Жаңғыртылмайтын энергия көздері

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 51 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті

Энергетика және машина жасау институты

Энергетика кафедрасы

Турсынбаев Саламат Мирбекұлы

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы Қазақстанның электр жүйесінде жинақтау батареялардың жаңартылатын энергия көздерімен кешенді жұмысындағы рөлі

6В07101-Энергетика мамандығы бойынша

Алматы 2023

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті

Энергетика және машина жасау институты

Энергетика кафедрасы

ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі
PhD, қауымдастырылған профессор
_________Е.А. Сарсенбаев
___ __________2023ж.

Дипломдық жұмысқа
ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА

Тақырыбы: Қазақстанның электр жүйесінде жинақтау батареялардың жаңартылатын энергия көздерімен кешенді жұмысындағы рөлі

6В07101-Энергетика мамандығы бойынша

Орындаған
Турсынбаев С.М

Пікір беруші
Энергетика кафедрасының
қауымдастырылған профессоры
______________ Қалиев Ж.Ж
(қолы)
___ ____________2023ж.

Ғылыми жетекші
Энергетика кафедрасының, аға оқытушысы
_____________ Ж.К. Бекболатова
(қолы)
___ ______________2023 ж.

Алматы 2023
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті
Энергетика және машина жасау институты
Энергетика кафедрасы
6В07101-Энергетика мамандығы

БЕКІТЕМІН
Кафедра меңгерушісі
PhD, қауымдастырылған
профессор
_____________Е. А. Сарсенбаев
___ ______________2023 ж.

Дипломдық жұмысты орындауға ТАПСЫРМА

Студент Турсынбаев Саламат Мирбеулы .
Тақырыбы:Қазақстанның электр жүйесінде жинақтау батареялардың жаңартылатын энергия көздерімен кешенді жұмысындағы рөлі
Институттың Ғылыми кеңесі бекіткен. №_408-п 28 қараша 2022 ж.
Аяқталған жұмысқа тапсыру мерзімі 15 мамыр 2023 ж.
Дипломдық жұмыста қарастырылған мәселелер тізімі:
а)Қазақстан Республикасы энергетика саласындағы мәселелерін шешудегі жаңартылатын энергия көздерінің рөлі;
б) Қазақстан аймағының климаттық фа кторлары және күн радиациясы;
в) Күн жол жүрісін бақылаушы жүйесінің басқару бөлігінің моделі;
Сызбалық материалдар тізімі: Сызбалық материалдарды слайдпен көрсетілген.
Ұсынылатын негізігі әдебиеттер: 22 атау

Дипломдық жұмысты дайындау
КЕСТЕСІ

Бөлімдер атауы, қарастырылатын мәселелер тізімі
Ғылыми жетекші мен кеңесшілерге көрсету мерзімдері
Ескерту
Негізгі бөлім

Арнайы бөлім

Экономика бөлімі

Аяқталған жұмысқа қойылған
кеңесшілер мен норма бақылаушының
қолтаңбалары

Бөлім атауы
Кеңесшілер, аты, әкесінің аты, тегі (ғылыми
дәрежесі, атағы)
Қол қойыл- ған күні
Қолы
Қазақстан Республикасы энергетика саласындағы мәселелерін шешудегі жаңартылатын энергия көздерінің рөлі
Ж.К.Бекболатова
Энергетика кафедрасының,
аға оқытушысы

Электрлік жүктемелерді есептеу. Жарықтандыру жүктемесін есептеу
Ж.К.Бекболатова
Энергетика
кафедрасының, аға оқытушысы

Күн жол жүрісін бақылаушы жүйесінің басқару бөлігінің моделі
Ж.К.Бекболатова
Энергетика кафедрасының,
аға оқытушысы

Норма бақылау
Ә.О. Бердібеков
аға оқытушысы

Жоба жетекші _________________________________Ж .К.Бекболатовна
(қолы)

Тапсырманы орындауға алған студент _______________ С.М. Турсынбаев
(қолы)

Күні ___ 2023 ж.

АҢДАТПА

Айтылмыш дипломдық жобада Қазақстанның электр жүйесінде жинақтау батареялардың жаңартылатын энергия көздерімен кешенді жұмысындағы рөлі тақырыбы бойынша Қазақстанның энергетикалық саласының бар проблемаларын талдауға арналып жасалды. Күн сәулесінің радиациясы энергия көзі болып табылатынын зерттеп, күн сәулесін қазіргі кезде пайдаланудың маңыздылығын көрсету.
Есептеу нәтижелерін тәжірибелік мәліметтермен сәйкестендіре отырып, күн энергиясын тәжірибе жүзінде қолданудың мәселерін талдау үшін нақты математикалық модельге жарамдылығын анықтадық.

АННОТАЦИЯ

В дипломном проекте на тему Роль накопителей в электроэнергетической системе Казахстана в комплексной работе аккумуляторных батарей с возобновляемыми источниками энергии. Исследуйте, как солнечное излучение является источником энергии, и покажите важность использования солнечного света сегодня.
Сопоставив результаты расчетов с экспериментальными данными, мы определили пригодность реальной математической модели для анализа задач практического использования солнечной энергии.

ANNOTATION

The said diploma project was created for the analysis of the existing problems of the energy sector of Kazakhstan on the topic "The role of storage in the electric system of Kazakhstan in the integrated operation of batteries with renewable energy sources". Investigate how solar radiation is a source of energy and show the importance of using sunlight today.
Matching the calculation results with experimental data, we determined the suitability of a real mathematical model for analyzing the problems of practical use of solar energy

