Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы
қАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Жамбыл облысы ,Қордай ауданы,№26 Жамбыл Жабаев атындағы орта мектеп
Тақырыбы: Күн сәулесі-болашақтың сарқылмас энергиясы
Ғылыми жоба
Бағыты: Экология
Орындаған : Таласбаева Күнсұлу
10 А сынып оқушысы.
Жетекшісі:Қожанова Ұлбосын
Жұмыстың орындалу уақыты:15.10.2020 жыл
Жоспары
АННОТАЦИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
I тарау. Күн энергиясы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
II тарау.Энергияны күннен алудың тиімсіз жолдары ... ... .
13
IІІ тарау.Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы
16
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... .
24
Аннотация
География пәнінде Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы тақырыбы ерекше орын алады. Энергияны күн сәулесінен алудың тиімді жолдарын оқушыларға таныстыру, олардың болашаққа 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 географияпәнінде 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 географиядан қосымша сабақтарда оқушылардың пәнге деген қызығушылықтарын арттыра отырып, логикалық ойлау қабілеттерін кеңінен дамытуға қолдануға болады деген ұсыныс жасаймын.
Жобаның мақсаты:Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясыекендігімен оқушыларды таныстыру, оларды өмірде пайдалану тәсілдерінің педагогика-психологиялық теориялық негіздемесін жасап, практикады жүзеге асыруға дағдылану.
Жобаның міндеттері:
Күн сәулесінің физика 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, жаратылыстану 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 кВтсағатқа 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 мс-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 кВтсағатқа 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 61012 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 Втм²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Втм² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Втм²-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 ... жалғасы
Жамбыл облысы ,Қордай ауданы,№26 Жамбыл Жабаев атындағы орта мектеп
Тақырыбы: Күн сәулесі-болашақтың сарқылмас энергиясы
Ғылыми жоба
Бағыты: Экология
Орындаған : Таласбаева Күнсұлу
10 А сынып оқушысы.
Жетекшісі:Қожанова Ұлбосын
Жұмыстың орындалу уақыты:15.10.2020 жыл
Жоспары
АННОТАЦИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
5
НЕГІЗГІ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
I тарау. Күн энергиясы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
7
II тарау.Энергияны күннен алудың тиімсіз жолдары ... ... .
13
IІІ тарау.Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы
16
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... .
24
Аннотация
География пәнінде Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясы тақырыбы ерекше орын алады. Энергияны күн сәулесінен алудың тиімді жолдарын оқушыларға таныстыру, олардың болашаққа 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 географияпәнінде 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 географиядан қосымша сабақтарда оқушылардың пәнге деген қызығушылықтарын арттыра отырып, логикалық ойлау қабілеттерін кеңінен дамытуға қолдануға болады деген ұсыныс жасаймын.
Жобаның мақсаты:Күн сәулесі - болашақтың сарқылмас энергиясыекендігімен оқушыларды таныстыру, оларды өмірде пайдалану тәсілдерінің педагогика-психологиялық теориялық негіздемесін жасап, практикады жүзеге асыруға дағдылану.
Жобаның міндеттері:
Күн сәулесінің физика 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, жаратылыстану 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 кВтсағатқа 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 мс-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 кВтсағатқа 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 61012 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 Втм²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Втм² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Втм²-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 ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz