толықтай табиғаттан (күн, жел, теңіз толқындары) алуға болады деген болжамға келдік

Зерттеу әдіс-тәсілдері: зерттеу барысында өз бетімен іздеу, мағұлмат алу, жинақтау, салыстыру, талдау әдістері қолданылды.

Зерттеудің теориялық және практикалық мәні: зерттеу барысында жинақтаған материалдарды және алынған нәтижелерді алдағы уақытта осы тақырыпты терең зерттеу жұмыстарына, тірек-сызба жасауда, класстан тыс жұмыстарда пайдалануға болады

Зерттеудің жаңалығы: күн энергиясын қосымша энергия ретінде пайдалану арқылы қазба байлықтарымызды үнемдеп, табиғатқа зиян келтірмей ұрпақтарымызға жеткіземіз

Зерттеу жұмысының құрлымы: ғылыми жоба кіріспеден, негізгі бөлімнен, қорытындыдан, пайданылған әдебиеттерден тұрады.

Ойлау керек келешекті, ел жайын, 

Игеріліп жатыр кендер жыл сайын. 

Ей, адамдар! Табиғаттың берген мол

Байлықтарын үнемдеуге тұр дайын!

I Кіріспе

«Жасыл энергия» - болашағымыз

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. 

3

II Негізгі бөлімі

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.

1.Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғыларының түрлері

Күн элементтері-күн сәулесін қабылдап, оны электр энергиясына түрлендіретін  материалдардан жасалуы керек.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғыларының түрлері:

• Фотоэлектрлік   (күн батареялары);

• Фототермиялық (күн коллекторлары)

Күн батареялары –күн энергиясын  тікелей электр энергиясына айналдыратын жартылай өткізгіш құрылғы. 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.  Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В-қа тең және ол оның ауданына

4

тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы – 35-40 мА). Күн батареясындағы ток шамасы оның жарықтану жағдайына байланысты. Яғни күн

сәулелері Күн бетіне перпендикуляр түскенде, ол ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі

уақытта көбінесе фотоэлектрлік түрлендіргіш кеңінен қолданылады. Фотоэлектрлік түрлендіргіште энергияның бір түрден екінші түрге ауысуы біртекті емес жартылай өткізгіш құрылғыларда күн сәулесінің әсерінен пайда болатын фотовольттық әсерге негізделген. Түрлендірудің тиімділігі жартылай өткізгіш элементтің электрофизикалық сипаттамасына, түрлендіргіштің оптикалық қасиеттеріне байланысты.

       Күн батареяларында шикізат ретінде кремний қолданылады. Күн кремнийiнiң жоғары құны фотоэнергтиканың дамуын тежейтiн фактор болып табылатындықтан, әр түрлi елдердiң ғалымдары оның құнын төмендететiн кремнийдi алудың жаңа технологияларын әзiрлеуде. Алайда, күн кремнийiне сұраныс өте жылдам өседi және ұсыныстардан озық жүредi. 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.

Күн  коллекторлары - бұнда  жылу тасмалдаушы ретінде суды пайдаланады, күн сәулесінен қызған су, коллекторы өзінің бойына жарықты жинап, оны жылытуға айналдырады. Ол бірнеше қабаттан  бір- бірінен байланысқан вакуум шыны түтікшелерден жиналады(коллектор). Трубканың ішкі жағы арнайы қара қабаттан тұрады,осы қабаттар жылуды жұтып, ішіндегі мыс сымдар арқылы жылуды конденсаторға береді. Вакуум шыны түтікшелері ең жоғарғы жылу оқшаулағыш болып табылады. Бұдан  жылыған суды тұрмыстық қажеттілік үшін пайдалануға болады.

Күн тақтайшалы вакуумдық коллекторлары ашық және жабық түрде және вакуумды немесе жылу трубкалы болып бөлінеді.

2.Күн энергиясын ішкі энергияға айналдыру

Күн энергиясын ішкі энергияға айналдыруды қалай жүзеге асыруға болады?

Бәрімізге белгілі күн сәулесі денеге өткенде жұтылады, кері жағдайда болады. жағдайымызда осы энергияны пайдалану мақсаты көзделіп отыр. Күн энергиясы –сын тұтынатын қарапайым қабылдағыштың , яғни жазық күн коллекторының жұмысы осы принципке негізделеді.

Жазық күн коллекторы жұқа пластинадан тұрады. Ол жылу өткізбейтін жұтылу қабілеті жоғары материалдардан жасалынады. Сәуле пластинаға түскенде   температура 70 0С –қа дейін өседі(жаз айларында). Жетілдірілген жаңа түрін  селективті жұтылдырғыш деп атайды. Металл пластинаға жұқартып никель оксидін немесе мыс қабатын жылтыратып өңдеп қаптайды. Бұл кезде Е жұт/Ешығ=9, ал температурасы  1540С –қа шейін көтеріледі екен. Селективті жұтылдырғыштың кемшілігі шаң-тозаң сезімтал, сондықтан көп қолдануға тиімісіз.Ал оның жұмысын жақсарту  мақсатында оның сыртын шыны немесе таза пластмассамен қаптайды. Бұндай қабаттан жасаған коллектор күн  сәулесін жақсы өткізіп қана қоймай, энергия шығынын азайтады.  Температурасы 194 0С-қа шейін барады. Жазық коллектордың мысалы ретінде күн бассейінін алуға болады.

Бассейіннің резервуары 50м2 ауданын сумен толтырып, бетін жұтылу қабілеті жоғары материалымен қаптаймыз. Осындай бассейінді әрі арзан және көп күн энергиясын тұтынатын жылу қабылдағыш ретінде пайдалануға болады.

5

     
Қазiргi уақытта ғылыми-техникалық прогрестiң басым бағыттарының бiрiне наноматериалдар мен нанотехнологиялар жатады. Материалдар мен жүйелерге қағидатты жаңа сапа бере отырып, нанотехнологиялар адамдардың тыныс-тiршiлiгiнiң

барлық қазiргi бар салаларында (автомобиль жасау мен компьютерлiк техникадан бастап емделудiң жаңа қағидатты әдiстерiне дейiн) прогрестi қамтамасыз етедi, сондай-ақ жаңа салалардың пайда болуына күмәнсiз алып келедi.

Жарты ғасырдан артық уақытта ғалымдар күн энергиясын алу және пайдаланудың түрлі жолдарын іздестірді. Күн технологияларын 4 топқа бөлуге болады: активті, пассивті, тура және тура емес(жанама).

Активті – түрлендіргіштермен бірге электромоторлар, әр түрлі механизмдер қолданылады. Күн энергиясы жарықтандыруда, вентиляцияда, ыстық сумен жабдықтауда қолданылады.

Пассивті – активтіден жүйе контурында механизмдердің болмауымен ерекшеленеді. Тура – күн энергиясын түрлендіретін бір деңгейлік жүйелер.

Жанама – қажетті энергия түрін алу үшін көп деңгейлік түрленулер мен трансформациялау жүйелері.

Күн энергетикасының пассивті технологияларын қолданудың бір әдісі тұрғын үйлер мен кеңселерді жарықпен қамтамасыз ету, электр шамдарының орнына күн сәулесін пайдалану. Күннің энергиясын адам баласы ертеден пайдаланып келеді. Күн сәулесінің энергиясын тікелей пайдалану бұрыннан белгілі екендігі мәлім. Кейінірек батарея арқылы күннің сәулесінің энергиясын электр энергиясына түрлендіру арқылы пайдалану.

Батареяларда энергияны түрлендіру, жартылай өткізгіштер арқылы іске асады. Кремний біздің жер қойнауымызда мол болғанымен, оның кристалын алу қымбат. Қазіргі кезде ең жақсы батареяның бір квадрат метрінен қуаты 60вт электр энергиясын алуға болады  (бір лампа жанады). Қуаты үлкен электр энергиясын алу үшін ауданы бірнеше километр квадрат батарея қажет. Оған жұмсалатын қаржы өте көп болғандықтан тиімсіз.

Жер бетіндегі энергия ресурстарының шектеулігі күн энергиысын дамытуды қажет етеді.

3.Күн энергиясын алу жолдары

Күн энергиясы қоршаған ортаға қауіпсіз , экологиялық таза және оны алу жолдары қиын емес.Қазіргі заманғы күн фотоэнергетикасы қуаттылығы соңғы жылдары бұрын-соңды болмаған жылдамдықпен жылына 30-40пайызға өсіп отырған гетероқұрылымдар негізінде кремний фотоэлементтеріне негізделеді. 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; 

6

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.

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.

Тарих бетіне үңілсек

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 у ық 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

7

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

ж ылу 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, франсуз инженері Шарль Тейе, бостондық Обри Энисомды атап өтуге болады.

Күн батареялары

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.

8

А лайда 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.

9

«Күн батареясы» арқылы үйін жарықтандырып отырғандардың бірі - Алматы қаласының іргесіндегі, Талғар ауданына қарайтын Жалғамыс аулының тұрғыны Райгүл. Ол кісінің б ұл 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 беріпті 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 Киіз үйге сүйеулі тұрған "күн батареясы" панелі. Моңғолия 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.

10

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 б айытылған ураннан өндірілетін соншалықты электр қуатын бере алады.

11

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.

К үннен қуат алатын көше шамы. Теміртау, 3 маусым 2010 жыл.

12

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.

К үн батареяларының қолдану аймағы

Жер бетіндегі энергия ресурстарының шектеулілігі күн энергетикасын дамытуды қажет етеді.Күн энергиясы қоршаған ортаға қауіпсіз, экологиялық таза және оны алу жолдары қиын емес.Жарты ғасырдан артық уақытта ғалымдар күн энергиясын алу және пайдаланудың түрлі жолдарын іздестірді. Күн технологияларын 4 топқа бөлуге болады: активті, пассивті, тура және тура емес(жанама).

13

Активті -Күн энергиясы жарықтандыруда, вентиляцияда, ыстық сумен жабдықтауда қолданылады.

Пассивті - активтіден жүйе контурында механизмдердің болмауымен ерекшеленеді.

Тура - күн энергиясын түрлендіретін бір деңгейлік жүйелер.

Жанама - қажетті энергия түрін алу үшін көп деңгейлік түрленулер мен трансформациялау жүйелері.

Күн энергетикасының пассивті технологияларын қолданудың бір әдісі тұрғын үйлер мен кеңселерді жарықпен қамтамасыз ету, электр шамдарының орнына күн сәулесін пайдалану.

1767 жылы Орас Бендикт де Соссюр күн сәулесінің күшімен тағам дайындайтын пешті қ ұрастырды.

Қазіргі кезде оның жетілдірілген түрі кеңінен қолданылады. Бұл құрылғы отынды пайдалануды алмастырып, экологиялық жағдайдың жақсаруына әсерін тигізеді.

Күнмен қыздыру құрылғыларын резервуардағы суды жылытуға, шаруашылық қажеттіліктеріне қолданады.

Біздің ойымызша, елімізде күн сәулесі болашақтың сарқылмас энергиясы бола алады. Мысалы күн энергиясын пайдалануға толық мүмкіндігіміз бар. Маңғыстау, қызылорда, Оңтүстік облыстарында бір жылдың ішінде 180-250 рет күн ашық болып, орташа температура 370С құрайды. Бұл дегеніңіз біз үшін, ең тұрақты, ең арзан, таусылмайтын энергия көзі күн сәулесінің энергиясы болмақ деген сөз. Күн сәулелерін шоғырландырып, оларды кремний батериясына бағыттау жарық сәулесін өзгертіп, электр энергиясына айналдырады.

Сол себепті, Қазақстанда күн энергиясын, қайтарымды қуат көздерін дамытуға толықтай негіз бар. Жағрафиялық, күн сәулесінің түсу мерзімі мен ұзақтығы жағынан да

14

мүмкіндіктер жеткілікті. Әсіресе еліміздің аталған аймақтарында токтың осы балама

көзін пайдаланған ұтымды. Ұзақ уақыт бойы бұл энергия түрін дамытуға Еуропа мен АҚШ атсалысып келеді. Алмания ғалымдары 2050 жылы өз елінде пайдаланатын энергияның 80 пайызы қайтарымды қуат көздерімен, соның ішінде күн энергетикасымен қамтылатынын мәлімдеді. Мемлекетіміз күн энергиясын дамытуға қатысты арнайы бағдарлама қабылдап, ғалымдарды осы іске жұмылдырып, жағдай жасаса жеткілікті. Ондай жағдайда күн энергиясын елімізде дамытуға толықтай мүмкіндік бар.
Қуат жетіспеушілігі мәселесін шешудің бір амалы - қуатты үнемдеу. Қуатты үнемдеуге бағытталған шаралар Қазақстандағы нағыз балама қуат көздері болып табылады. Энергия мен қорларды үнемдейтін технологияларды дамыту барған сайын өзекті мәселеге айналып барады.

Энергияны күннен алудың тиімді, тиімсіз жолдары

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.

15

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.

16

Пайдаланған әдебиеттер:

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

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

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

4. Мақала: Күн батареясы. - "Қазақстан" ұлттық энциклопедиясы. 5-том, 127-бет. Алматы, 2003 жыл.

5. Мақала: Фотоэлемент. - "Қазақстан" ұлттық энциклопедиясы. 9-том, 227-228 беттер. Алматы, 2007 жыл.

6. Интернет материалдары: www.bnews.kz веб-сайтынан, www.kazembassy.ru www.azattyq.org</<font face="Times New Roman, serif"> сайтынан алынды.

17

№	Амалдар	Күні	Қолы

18

Аннотация

Қазіргі заманды электр энергиясынсыз елестету мүмкін емес. Сол себепті де электр энергиясын алудың экологиялық таза көзі Күн энергиясын тиімді пайдалану әдістері мен фотоэлектрондық түрлендіргішті құрастыру және орнатудың тиімді пайдалану әдістері мен фотоэлектрондық түрлендіргіштерді құрастыру және орнатудың тиімді жолдарын көрсетті. Тәжірибе барысында өзіндік көзқарасы мен жаңашыл электр энергиясын үнемдейтін жоба ұсынды.

Аннотация

Современнность нельзя представить без электрической энергии. В работе показали эффективные пути получение электрической энергии из экологически чистой солнечной энергии с использованием методов фотоэлектронных инвенторов. В ходе опыта предложил новый взгляд на экономию электрической энергии.

Summary

Nowadays, the electric energies are impossible to imagine. That’s why the electric energies are received of the Solar Sun’s power to use for the ecological cleaning and photo-electronically difference and we take the important way of improvement this research work is shown the outlook and the innovation of electric energies to economize the matters.