МАЗМҰНЫ

Кіріспе. 7
1 Қазақстан Республикасы энергетика с аласындағы мәселелерін шешудегі жаңартылатын энергия көздерінің рөлі 8
0.1 Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерін қолдаудың қазіргі күйі 9
1.0.1 Қазақстан аймағындағы жаңғыртылатын энергия көздерінің қоры..10
2.0.2 Күн сәулесінен электр және жылу энергиясын алу тәсілдері 14
1 Қайта жаңартылған энергия көздерін енгізу бойынша есептеу 18
0.1 Қазақстан аймағының климаттық факторлары және күн радиациясы 18
0.2 Күн радиациясының мөлшерін есептеудің эмпирикалық әдістері 19
0.3 Күн радиациясының мүмкін мөлшерін теориялық есептеудің жалпы негіздері 21
0.4 Радиациялық режимді есептеу 26
1 Жаңартылған энергия көздерінің жұмысының тиімділігін арттыру 32
0.1 Күн жол жүрісін бақылаушы жүйесінің басқару бөлігінің моделі 32
0.2 Күн фотомодулінің сипаттамаларын бақылаушы жүйесін зерттеу 37
0.3 Күн коллекторларының әдістемелік есебі және жобалау 40
1.0.1 Күнмен жылыту жүйесінің есебі және коллектордың сипаттамасын анықтау. Күн радиациясы қарқындылығының горизонтқа көлбей орналасқан күн коллекторының бетке түсуінің есебі 40
2.0.2 Күн қондырғысының негізгі көрсеткіштері 42
0.1 Күнмен жылыту жүйесінің есебі және коллектордың сипаттамасын анықтау 43
0.2 Күн энергиясымен жылытатын гелиожүйелерінің жылулық сұлбалары 46
0.3 Күнмен жылыту жүйенің есептеу 48
0.4 Күн қондырғысының жылуөнімділігін және п.ә.к.-ін есептеу әдістемесі 50
Қорытынды 57
Пайдаланған әдебиеттер тізімі 59

КІРІСПЕ

Қазіргі таңда дүниежүзілік энергетика нарығындағы күн энергетикасының алатын үлесі өте аз шамада екені белгілі. Алайда, Қазақстан Республикасының территориясы географиялық 42-55[0] С аралығындағы ендіктерді қамтуына байланысты, жылдық күн радиациясы шамамен 1300 - 1800 кВт.сағм[2] мөлшерін құрайды. Континенттік климат аясында жылдық күндік уақыт шамасы 2200-3000 сағ дейін құрайды. Мұндай күн сәулесінің потенциалын ескере отырып, күн энергетикасының Қазақстанда тиімді дамуының мүмкіндігі өте жоғары екендігін белгілі.
Жұмыстың өзектілігі. Жер қойнауындағы қазба байлығын үнемдеу, болашақта энергия тапшылықты болдырмау бүгінгі күннің өзекті мәселесіне айналып отыр. Қазiргi заманғы қоғамда мемлекеттердiң индустриялық дамуының деңгейi олардың ресурстық мүмкiндiктерiмен және технологиялық қайта өңдеудiң төменгi деңгейлi өнiм өндiру мөлшерiмен ғана емес, технологиялық тұрғыдан ғылымды қажетсiнетiн, озық салалардың даму дәрежесiмен де анықталады.
90-жылдардың басынан бастап энергетикалық және экологиялық проблемалардың өсуiне байланысты экономикалық жағынан дамыған мемлекеттердiң үкiметтерi күн энергетикасын дамытуға елеулi қаржы сала бастады.
Күн санап жоғары қарқынмен дамып келе жатқан осы заманғы жоғары дәрежелі өнеркәсіптің өркендетілуі жылдан жылға бізді бір жағынан өркениетке жетелесе, екінші жағынан жаһандық проблемалар туындатуда. Соның бірі - энергия үнемділік. Бұл проблема ертеңгі күні кемел болашағымызға энергия ресурсының қай түрін, немесе қанша пайызын қалдыра аламыз, болашақта балама энергияның қай түрін өндіру зиянсыз және тиімді болмақ? Бүкіл әлем елдерінің маңызды сұрағына айналған энергияның балама көзі, Қазақстанның да өзекті мәселелерінің бірі.
Күнделік тіршілігінде технология жетістіктерін тойымсыз тұтынуға барынша бейімделген өркениет пенделерінің күннен күнге өсіп бара жатқан сұранысын қанағаттандыруға енді табиғат-ана да тарлық ете бастаған сыңайлы.
Жаһанды энергетикалық тапшылық қаупі буып барады. Осыны анық сезінген саналы өркениет өкілдері алғаш рет энергетикалық қауіпсіздік атты әлемдік проблеманы күн тәртібіне өткір қойып отыр.
Қауіп негізсіз емес. Бүгінгі күнге дейінгі барлық зерттелген болжамдар бойынша Жер қойнауында екі триллион баррель мұнай қоры бар. Алғашқы триллион баррель сарқылып бітті.
Жұмыстың мақсаты. Күн сәулесi энергиясын күнделiктi тұрмыста қолданудың үлгiсiн көрсетуды. Еліміздің тұрғындарын күнделікті тұрмысқа қажетті энергиямен қамтамасыз етудегі кейбір мәселелерге тоқталып, күн сәулесін пайдалану жолдарын қарастыру.

1- ші тарау. Қазақстан Республикасы энергетика саласындағы мәселелерін шешудегі жаңартылатын энергия көздерінің рөлі

Энергетикалық жүйенің жағдайы кез келген елдің өміріне айтарлықтай әсер етеді. Базалық саладағы проблемалар экономиканың дамуын тежеп, азаматтардың және тұтастай алғанда мемлекеттің өмірін қамтамасыз ету жүйелеріне қауіп төндіреді. Сол кезде сенімді және серпінді дамып келе жатқан электр энергетикасы елге қазіргі уақытта жайлы өмір сүруге және болашақты сенімді жоспарлауға мүмкіндік береді, энергияны көп қажет ететін өндірістерді дамытады, бұл өз электр энергетикасымен бірге экономиканың бәсекеге қабілеттілігін айтарлықтай арттырады және қолайлы жағдай туғызады. ұзақ мерзімді инвестициялар [1].
Қазіргі уақытта Қазақстанның энергетика саласында бірқатар проблемалар бар, олар өз кезегінде республика экономикасы мен экологиясына әсер етеді. Оларға мыналар жатады:
1. Қазақстан экономикасы энергияны өте қажет етеді, бұл объективті және субъективті жағдайларға байланысты. Қиын табиғи жағдайлар және халықтың тығыздығы өте төмен үлкен қашықтық жолаушылар мен жүктерді тасымалдауға айтарлықтай отын шығындарын алдын ала анықтайды.
2. Қазақстанның электр энергетикасы негізгі қорлардың едәуір бөлігінің тозуымен сипатталады. Электр станцияларында құрал- жабдықтардың 65 пайызы 20 жылдан асқан, 31 пайызы 30 жылдан асқан. Электр желілері жабдықтарының тозуы 60 - 80% құрайды.
3. Батыс өңірінде электр энергиясының сыртқы жеткізіліміне тәуелділіктің күшеюі, сондай-ақ Оңтүстік өңірде электр энергиясының тапшылығы
4. Ашық, ең арзан кен орындарының игерілуі кең аумақтарда бұзылған жерлердің пайда болуына әкеледі.
5. Мұнай, газ, көмірді қарқынды өндіру, сондай-ақ отын-энергетикалық кешеннің жұмыс істеуі мен дамуы табиғи ресурстардың ұдайы өндірісіне де, қоршаған ортаға да өте үлкен және тұрақсыздандыратын әсер етеді.
Жоғарыда аталған мәселелерді шешудің, сондай-ақ халықты электр энергиясымен қанағаттандырудың негізгі жолдарының бірі жаңартылатын энергия көздері (ЖЭК) болып табылады. Осыны ескере отырып, 2009 жылы
Жаңартылатын энергия көздерін пайдалануды қолдау туралы заң қабылданды, ол елімізде жаңартылатын энергия көздерін дамытудың заңнамалық негізі болады [2-3].
Қазақстан Республикасын президентінің жарлығымен бекітілген үдемелі индустриялық-инновациялық дамытудың 2010-2014 жылдарға арналған мемлекеттік бағдарламасында жасыл энергетиканы дамытудың эталоны белгіленген. Оған сәйкес екі нысаналы индикаторға қол жеткізу күтілуде: 2014 жылы жаңартылатын энергия көздері бойынша өндірілген электр энергиясының көлемін жылына 1 млрд кВтсағ ұлғайту және электр

энергиясын тұтынудың жалпы көлеміндегі жаңартылатын энергия көздерінің үлесін 1 млрд. % болу [4].
Қазақстан Республикасы индустрия және жаңа технологиялар министрлігінің деректері бойынша республика аумағы үшін жаңартылатын энергия көздерінің келесі түрлері ең перспективалы болып табылады:
Жел энергиясы;
Су энергиясы (шағын су электр станциялары) - 25 МВт-тан аз болу;
Күн энергиясы.
Әр дереккөзді бөлек қарастырайық.
Жел энергиясын пайдалану перспективалары тиісті жел энергиясы ресурстарының болуымен анықталады. Аумақтың шамамен 50% желдің орташа жылдық жылдамдығы 4-5 мс, ал бірқатар аудандарда - 6 мс немесе одан да көп, бұл пайдаланудың өте жақсы перспективаларын алдын ала анықтайды. Сарапшылардың пікірінше, Қазақстан жел энергетикасын дамытуға ең қолайлы жағдайлары бар әлем елдерінің бірі.
Қазақстандық мамандар Германиядан келген халықаралық мамандармен бірлесіп, келесі факторларды ескере отырып, ауа-райы деректерін талдау негізінде жел электр станцияларын салудың перспективалық орындарын анықтады:
1) электр қуатын шығару үшін электр же лілері мен қосалқы станциялардың болуы;
2) ауданның жер бедері мен теңіз деңгейінен биіктігі;
3) көліктік коммуникациялардың болуы;
4) энергия тұтынушыларының болуы;
5) жел электр станциясын салу мүмкіндігі;
6) жел электр станцияларын салу бойынша алдын ала зерттеулердің болуы.

1.1 Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерін қолдаудың қазіргі күйі

Ғылыми техникалық прогресстің осы кездегі деңгейінде энергия өндірудің болашағы тек органикалық отындарға (көмір, мұнай, газ т.б.) тәуелді емес, оны ЖЭК негізделген энергетикалық қондырғылардың көмегімен алуға болатын жолдармен де шешуге болады.
Көптеген зерттеулердің нәтижесі бойынша органикалық отындар 2050 жылға қарай әлемдік энергетиканың сұраныстарының тек ішінара ғана бөлігін қанағаттандыра алатындығы айқындалып отыр. Ғалымдар тек энергия қолданудың қалған бөлігін ЖЭК есебінен қанағаттандырылады деп санайды.
ЖЭК - қоршаған ортада табиғи түрде пайда болатын энергия ағындарына негізделген қорлар. Ол адамның белгілі мақсатқа бағытталған

әрекетінің салдары болып табылмайды, бұл оның айырықша ерекшілігі болып табылады [5].
Жаңғыртылмайтын энергия көздері - бұлар адамның энергия өндіруге қолданыла алатын органикалық материалдар мен заттардың табиғи қоры, оларға жататындар: ядролық отын, көмір, мұнай, газ т.б. ЖЭК-пен салыстырғанда дәстүрлі энергия көзі табиғатта байланысқан күйде болады және адамның белгілі бір мақсатқа бағытталған әрекеттерінің нәтижесінде туындайды (1.1-кесте).

1.1-кесте. Әлемдік энергетикалық қордың жалпы сипаттамасы

№
Энергия көздері
10 кВт·сағ энергия мөлшері
Жаңғыртылмайтын энергия көздері
1
Органикалық отын көздерінің энергиясы
55364
2
Атом энергиясы
547000
Жаңғыртылатын энергия көздері (жылдық энергиясы)
1
Күн энергиясы
667800
2
Жел энергиясы
17360
3
Мұхит және теңіздің толқын энергиясы
3
4
Мұхит суларының құйылу және қайту
энергиясы
70000
5
Су энергиясы
18

Жаңғыртылатын энергия көздерінің түрлері және олардың басқа түрге жіктелуі 1.1-суретте келтірілген.

2.6.1 Қазақстан аймағындағы жаңғыртылатын энергия көздерінің
қоры

Күн энергиясы. Энергияның қуатты көзі - Күн энергиясы. Күннің жер бетіне түсетін энергиясы күн сайын әлемнің барлық электр стансалары өндіретін электр энергиясынан мыңдаған есе көп. Қазақстан аймағына түсетін күн энергиясының жылдық потенциялы 340 млрд. т.ш.о. мен бағаланады. Жердің бетіне түсетін күн энергиясының 15% адамдардың тіршілік әрекетін қамтамасыз етуге жеткілікті деп саналады. Бұл үлес 63000 млрд мВт·сағ немесе ш. О. 7700 млрд. тоннаға тең. Оның жылдық энергетикалық қуаты жер қойнауында жатқан отыннан алынатын энергияның барлығынан дерлік бірнеше есе көп. Күн энергиясын пайдалану мақсатында үлкен жұмыстар АҚШ, Франция, Германия, Жапония, Индия, Канада және басқа да елдерде қарқынды жүргізіліп келеді.

1.1-сурет. Жаңғыртылатын энергия көздерінің түрлері және олардың басқа энергия түріне түрленуі

Қазақстанның географиялық орналасуы және климаттық жағдайы қоңыр салқын, бұл аймақ жер белбеуінің орталық жане оңтүстік ендіктерінде, және де субтропикке ауысу жолағында орналасқан (40 және 50 с.ж.ш. аралығында, батыстан шығысқа 2995 км және солтүстіктен оңтүстікке 1600 км созылып жатыр), сондықтан күн энергиясын пайдалануға үлкен мүмкіндік береді. Қазақстанның территориясында күнің сәулелену ұзақтығы өте жоғары (3100 сағ дейін) жалпы сәулеленудің бақыланатын аймақғы 1900,5 мың км құрайды.
Жел энергиясы. Қазіргі уақытта әлемде жел энергиясын пайдалану үлкен жолға қойылып отыр, оның көшбасшысы АҚШ, мұнда жел энергетикалық қондырғылардың (ЖЭҚ) саны шамамен 18 мың, қуаты 1500 МВт құрайды.
Қуаттылығы бірнеше кВт жел электр станциялары (ЖЭС) АҚШ, Дания, Ұлыбритания, Канада, Германия, Швеция, Нидерланды және Франция салынған.
Қазақстан территориясында жел ресурстары бар аймақтар жеткілікті. Кейінгі мәліметтерге қарағанда Жонғар Алатауы және Қаратау аймақтарында желдің энергетикалық рессурстары өте жоғары. Міне, осы салады ғылыми-

техникалық ізденіс жұмыстарын кеңінен жүргізілетін болса, болашақта Қазақстанның энергетикалық тәуелділігін төмендетуге және экологиялық мәселесін шешуге толық мүмкіндік бар. Еуропалық жел станциялары желдің орташа жылдамдығы 4-5 мс болғанда жұмыс істей бастайды, ал Қазақстанда орташа жел жылдамдығы 8-10 мс болатын 10 аймақ бар.
Жоңғар қақпасындағы жел тұратын аймақтың ұзындығы 20 км және ені 10 - 15 км болатын тауаралық алқапты құрайды. Күшті және ұзаққа созылған дауылдар көбінесе жылдың суық кезеңінде байқалады. Жекелеген дауылдың ұзақтығы 50-100 сағ, кей жағдайларда 250 - 300 сағ дейін жетеді, желдің максималды жылдамдығы 40 - 60 мс дейін барады.
Басқа болашақ аудандарға Ерментауды (Ақмола облысы) 3700 кВт·см[2], Форт-Шевченко 4300кВт·см[2] (Каспий теңізі жағалауы), Қордай - 4000 кВт·см[2] (Жамбыл облысы) және тағы басқа аймақтарды жатқызуға болады (1.2-кесте).
Жамбыл облысындағы Бурылғы кентіндегі Шақпақты желді алқабында, желдің орташа жылдамдығы 24 мс, бұл қуаты 5 МВт болатын бірқатар сериялы жел станцияларын салуға мүмкіндік туғызады. Жел энергиясының техникалық пайдалану мүмкіндігі Қазақстанда 3 млрд.кВтсағ тең.

1.2-кесте. Қазақстанның жел потенциалы

Аймақ
Ауданы
(мың. км[2])
Потенциал қорлары
(млрд.кВт сағжыл)
Шығыс Қазақстан
277,1
3000
Оңтүстік - Шығыс
223,2
3100
Оңтүстік Қазақстан
499,9
560
Солтүстік Қазақстан
237
2700
Орталық Қазақстан
762,8
9100
Батыс Қазақстан
729,2
8800
Қазақстан бойынша
2718,1
32200

Ірі жел электр станцияларын (ЖЭC) салу үшін қазіргі кезде он бес болашақ алаңдар таңдалып алынған. Республиканың кей жерлерінде жел потенциалының тығыздығы 1 км[2] - 10 МВт дейін жетеді, бұл желдің бірегей потенциалы, мұндай потенциал дүние жүзінде кемде кем елде бар.
Геотермалды энергия. Жер қыртысының терең бөліктерінде табиғи түрде ыстық су және су-буы қорлары пайда болады (геотермалды энергия), мұндай энергетикалық қорлар Исландия, Жапония, Филиппин, Франция, ҚХР, Венгрия, Жаңа Зелландия елдерінде көптеп кездеседі [2]. Бүгінгі таңда
58 мемлекет өздерінің геотермалды жылу қорын тек электр энергия өндірісінде емес, сондай-ақ жылу түрінде пайдаланып отыр.
Әрбір 100 м тереңдіккте жердің орташа температурасы 3°С жоғарылайды. Осылай 20 км тереңдікте температура 700...800°С дейін

көтеріледі. Геотермалды энергияның негізгі көзі жер бетіне бағытталған жер ядросының балқыған жылу ағынынан пайда болады. Жер қыртысы астындағы таулы нәсілдерді балқытуға, магмаға айналдыруға бұл жылу жеткілікті. Магманың көп бөлігі жер астында қалып қояды және пеш тәрізді қоршаған ортаны қыздырады. Егер жер асты сулары осы жылумен әсерлессе, әсіресе олар материктердің тектоникалық плитасының жан жағында, кейбір жерлерде 371°С дейін қатты қызады. Термалды артезиан бассейндер таулы аймақтарда, яғни Альпі, Карпат, Қырым, Кавказ, Копет-Даг, Тянь-Шань, Памир, Гималай аймақтарында болады. Бұл бассейндердің термалды сулары бағалы элементтерді шығарып алу үшін минералды шикізат ретінде қолданылады.
Қазақстанның көптеген аймақтарында жер асты термалды ыстық сулардың қорлары Оңтүстік Қазақстан, Қызылорда, Атырау, Жамбыл және Алматы облысының таулы және ойпатты жерлерінде көптеп кездеседі. Бұл энергетикалық қорлар болашақта ауыл шарушылығын және жаңа өндіріс орындарын жылумен және ыстық сумен қамтамасыз етуге, сонымен қатар экономикалық және экологиялық мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.
Су ресурстары. Қазақстанның жылдық су ресурстар қоры 170 МВт құрайды, ал қазіргі таңда жылына жуық шамамен тек 7-8 МВт пайдаланады.
Су энергетикалық ресурстардың өте жоғары шоғырланған жері республиканың Шығыс және Оңтүстік шығыс аймақтарында болады. Соның ішінде Ертіс өзенінің су энергетикалық потенциалы өте жоғары, оның ағысында Бұқтырма (675 МВт), Ұлба, Шульба (702 МВт), Семей (312 МВт) су электр станциялары орналасқан.
Оңтүстік-Шығыс Қазақстанды 2 су бассейініне бөлуге болады: Іле өзені (су қоры Іле Алатауынан жиналады) және Балқаш және Алакөл (су қорлары Жонғар Алатауы және Тарбағатай тауларындағы сулардан толады) көлдерінің шығыс аймақтарында жатады. Болашақта су электр станцияларды Іле, Шарын, Шілік, Қаратал, Көксу, Тентек, Харгос, Текес, Талғар, Үлкен және Кіші Алматы, Үсек, Ақсу және Лепсі өзендерінің арнасына салуға болады. Қазіргі кезде Іле өзенінің бойында Қапшагай СЭС (364 МВт), ал Үлкен және кіші Алматы өзендерінің каскадтарында қуаттылығы 61 МВт құрайтын СЭС бар.
Оңтүстік Қазақстанның аймағында ағатын Сырдария, Талас және Шу өзендерінен алатын энергетикалық потенциал - 23,2 млрд. кВтсағ. Солтүстік Қазақстанның аймақтарына түсетін су энергетикалық үлес 3 млрд. кВтсағ құрайды, бұл Есіл, Торғай өзендерінен және Теңіз, Қарасор, Каспий теңізіне құятын - Орал, Өзен, Ембі өзендерінен өндіруге болатын энергетикалық қор. Бұл республиканың барлық су энергетикалық қорының 1,7% құрайды.
Жалпы, қазіргі кезде Қазақстанда су электр станциялардан өндірілетін электр энергияның қуаты 2068 МВт, ал жылына өндірілетін энергияның шамасы 8,32 млрд. кВтсағ құрайды. Болашақта елімізде (2010 жыл) Мойнақ (300 МВт) және Кербулақ (50 МВт) СЭС салу жоспарланып отыр.

Биомаңыз энергиясы. Биогаз өнімі газ тәріздес болып келеді, ол әртүрлі органикалық қалдықтардың ферменттерін анаэоборлық жолмен, яғни ауа бермей өңдеу нәтежесінде пайда болады. Оның негізгі құрамын: метан - (СН4) -55-70%; көмір кышқыл газы - (СО2) - 28-43%; сонымен қатар аз мөлшерде күкіртті сутегі - (Н2S) құрайды.
Мысалы, 15 м[3] биогаз бір тәулік бойы 4-5 адамнан тұратын бір үйді (отбасыны) жылумен және ыстық сумен (60 м[2]) қамтамасыз етеді. 1 м[3] биогаздан 0,4 л - керосин, 1,6 кг - көмір, 0,4 кг - бутан алуға болады немесе 2,5 кг мал қалдығының брикетіне тең [6].
Қазақстанда мал шаруашылығы жақсы дамыған, сондықтан тұрақты жағдайда биомаңыз өнімдерін алуға мүмкіндік өте жоғары.
Біздің елімізде ғалымдардың есебі бойынша қазіргі кезде жылына 22,1 млн. тонна мал және құс шаруашылығынан немесе 8,6 млрд. м[3] газ (ірі қарадан -
13 млн.тонна, қойдан - 6,2 млн.тонна, жылқыдан - 1 млн.тонна), өсімдік қалдықтарыннан - 17,7 млн.тонна (бидайдан - 12 млн.тонна, арпадан - 6 млн. немесе 8,9 млрд.м[3]) өндіріледі, бұл 14-15 млн. тонна ш. о. немесе 12,4 млн. тонна мазутқа, немесе өндіріліп отырған мұнайдың жарты көлеміне баламалы түрде тең. Қазірдің өзінде елімізде мал қалдықтарының қалған өнімдерінен жылына шамамен 2 млн.тонна ш.о. биогаз өндіруге болады.

2.6.2 Күн сәулесінен электр және жылу энергиясын алу тәсілдері

Жалпы алғанда, Күн сәулеленуінен электр және жылу энергиясын алудың бірнеше тәсілдері бар (1.2-сурет): электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу; күн энергиясын жылу машиналарының көмегімен (поршеньдік немесе турбиналық бу машиналарының, Стирлинг қозғалтқышының) электр энергиясына түрлендіру; геотермалды энергетика - Күн сәулесін жұтатын беттің қызуы мен жылудың таралуы және қолданылуы.
термоәуелік электр станциялары (Күн энергиясының турбогенератор арқылы бағытталып отыратын ауа ағыны энергиясына айналуы).
күн аэростаттық электр станциялары (аэростат баллоны ішіндегі су буының аэростат бетіндегі күн сәулесі қызуы салдарынан генерациялануы).

1.2-сурет. Күн сәулесінен электр және жылу энергиясын алу тәсілдері

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі - Күн батареялары. Құрылғыны орындау алдында, ең бастысы, 1.3-суретте келтірілгендей құрылғының құрылымдық сұлбасы жобаланды. Мұндай құрылғының жұмыс істеу принципі былай түсіндіріледі: жарық датчиктерінен алынған мәліметтер негізгі құрылғыға келіп түседі. Ол өз кезегінде алынған мәліметтерге сәйкес таңдау жүргізіп, қозғалтқыштың қозғалу бағытын анықтайды немесе оны қозғалыссыз қалдырады. Сұлба бойынша көрсетілген реттеуші блок баптау, реттеу және сезімталдық дәрежесін таңдауды жүзеге асырады. Қозғалтқыштың қозғалысына үлкен ток шамасы қажет болғандықтан, құрылғының сұлбасына ток күшейткіштері қарастырылған. Сұлба мен қозғалтқыш аккумулятор батареяларынан қоректенеді.

1.3-сурет. Күннің жүрісін бақылаушы құрылғының құрылымдық сұлбасы

Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор - жартылай өткізгіштердегі ішкі фотоэффект құбылысы негізінде оптикалық сәулелену энергиясын электр энергиясына тікелей түрлендіретін құрылғы. Көптеген тізбектей- параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеумен және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В тең және оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы - 35-40 мА). Күн батареясындағы токтың шамасы оның жарықтануына байланысты болады.
Күн сәулесі Күн батареясы бетіне перпендикуляр түскенде, ең үлкен мәніне жетеді. Қазіргі Күн батареяларының пайдалы әсер коэффициенті - 8-10%, олай болса 1 м² ауданға тең келетін қуат шамамен 130 Вт тең. Температура жоғарылаған сайын (25ºС жоғары) ФЭТ-те кернеудің төмендеуінен Күн батареясының пайдалы әсер коэффициенті төмендеп, жиынтық қуаты ондаған, тіпті жүздеген кВт жетеді (1.4-сурет).

