КҮН РАДИАЦИЯСЫН ЗЕРТТЕУГЕ АРНАЛҒАН КӨЗДЕР

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Қазіргі уақытта пайдалы қазбалардың әртүрлі түрлерінің қорларының таусылуы, оларды өндіру құнының бір мезгілде өсуі және жер құнының өсуі байқалады. Тіршілік ету ортасын қосымша жылытуға әкелмейтін қоспасыз энергияның ең көп таралған көзі күн радиациясының ағыны болып табылады. Биосфераға зиян келтірместен, Жерге түсетін жалпы ағынның шамамен 3% -ын алуға болады. Бұл күн энергиясын түрлендіру коэффициентін 30%-ға тең есептесек, қуаттылығы 1000 млн кВт болатын энергияны құрайды.
Шын мәнінде, күн энергиясының бір бөлігі ғана жер бетіне жетеді. Атмосфераның лайлануына, оның ішінде антропогендік шығарындылар көздеріне байланысты күн энергиясының едәуір бөлігі атмосферада таралады. Энергияның тағы бір бөлігі аз болса да атмосфераның өзімен жұтылады. Күн радиациясының едәуір бөлігі су буымен жұтылады. Ақырында, бұлттылық пен атмосфералық жауын-шашын Күннен тікелей күн радиациясын толығымен жоққа шығара алады. Нәтижесінде күн энергиясы қондырғылары күн энергиясын ұзақ уақыт бойы, кейде бірнеше аптаға дейін қабылдап, түрлендіре алмайтын жағдайлар туындауы мүмкін. Басқа жағдайларда мұндай құрылғылардың өнімділігі есептелгеннен айтарлықтай төмен болады. Демек, Қазақстан аумағындағы күн энергиясының қолда бар әлеуетін, оның жыл мен тәулік уақытына тәуелділігін алдын ала зерделеу жай ғана қажетті кадастрлық ақпарат болып табылады. Бұл, сонымен қатар, энергия сақтау құрылғыларының оңтайлы сыйымдылығын есептеу үшін, сондай-ақ олардың жұмыс істеуінің белгілі бір уақыт кезеңі үшін әртүрлі құрылғылардың орташа қуатын есептеу үшін негіз болады.
Әлемдік тәжірибе көрсетіп отырғандай, күн энергиясының қолда бар әлеуетін дұрыс бағалаған жағдайда энергия үнемдеу саясатын жүзеге асыруға және көптеген салаларда энергиямен қамтамасыз ету мәселелерін тиімді шешуге болады.

1 КҮН РАДИАЦИЯСЫН ЗЕРТТЕУГЕ АРНАЛҒАН КӨЗДЕРДІ ТАЛДАУ

Күн радиациясы жер бетінде, атмосферада, гидросферада дамитын барлық дерлік табиғи ресурстардың энергетикалық негізі болып табылады, сондықтан ол климат түзуші негізгі факторлардың бірі болып табылады.
Күн инженериясының қажеттіліктерін қанағаттандыру мақсатында ауданның климатологиялық сипаттамаларын жақсарту үшін Б.П. Вайнберг пен Р.Е.Соловейчик тікелей және диффузиялық сәулеленудің тәуліктік өзгеруін, сондай-ақ кейбір басқа метеорологиялық элементтерді ескеруді ұсынды 2, бұл ұзақ мерзімді кезеңдегі орташа емес, әдеттегі синоптикалық жағдайлар үшін бөлек қарастырылды. Барлық күндер олар бойынша үш градацияға бөлінді: ашық, бұлтты, орташа (жартылай мөлдір). Авторлар әр ай үшін осы жағдайлардың қайталануын есептеді, содан кейін таңдалған градациялар үшін перпендикуляр және көлденең беттерге түсетін тікелей күн радиациясының көпжылдық орташа мәннен орташа ауытқуын есептеді. Техника 1928-1929 жылдардағы Ташкентте жүргізілген бақылаулар негізінде әзірленді. Алынған нәтижелер күн радиациясының компоненттерінің тәуліктік өзгеру ерекшеліктерін талдау кезінде мұндай тәсілдің орындылығын растады.
Күн кадастрын құру әдістемесін жетілдірудегі елеулі қадамды Б.В. Тарнижевский. Жүргізілген статистикалық талдау негізінде радиацияның айлық және жылдық мөлшерлері қалыпты таралу заңына біршама жақсы бағынатынын көрсетті 3.
Б.Тарнижевскийде күн қондырғыларының өнімділігі мен осы көрсеткіштерді анықтайтын метеорологиялық факторлар арасындағы байланысты зерттеді 4-5. Ол күн станциясының белгілі бір уақыт бойы үздіксіз келетін радиацияны пайдалана алатынын, оның ұзақтығы қондырғыны жұмыс температурасына дейін қамтамасыз ете алатынын және белгілі бір шығысты қамтамасыз ететінін ескерді. Бұл ең аз рұқсат етілген уақыт әртүрлі жылу инерциясына байланысты жеке қондырғылар үшін бірдей емес. Сонымен, күн су жылытқыштары үшін жұмыс температурасына дейін қыздыру уақыты шамамен 1,5 сағатты құрайтындықтан, жылыжай типті тұзсыздандыру қондырғылары үшін шамамен 1-2 сағатты құрайтындықтан, параболалық цилиндрлік шағылыстырғыштары бар бу қазандарының инерциясы 1 сағатты, параболоидты рефлекторлары бар бу қазандықтары үшін 15 сағатты құрайды. -20 минут, фотоэлектрлік батареялар инерциясыз.
Күн қондырғыларының жұмыс сағаттарының санын анықтау үшін Б.В.Тарнижевский, гелиографтардың жыл сайынғы тіркелуіне сәйкес, әр түрлі ұзақтықтағы үздіксіз күн сәулесінің кезеңдері белгіленген, екі сағаттан жеке айлар мен бір жыл үшін мүмкін болатын максималды ұзақтыққа дейін. Барлық өңдеулер солтүстік ендіктің 35-47 градус аралығында орналасқан сегіз оңтүстік нүктесінде он жылдық бақылаулар бойынша жүргізілді. Уақыт - күн шыққаннан кейін бір сағат және күн батқанға дейін бір сағат - радиация ағынының төмен тығыздығына байланысты алынып тасталды. Алынған нәтижелер әртүрлі ұзақтықтағы үздіксіз күн сәулесінің кезеңдерінің болуының қисық сызықтары түрінде ұсынылды. Белгілі бір күн қондырғысының жылулық инерциясын, демек, қарастырылатын нүктелердің әрқайсысы үшін үздіксіз сәулеленудің минималды рұқсат етілген ұзақтығын біле отырып, оның айына немесе жылына жұмыс істейтін сағат санын анықтауға болады.
Перпендикуляр бетке түсетін әр ай үшін орташа алынған тура күн радиациясының тәуліктік вариациясының графиктері салынды. Күн шыққаннан кейін және күн батқанға дейін байқалған радиация ағынының тығыздығының төмен мәндерін жойғаннан кейін бір тәуліктегі радиация ағынының тығыздығының орташа мәні (есептелген радиация) есептелді. Күн станциясы пайдаланатын энергия мөлшері есептелген радиацияны қондырғының жұмыс істеген сағат санына көбейту арқылы алынды
Мақалада 6 З.И. Пивоварова радиацияның айлық мөлшерінің уақытша таралуын зерттеді. Ұзын қатарлы станциялар пайдаланылды: тікелей және толық радиация бойынша 35-45 жыл және радиациялық баланс бойынша 18-20 жыл бақылаулар.Екінші және үшінші орталық сәттерді қоса алғанда, қатардың статистикалық сипаттамалары есептелді.
Сәулеленудің айлық сомаларының орташа квадраттық ауытқуының максималды мәні (жыл аралық өзгергіштік) көктем мен жазда байқалады және тікелей және жалпы сәулелену үшін 1 - 2 ккалсм 2 және радиациялық баланс үшін 0,5 - 1,0 ккалсм 2 құрайды. Ай сайынғы радиациялық баланстың өзгеру коэффициенті тұрақты қар жамылғысы бар аймақтарда, яғни қыста белгі өзгермейтін жерлерде 70-90% жетуі мүмкін.
Жалпы радиацияның тәуліктік сомаларының таралу қисықтары және радиациялық баланс әртүрлі климаттық аймақтардағы таңдалған станциялардың 7 - 17 жыл аралығындағы бақылауларынан зерттелді. Тәуліктік сомалардың таралу қисықтары негізінен шамалы асимметрияға ие болатыны анықталды: көктемгі және жаздағы жалпы радиация және радиациялық баланс теріс, қыс пен күзде жалпы радиация оң.
Автор осы жұмыста қарастырған орташалаудың әртүрлі шкалаларының сәулелену қосындыларының стандартты ауытқулары таралуды есептеу үшін статистикалық сипаттамалар ретінде ғана қажет емес, сонымен бірге сәулелену режимінің тұрақтылығының көрсеткіші бола отырып, дербес физикалық мағынаға ие. Радиацияның тәуліктік өзгергіштігі жыл сайынғыдан 4-5 есе жоғары екені анықталды. Температура мен радиацияның жыл аралық өзгермелілігі жақын екенін ескере отырып, радиацияның тәуліктік мөлшерінің байланысы температураға қарағанда айтарлықтай аз деген қорытындыға келді.
Жыл аралық және тәулік аралық температураның өзгермелілігі қысқа мерзімдік ауытқуларға жатады. Радиациялық сипаттамалардың ұзақ мерзімді вариациясын талдау ұзақ мерзімді тербелістердің болуын көрсетеді. Соңғы онжылдықтарда бұл тербеліс радиацияның бағытты өзгеруімен - түзу сызықтың төмендеуімен және шашыраңқы радиацияның жоғарылауымен біріктірілді, әсіресе ірі өнеркәсіп орталықтарының жанында байқалады. Радиацияның байқалған өзгеруіне атмосферадағы шаң-тозаңның жоғарылауы ғана емес, сонымен қатар кейбір ірі қалалардың аймақтарында бұлттылықтың жоғарылауы ықпал ететіні атап өтілді. Сәулеленудің қысқа мерзімде көрсетуге болмайтын ұзақ мерзімді ауытқуларының болуы статистикалық сипаттамаларды анықтаудың дәлдігін төмендетеді және, атап айтқанда, стандартты ауытқуды жүйелі түрде жете бағаламауға әкеледі. Климатты болжау үшін бар сериялардың нәтижелерін таратқанда мұны есте ұстаған жөн.
Жұмыста 7 И.Ал Борзенкова атмосферада шаң қабатының болуынан туындауы мүмкін атмосфераның мөлдірлігінің қысқа мерзімді өзгерістерімен әр түрлі ендік аймақтардағы температуралық режимнің мүмкін болатын өзгерістерін сандық бағалауға әрекет жасады. Осындай мүмкін болатын температура өзгерістерін есептеу үшін М.И. Будыко және М.А.Васищева, жартыжылдық (жылы және суық) үшін орташа ендік және ғаламдық температураны есептеудің жартылай эмпирикалық схемасы.
Әртүрлі ендік аймақтардағы температуралық режимдегі өзгерістердің сандық моделін құру үшін мысал ретінде Катмай жанартауының атқылау жағдайы таңдалды.
Қатмай атқылауынан кейін орта ендіктегі ауа температурасының мүмкін болатын өзгерістерін есептеу үш үлгі бойынша жүргізілді: 1) шаңның біркелкі таралуымен бүкіл солтүстік жарты шарда тікелей күн радиациясының 10% өзгеруі байқалды; 2) тек 30-900 ендік белдеуінде ұқсас өзгерістер орын алды; 3) мөлдірліктің өзгеруі 60-900 жоғары ендіктерде ғана маңызды болуы мүмкін.
Алынған нәтижелер атқылау басталғанға дейінгі және одан кейінгі мәндері арасындағы ауа температурасының айырмашылығы жылдың маусымына, жердің ендігі мен аумағына байланысты градустың бірнеше оннан бір бөлігіне дейін өзгеретінін көрсетті. шаң тарайды. Бүкіл жарты шарда мөлдірліктің ауытқуы байқалған жағдайда, ауа температурасының ең үлкен айырмашылықтары жоғары ендіктерде байқалады.
Ұсынылған жұмыста планетарлық және орташа ендік температураларды есептеу планетаның тұрақты альбедосында жүргізілді, яғни радиацияның төмендеуі мен мұз жамылғысының өзгеруі арасындағы байланыс (мұздың шекарасы) ескерілмеді. Солтүстік жарты шардағы жабын 72 0 ендікте тұрақты болып алынды).
М.Д. Дворкина 8 күн сәулесінің ұзақтығының айлық және тәуліктік мәндерінің автокорреляциялық функцияларын, сондай-ақ Ресейдің еуропалық аумағында орналасқан станциялардың деректері бойынша күн сәулесінің ұзақтығы мен жалпы күн радиациясының өзара корреляциялық функцияларын есептеу нәтижелерін ұсынады (ETR). ).
Күн сәулесінің ұзақтығының айлық мәндерінің автокорреляциялық функцияларын алу үшін 1952-1968 жж. маусым және шілде айларында 150 станцияның бақылаулары пайдаланылды. Осы үлгі өлшемінен 4 үлгі жасалды.
М.Д. Дворкина күн сәулесінің ұзақтығының айлық және тәуліктік мәндерінің нормаланған кеңістіктік автокорреляциялық функцияларын және жалпы күн радиациясының ұқсас функцияларын ұсынды. Салыстыру айлық мәндер үшін қарастырылатын функциялар арасындағы айырмашылықтар шамалы, ал күнделікті мәндер үшін функциялар іс жүзінде бірдей екенін көрсетті.
Күн сәулесінің ұзақтығы мен жалпы радиацияның кросс-корреляциялық функциялары айлық мәндер үшін 45 станциядан (1952-1968 жж. маусым-шілде) өлшеулер негізінде есептелді, тәуліктік мәндер үшін - 16 станциядан алынған деректер бойынша (1961 ж. маусым-шілде-). 1968). Жалпы радиация үшін стандартты актинометриялық кезеңдердегі өлшеулер кезінде алынған айлық мәндерді қолдандық, тәуліктік мәндерді - тіркеушілердің мәліметтері бойынша.Алынған нәтижелерді талдау нәтижесінде әрбір қарастырылған орташалау кезеңдері (ай, күн) үшін жеке-жеке жалпы радиация мен күн сәулесінің ұзақтығының кросс-корреляциялық функциялары екі элементтің автокорреляциялық функцияларына жақын деген қорытындыға келді. , бұл өз кезегінде бір-біріне жақын.
Е.Е.Коченова сонымен қатар әртүрлі бағыттағы қабырғалардағы сәулеленудің орташа тәуліктік мөлшерлерінің таралуын қарастырды. Ғимараттардың қабырғаларына түсетін күн радиациясының тәуліктік мәндері айтарлықтай уақытша өзгергіштікке ие. Күн радиациясының оңтүстік қабырғаға түсуінің өзгермелілігі ең үлкен болып шықты және 59,80 калсм 2 құрады. Ең аз өзгергіштік оңтүстік-батыс қабырғаға тән. Вариация коэффициенті оңтүстік қабырғаға түсетін күн радиациясының максималды өзгергіштігін көрсетеді, бұл оңтүстік-шығыс қабырғаға түсетін радиацияның өзгермелілігінен шамамен 9 пайызға жоғары. Автор вариация коэффициентінің және стандартты ауытқудың ең үлкен мәндерін ғимарат қабырғаларындағы сәулелену ағынын анықтайтын әртүрлі факторлардың бір мезгілде әрекетімен түсіндіреді 9.
Көлденең беттегі қатардың орташа мәні үшін вариация коэффициенті оңтүстік бағыттағы қабырғалардағы вариация коэффициентінің мәнінің тек 15% құрады.
Күн радиациясының орташа өзгермелілігі бөлмедегі ауа температурасының өзгеруіне тең, сондықтан автор ғимараттың жылу режимін есептеу әдісінде күн радиациясының түсуінің өзгермелілігі туралы мәліметтерді пайдалануды ұсынады.
К.Я Кондратьев 10 Қазақстандағы ашық және бұлтты күндердің таралуын қарастырды. Күндер бойынша бұлттылық белгілерінің қосындысы 14 б-ден аспайтын күн ашық деп есептеледі, ал 8 кезеңдегі бұлттылық белгілерінің қосындысы 66 б-ден кем емес күн бұлтты болып табылады. Ашық және бұлтты күндердің санын жалпы және төмен бұлттылықпен қарастыруға болады. Бұл жұмыста біз төмен бұлттылық туралы деректерді пайдаландық. Бұлттылығы төмен күндер саны оңтүстіктен солтүстікке қарай өледі (мысалы, қаңтардағы бұлтты күндер саны - Балқашта 1,1, Қызылордада 3,5, Қостанайда 2,3, жалпы жыл бойынша Балқашта 1, Қызылордада 27, Қостанайда 31). Ашық күндер саны ендік бойынша табиғи түрде артады (мысалы, қаңтарда - Балқаш 18, Қызылорда 15,1, Қостанай 18,9; шілдеде Балқаш 15, Қызылорда 24,1 Қостанай 5). Бұлтты күндердің саны күн сәулесінің ұзақтығымен тығыз байланысты, бұл күн энергиясының маңызды сипаттамасы болып табылады. Бұдан шығатыны, Қазақстан аумағында жылдың барлық мезгілінде ашық күндердің жеткілікті көптігі және осының негізінде орталықта да, оңтүстікте де күн ресурстарын дамыту үшін жеткілікті күн ресурстары бар деп болжауға болады. күн энергиясы.
Мақалада З.И. Пивоварова мен В.Стадникте11 оңтүстік бағыттағы тік беттерге түсетін тікелей радиацияның орташа тәуліктік қосындыларының жыл аралық өзгермелілігі көлденең бетке түсетін радиацияның өзгермелілігімен анықталатыны көрсетілген. Бұл оңтүстік қабырғалардағы сәулелену қосындыларына пропорционалдық коэффициентін ескере отырып, қалыпты таралу заңын және көлденең бетке арналған қосындылардың стандартты ауытқуының мәнін қолдануға мүмкіндік берді. Мысал ретінде ұзын қатарлы станциялардан оңтүстікке қарайтын қабырғалар үшін 10, 20 және 100 жылда бір рет болатын радиациялық мәндер анықталды.
Б 12 жылдың суық және жылы жартысында әртүрлі атмосфералық массалардағы күн сәулелеріне перпендикуляр беттегі тікелей күн радиациясының ағынының өлшеу деректерін ұсынады, С.И. Собакино агрометеорологиялық станциясында (Мәскеу облысы) Мишельсон актинометрін қолданатын Неболсин.
Күн энергиясын практикалық пайдалану үшін қолайлы факторларға тікелей радиацияның жоғары қарқындылығы, күн сәулесінің ұзаққа созылуы және ауа температурасының жоғары болуы жатады.
Әртүрлі уақыт аралықтары үшін күн радиациясының табиғаты туралы деректер жыл, маусым және тәулік бойына энергия өндірудің айтарлықтай өзгермелілігін көрсетеді. Бұл өзгергіштік астрономиялық факторларға, атмосфераның мөлдірлігіне және бұлттылыққа байланысты. Электрмен жабдықтау сенімділігінің шарттарын анықтау, атап айтқанда, күн электр станцияларын тиімді орналастыру, күн энергиясының оңтайлы параметрлерін бағалау үшін осы өзгермеліліктің құрылымының сипаттамаларын зерттеу ғылыми және практикалық қызығушылық тудырады. электр станциялары (ГЭС) және энергия сақтау құрылғылары. Күн радиациясының түсуінің өзгергіштігінің сипаттамасы күн энергиясын есептеуде ескеріледі. Сонымен, күндізгі радиация қарқындылығының өзгеруі және бұлттылықтың күнделікті ағымына байланысты, күн қондырғысының жұмысына (әсіресе оның үлкен жылу инерциясымен) және үзілістерге (үзіліссіз кезең) әсер етеді. өндірілген энергия, радиация және өндірілген энергия мөлшерінің ай сайынғы өзгермелілігі шегінде күн станцияларының орнатылған қуаттарын пайдалану тиімділігін және сақтау құрылғыларын немесе резервтік энергия көздерін құру арқылы оларды қажетті ұзақ мерзімді реттеуді анықтайды, жылдық күн радиациясының өзгеруі күн станцияларының жыл ішіндегі жұмыс режимдерін және оның жалпы энергиямен қамтамасыз етілуін бағалауға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта жалпы радиацияның сағаттық, тәуліктік, айлық және жылдық мөлшерлерін қабылдаудың статистикалық құрылымы барынша толық зерттелді.Климаттық анықтамалық актинометриялық станциялардағы бақылау деректерін алғашқы өңдеу және радиациялық сипаттамаларды - тура, шашыраңқы, толық күн радиациясын және радиациялық балансты (шұғыл өлшемдерді) жалпылау процесінде алынған мәліметтерді қамтиды. Жоғарыда аталған сипаттамаларды (әсіресе перпендикуляр бетке түсетін тікелей сәулеленуді) үздіксіз тіркеу, әдетте, бақылау станцияларының саны мен өлшеу кезеңінің ұзақтығы бойынша шектеледі. Сәулелену сомасының бастапқы қатары аспаптық қателердің болуымен байланысты қателер ретінде алынып тасталмайды. Жазғыштарды пайдалана отырып үздіксіз жазу арқылы алынған жалпы сәулеленудің тәуліктік қосындыларының бастапқы қатарындағы қателер 10-15% құрайды. Жылы кезеңде радиацияның басқа түрлері бірдей қателіктерге ие, қыста қателіктер көбейеді. Жалпы шашыраған радиацияның айлық қосындылары үшін олар жылы кезеңде 3-5%, суық кезеңде 8-10%, ал радиациялық баланс пен тікелей радиация үшін жыл ішінде 15-20% құрайды.
Құрылғы қателері мен микрометеорологиялық біркелкі еместігін ескере отырып, бастапқы деректердің дұрыстығын объективті бағалау нәтижелері тікелей күн радиациясының тәуліктік мөлшерін анықтаудағы қателіктер жылдың қыс мезгілінде ең көп және ең азы жаз. Ұзақ ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.