1.4-сурет. Күн батареялары

Қосымша энергия қоры ретінде Күн батаеряларын пайдаланудың мәні зор. Өйткені, оның экологияға зияны жоқ және Жер бетіндегі тіршілікке үйреншікті энергия көзі болып табылады. Әлемнің шырағы атанған Күн планетасы бізге жақын орналасқан алып термоядролық реактор болып табылады. Оның қайнаған қазанында әрбір секундта 4 миллион тонна сутегі жанады. Осының арқасында әлем кеңістігіне өте көп энергия бөлінеді. Күн сәулесі энергиясының 30 % ғарыш кеңістігіне тарайды, ал 70 % жер бетіне түседі [7-8]. Күннің жерге түсетін мол энергиясының бір бөлігі атмосфераға, мұхит пен құрылықтарға сіңеді. Екінші бөлігі сулардың булануына және олардың айналып, қайта түсуіне шығындалады. Үшінші бөлігі теңіз және атмосфералық ағындарды туғызады. Ал қалған төртінші

азғана бөлігін өсімдіктер бойына сіңіреді. Сөйтіп, жер бетінде ғажайып фотосинтез реакциясы жүреді.
Іс жүзінде, тіркелген қарқындылық қисықтарынан сәулелену мөлшерін есептеу кезінде интеграция сағаттық интервалдар жиынтығымен алмастырылады, оның барысында қарқындылық тұрақты болуын және осы кезеңдегі орташа мәнге тең екенін анықтау.
Күннің биіктігі күн радиациясы ағынының мүмкін болатын қарқындылығын анықтайды: күн неғұрлым биіктеген сайын, күн сәулелері соғұрлым аз болады, яғни олар атмосфераға сіңіп, шашыраңқы болады, сондықтан күн радиациясы ағынының қарқындылығы артыруын есептеу арқылы нәтижелерін алу [9].

1- ші тарау. Қайта жаңартылған энергия көздерін енгізу бойынша есептеу

1.1 Қазақстан аймағының климаттық факто рлары және күн радиациясы

Климат, бұл аймақтағы көп жылдық ауа райы режимі деп аталады. Қазақстанның климаты үш фактормен анықталады: күн радиациясы, атмосфера айналымы және жер беті. Климаттың сипаттамасында жер асты қабатының (топырақ, өсімдік, қар жамылғысы, жер бедері мен су) әсері сипатталады. Климаттың басқа да маңызды факторларын қарастырамыз.
Күн сәулесі. Оның жер бетіне жететін мәні әдетте джоульмен көрсетіледі. Күн радиациясының жер бетіне таралуы географиялық ендікке байланысты, яғни полюстен экваторға жақындаған сайын күннің сәулесі жоғарылайды. Күн сәулесінің Жер бетіне түсу бұрышы неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым жылу мөлшері жоғары болады.
Күн радиациясының 20% атмосферада қалады, ал қалған бөлігі жер бетіне түседі. Күн радиациясының бір бөлігі су буына, мұз кристаллдарына, шаң бөлшектеріне, атмосферадағы бұлттарға сіңіп, Жер бетіне шашыраңқы сәулелер түседі. Жер бетіне келіп түсетін тікелей және шашыраңқы түскен сәулелер қосынды сәулелену деп аталады. Жалпы радиацияның бір бөлігі жер бетіне сіңеді. Жалпы радиацияның бір бөлігі Жер бетіне шағылысады, оны шағылысқан сәуле деп атайды [10].
Жер бетіне түсетін күн радиациясының мөлшері географиялық ендіктен ғана емес, сонымен қатар атмосфераның күйінен, сонымен қатар күн сәулесінің ұзақтығынан тәуелді. Қазақстан территориясында күн сәулесінің орташа жылдық ұзақтығы өте жоғары (2000-3000 сағ), мәселен, еліміздің солтүстігінде, Қостанайда 2132 сағ құрайды. Ал оңтүстігінде, Қызылордада бұл көрсеткіш 3042 құрайды. Бұл сәулеленудің ұзақтығы тек Оңтүстік Қазақстанның географиялық ендігімен ғана емес, сонымен қатар жылы мезгілде бұлтты қабаттың болмауымен түсіндіріледі. Күн радиациясы Қазақстандағы ашық және бұлтты күндердің таралу заңдылығынан да тәуелді.
Қыста күн сәулесінің түсу бұрышы аз болғандықтан, күн сәулесінің аз түсуіне, қар жамылғысының күн сәулесін шағылыстыру қабілеті төмендеуіне қарай күн радиациясының мөлшері аз болады. Елдің солтүстігінде жылына ашық бұлтсыз күндер саны - 120, оңтүстігінде - 260, солтүстігінде бұлтты күндер саны - 60, оңтүстік аймақта - 10 құрайды.

1.2 Күн радиациясының мөлшерін есептеуд ің эмпирикалық әдістері

Бақылаушы мәліметтерден болатын радиацияның мөлшерін анықтау үшін бөлек уақыттардағы радиация қарқындылығын өлшеу нәтижелері немесе бұлтсыз күндердегі радиациялық қарқындылықты есептеу нәтижелері қолданылады.
Белгіленген күндерде алынған өлшеулерден сәулеленудің мүмкін мөлшерін есептеу кезінде бастапқы деректерді таңдауға ерекше назар аудару керек. Бұл деректер бұлтты күндері бұрмаланбауы керек. Сондықтан тікелей сәулеленудің ықтимал мөлшерін анықтау үшін күн дискісінде бұлттар болмаған кезде және радиусы 5 м жақын болғанда өлшеу керек. Осы аймақтан тыс жерлерде бұлттар болуы мүмкін, сондықтан бұлтты күндерді есептеулер үшін де қолдануға болады. Диффузиялық және толық сәулеленудің мүмкін мөлшерін алу үшін тек бұлтты аспанда алынған деректерді пайдалану керек [11].
Қыс айларында немесе қысқа уақыт кезеңдерінде күн радиациясының мөлшерін анықтау кезінде жеке кезеңдер үшін өлшеу саны шамамен бірдей болған жөн. Олай болмаған жағдайда, радиациялық қарқындылықтың күнделікті ағымының қисық сызығы аз өлшемдер үшін тым жоғары немесе тым төмен мәндерге байланысты бұрмалануы мүмкін. Жеке уақыттағы өлшеулерден алынған күн радиациясының тәуліктік мөлшерін, әдетте, график түрінде анықтауға болады (2.1-сурет). Тәуліктік сәулелену мөлшері жеке сағаттық аралықтардың мөлшерін қосу арқылы анықталады.

2.1- сурет. Күн биіктігінің синусы бойынша тікелей және толық сәулеленудің сағаттық қосындысын анықтау графигі

2.1-суретте көрсетілген қисық сызық шұғыл бақылау нәтижелерін білдіретін нүктелер арасында түзіледі, яғни S, Q және sinh арасындағы

тәуелділікті көрсетеді, бұл күннің орташа атмосфералық мөлдірлігіне сәйкес. Осы графиктен алынған сағаттық интервалдардың орта нүктелері үшін алынған сағаттық шамалар нақты түске қатысты симметриялы орналасқан интервалдар үшін бірдей.
Күн радиациясының мөлшерін радиация қарқындылығын тіркеу деректерінен де есептеуге болады. Ол үшін біз толығымен бұлтсыз күндерде алынған шамаларды қолданамыз, оның барысында тәуліктік қарқындылық бұлттылықтың әсерінен бұрмаланбады. Әр түрлі күндерде алынған радиациялық мөлшерді сол сағаттық интервалға орташа есептегенде, сағаттық мөлшердің тәуліктік бағытын анықтауға және қарастырылып отырған кезең үшін радиацияның орташа тәуліктік мөлшерін алуға болады. Толық бұлтсыз күндердің саны жеткіліксіз болғанда жартылай ашық күндерді де қолдануға болады, бұл жуықтап алғанда бұлтты уақыттың ішінде бұлттылық болмаған кезде алынған күннің радиациясының қосындысынан құралады (2.2-сурет).

2.2-сурет. Күннің толық сәуленуінің сағаттық қосындысын анықтау графигі [3]

Жоғарыда сипатталған эмпирикалық әдістерді қолдану арқылы күн радиациясының жиынтығын есептеу үшін, сондай-ақ әртүрлі кезеңдер (айлар, онжылдықтар, бес күн және т.б.) және тіпті жекелеген нақты күндер үшін қолдануға болады. Бұл әдістердің басты кемшілігі олардың күрделілігі болып табылады, осыған байланысты олар жеке нүктелердің саны аз

болғанда күн радиациясының жиынтық сәулесінің келіп түсуін есептеу кезінде қолданылады.

1.3 Күн радиациясының мүмкін болатын мөлшерін теориялық есептеудің жалпы негіздері

Күннің көрінетін тәуліктік және жылдық қозғалысы Жердің айналу осінің Жер орбитасы жазықтығына көлбеу бұрышы 66°33' тең, демек, жер орбитасының жазықтығымен жер экваторының жазықтығының арасындағы бұрыш 23°27' тең (2.3-сурет).

2.3-сурет. Жердің айналу осінің Жер орбитасы жазықтығына көлбей айналу бұрышы

Мысалы, Cолтүстік жартышарда ең үлкен күн ұзақтығы жазғы күн тоқырау мезгіліне, демек 22 маусымға сәйкес. Жер осі Күнге солтүстік жағымен бұрылғанда және сәйкесінше ең қысқа күн (немесе ең ұзақ түн) қысқы күн тоқырау мезгілі 22 желтоқсанға сәйкес келеді. Сонымен қатар Жердің Күнмен салыстырмалы екі сипаттамасы бар. Ол күн мен түннің ұзақтығының теңелу мезгілі, бұл жердің айналу осі Жер мен Күннің центрлерін қосатын сызыққа перпендикуляр болғанда байқалады, ол жыл мезгілінің 21 наурызы мен 23 қыркүйегінде теңеседі (2.4-сурет). Жер өз осін 23 сағат, 56 минут, 4 секундта бір айналып шығады. Бұл уақыт аралығы жұлдыздық тәулік деп аталады [12].

2.4-сурет. Жердің Күнді айналу траекториясы

Күнделікті өмірде есептеу жүргізіп жүрген уақыттар, тәуліктер, негізінен орташа деп аталады. Оларда 24 сағат бар, онда тек қана Жердің өз осінен айналуынан емес, сонымен қатар оның күнді айнала қозғалысынан (айналуы) тәуелді. Жердің күнді бір айналып шығуы 365 күн, 6 сағат, 9 минутқа тең. Бұл аралық жұлдыздық жыл деп аталады.
Жердің күнді айналу (жер орбитасы) қозғалысындағы траекториясы шеңберге жақын, бірақ сәл керілген ол эллипске ұқсас келеді. Күн орны оның орбитасының центрінде емес, фокустарының бірінде орналасқан. Сондықтан жыл бойы күннің жерге дейінгі арақашықтығы - 147,1 млн. км-ден (қаңтар басында) 152,1 млн. км (шілде басында) аралықтар арасында оқтын оқтын өзгеріп отырады. Жер орбитасының үлкен жарты осі Жерден Күнге дейінгі орташа арақашықтықпен анықталады. Ол жуық шамамен 150 млн. км (149,6 млн. км) тең.
Тұрақты сәулеленудің қарқындылығы кезінде t уақыт аралығында оның Q қосындысы уақыт бойынша сәулелену қарқындылығының көбейтіндісіне тең болады.

Q=Qt (2.1)

Егер күн радиациясының қарқындылығы - (кал·см[-2]·мин[-1]), ал уақыт минутпен өрнектелсе, онда радиацияның мөлшері (кал·см[-2]) көрсетіледі. SI бірліктерінде қарқындылық (радиациялық ағынның тығыздығы) - МВт·см[-2], ал уақыт секундпен өлшенеді. Сонда радиацияның мөлшері (жарық энергиясының мөлшері) Дж·м[-2] немесе МВт·сағат ·см[-2] өрнектеледі [13].
Жалпы, радиация қарқындылығы уақытқа байланысты өзгереді. Егер қарқындылықтың уақытқа тәуелділігі I=f(t) функциясымен берілсе, онда уақыт бойынша сәулеленудің қосындысы t уақыт интегралының мәні арқылы өрнектеледі:

t t

I Idt f (t)dt
(2.2)

0 0

Іс жүзінде, тіркелген қарқындылық қисықтарынан сәулелену мөлшерін есептеу кезінде интеграциялық сағаттық интервалдар жиынтығымен алмастырылады, оның барысында қарқындылық тұрақты болып, осы кезеңдегі орташа мәнге тең болады [14-15].
Егер f(t) функциясының формасы белгіленсе, онда формула бойынша радиацияның шамасын есептеу мүмкін (2.2) f(t) функциясы Q сәулеленудің қарқындылығын тек t-ге ғана емес, оны анықтайтын басқа факторларға да сәйкес келтіруі керек, яғни атмосфера мөлдірлігінің p сипаттамасы және оптикалық массалар саны m немесе күн биіктігі h, M және k мәндерінің арасында есептеу дәлдігін жоғалтпай, сәулелену мөлшерін есептеу кезінде келесі қатынас қолданылады: m=1sinh.
Жер бетіне келіп түсетін жалпы күн радиациясы

Qқос = Iтіке + Dшаш (2.3)

мұндағы Iтіке - тікелей түскен радиация;
Dшаш - шашыранды радиация.

DШАШ 0.3 Iтіке (2.4)

Iтіке
I 0 sin(h)
c(m) sin(h)

(2.5)

мұндағы I0 - күн тұрақтысы, 1354 Втм[2];
h - күн сәулесінің биіктігі;
c(m) - атмосфералық мөлдірлік (22 наурыз - 0.34, 15 шілде - 0,3, 15
қыркүйек - 0,31, 15 желтоқсан - 0,38).

Енді Күннің көрінетін орнын есептеуге болады: h биік және А азимут - көрсетілген ендіктің β кез келген нүктесінде тәуліктің кез келген уақытында τ бұрышымен сәйкес және жылдың кез келген мезгілінде δ бұрышымен сәйкес есептелінеді. Нәтижені қарапайым түрде келтіреміз.
Күннің иілу биіктігі h мәні сфералық астрономияның белгілі формуласымен анықталады:

sinh sin sin cos cos cos
( 2.6)

мұндағы β - елді мекеннің орналасқан жерінің географиялық ендігі - Алматы қаласы үшін 43 с.ш.;
δ - күннің батуы;
Ω - оңтүстік бұрышынан өлшенген сағаттық бұрышы.

sin A cos sin
cosh
(2.7)

мұндағы град-сағаттық бұрыш;

2
24
15[0]

; саг

t - сағаттық күндік уақыт, астрономиялық түстіктен есептелінеді.

Анықталғандай түсте күн биіктігі h максималды, h =90°- φ + δ.
Жазғы күннің тоқырау уақытында біздің тұрған жерімізде (Алматы) Күннің кульминациялау кезеңінде [15]: h=90˚- φ + δ☼ = 90˚- 41˚ + 23,5˚, қысқы күн тоқырау уақытында h =90˚ - φ+ δ☼ = 90˚ - 41˚-23,5˚, ал күн мен түннің теңелу күндеріне, күн аспан экваторында болғанда - δ☼=0.
Күннің батуының (шығуының) сағаттық бұрышы
Күннің шығуы мен батуында h=0 деп алып (2.6) теңдеуінен Күннің батуң (шығу) τ уақытын анықтаймыз. Бұл жерде τ бұрышы екі жағдайда анықталады:

осыдан

cos

tg tg
(2.8)

(2.9)

Күннің батуының (шығуының) сағаттық бұрышы горизонталдық бет үшін

τ=arccos (-tgφ· tgδ), (2.10)

23.5sin 360 284 n 365 ,
град (2.11)

мұндағы n - жыл басынан санағанда күн саны (егер n = 1 болса, онда 1 қаңтар).

Күн мен түннің теңелуі нүктелерінде δ=0, ал Күннің шығыс және батыс нүктелері Ш - Б горизонт сызықтарда орналасады. Сайып келгенде, күн траекториясы аспан сферасында тұйық қисық сызық болып келмейді, ол

сфера бетін орайтын спираль тәріздес сызықпен шектерінің аймағында толтырылады.

(2.12)

Жердің тәуліктік айналуының арқасында тәулік бойы сағаттың бұрышы 0-360[о]- дейін өзгереді, сондықтан Орбитада қозғалатын Жер өз осінің айналасында бұрыштық жылдамдықпен айналады:

2
24
15[0]
саг
; (2.13)

мұндағы - күн уақыты астрономиялық түске дейінгі сағатпен есептеледі.
= 0 болғанда, 12 сағатты, яғни жарты күн болғанда (- 6)(+6) дейін өзгереді, 0,5 аралықтарда өзгеру мүмкін, есептік нәтижелері 3-ші қосымшада келтірілген.
t уақыты нақты жарты күн кезеңінен бастап есептеледі, t сағатының бұрышы келесідей анықталады [6]:

T T
2
мұндағы T - тәуліктің ұзақтығы, 24 сағ немесе 1440 мин тең.
(2.14)

Тәуліктік сәулелену мөлшерін есептеу кезінде, әдетте, түске дейін β және δ мәндері қабылданады және олардың күн ішінде өзгеруі ескерілмейді. Сондай-ақ, күні бойы атмосфераның мөлдірлігі тұрақты болып қалады, сондықтан тәуліктік қарқындылық қисығы нақты түске қатысты симметриялы болады. Бұл жағдайда радиацияның тәуліктік мөлшері берілуі мүмкін:

t t
I 2 Idt 2 f (t)dt , (2.15)
0 0

мұндағы t - сәске түске дейінгі уақыттан бастап есептелген күннің шығу немесе бату уақыты.

(2.15) өрнегіндегі t уақытын m аргу ментімен ауыстыру жалпы сәулеленудің күнделікті мөлшерін анықтайтын факторлармен байланысты:

I T Id T t F( )d

(2.16)

0
0

Рауалы (мүмкін болатын) шамалар әдетте, тек көлденең беттікке тікелей және жалпы сәулелену үшін есептеледі. Алайда, төменде көрсетілгендей, перпендикуляр бетке тікелей сәулеленудің мүмкін мөлшерін және шашыраңқы сәулеленудің қосындысын есептеу маңызды емес және көптеген жағдайларда есептеу дәлдігін едәуір арттыруы мүмкін.

1.4 Радиациялық режимді есептеу

Күн радиациясы литосфераның жоғарғы қабаттарында, атмосферада және гидросферада дамитын барлық табиғи процестер үшін жылу энергиясының жалғыз көзі болып табылады. Күннің сәулелік энергиясы жер бетіне тікелей және диффузиялық сәуле түрінде түседі. Табиғатта күн радиациясының екі түрі де бір уақытта жалпы күн радиациясы ретінде әрекет етеді. Жер бетіне келіп түсетін радиацияның мөлшері нүктенің географиялық еңдігінен, күннің көтерілу биіктігінен, бұлт қабаты мен атмосфераның мөлдірлігінен тәуелді болады.
Элементтің ендігі күннің ұзақтығын және, сәйкесінше, күн сәулесінің мүмкін болатын ұзақтығын анықтайды. 2.5-суретте көрсетілгендей Алматы ендігі бойынша күн мен түннің ұзақтығы көрсетілген. Қысқы күні (22 желтоқсан), күннің ұзақтығы 6 сағ 30 мин, жаздық күнде (22 мамыр) - 18 сағ [16-17].

2.5-сурет. Алматы қаласының ендігі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.