Гравитациялық энергияның көмегімен энергияны сақтау

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министірлігі Шымкент қаласы
Физика-математика бағытындағы Назарбаев Зияткерлік мектебі

ТАҚЫРЫБЫ:
"Гравитациалық акумулятор арқылы электр энергиясының тапшылығын төмендету"

Бағыт: Физика
Орындаған: Ерментай Нұрхан, Тəліп Бексұлтан
Жетекшілері: Ахметов Сакен Абдиганиұлы
Абуов Ербол Әбдигаухарович

Мектептің мекен жайы: Шымкент қаласы, Ақжайық ыа, Элитный городок, ғимарат 6. 8 (7252) 29-44-88

1
1
Шымкент 2023 жыл

Мазмұны
Аннотация 4
Кіріспе 5
1. Зерттеудің теориялық бөлімі 7
2. Зерттеу бөлімі 8
2.1 Қазақстанда өндірілетін электр қуаты 8
2.2 Шымкент қаласындағы энергия тапшылығының негізгі себептері 9
2.3. Қазақстанда және әлемде энергия тапшылығын қалай шешуде? 9
3. Гравитациялық энергияның көмегімен энергияны сақтау 10
3.1. Гравитациялық аккумулятордың ПӘК-ін есептеу. 10
3.2. Гравитациялық аккумулятордың көмегімен қанша электр қуатын сақтауға болатын есептеу. 11
3.3. Ауыр жүктерді көтеру үшін энергияны қайдан аламыз? 12
3.4. Гравитациалық аккумулятор құрылымы жұмыс жасау принциптері 13
Қорытынды 15
Зерттеу күнделігі 16
Пайдалынылған әдебиеттер тізімі 17

АННОТАЦИЯ
Бұл ғылыми жобада біз гравитациялық аккумуляторларды олардың техникалық сипаттамаларын, экономикалық орындылығын және қолдану перспективаларын талдай отырып, кең көлемде зерттеуді ұсынамыз. Сондай-ақ, біз бұл технологияның энергияны сақтаудың басқа нұсқаларымен қалай салыстыратынын қарастырамыз және оның желі тұрақтылығы мен тиімділігін арттырудағы әлеуетін зерттейміз.

АННОТАЦИЯ
В данном исследовательском проекте мы предлагаем комплексное исследование гравитационных аккумуляторов, анализ их технических характеристик, экономической целесообразности и перспектив применения. Мы также рассмотрим, как эта технология сравнивается с другими вариантами хранения энергии, и исследуем ее потенциал для повышения стабильности и эффективности сети.

ANNOTATION
In this research project, we propose a comprehensive study of gravity accumulators, analyzing their technical characteristics, economic feasibility and application prospects. We also look at how this technology compares to other energy storage options and explore its potential to improve grid stability and efficiency.

Кіріспе
Қазіргі әлемде климаттың өзгеруі сын-қатерлеріне және тұрақты энергия көздеріне көшу қажеттілігіне тап бола отырып, энергияны тиімді сақтау және тарату мәселелері өзекті бола түсуде. Осы тұрғыда энергетикалық мәселелерді шешу және тұрақты электр энергия көзін қамтамасыз ету үшін жаңа технологиялар белсенді түрде әзірленуде.
Осындай инновациялық тәсілдердің бірі гравитациялық аккумулятор болып табылады. Гравитациялық аккумулятор - энергияны сақтау және түрлендіру саласындағы перспективті технология, ол Жердің гравитациялық өрісінен тундайтын потенциалдық энергияны пайдалануға негізделген.

Мәселе: Соңғы жылдардағы Қазақстандағы энергия тапшылығының әсерінен электр тогының жиі өшіп қалуы.

Зерттеу жұмысының өзектілігі: Бұл жұмыстың өзектілігі, осы күнге дейін толығымен шешімін таппаған электр энергиясын сақтайтын қондырғы арқылы Қазақстандағы және әлемдегі энергия тапшылығын төмендету. Гравитациялық аккумуляторды зерттеу анағұрлым тұрақты және экологиялық таза энергетикалық инфрақұрылымды құру жолындағы қадам болып табылады және біз бұл зерттеудің нәтижелері осы технологияны дамытуға және оны бүкіл әлем бойынша практикалық жобаларға енгізуге ықпал етеді деп үміттенеміз.

Зерттеу жұмысының мақсаты: Бұл ғылыми жобаның мақсаты гравитациялық аккумулятордың прототипін жобалау, құрастыру және сынау, сондай-ақ оның тиімділігін, құнын және экологиялық тұрақтылығын зерттеу болып табылады. Біз энергияны сақтаудағы өзекті мәселелерді шеше алатын және тұрақты энергия көздеріне көшуге үлес қоса алатын инновациялық құрылғы жасауға ұмтыламыз.

Жұмысытың міндеттері:
* Қазақстандағы өнірілетін энергия қуатын және қажетті энергия мөлшерін зерттеу;
* Қазақстандағы энергия тапшылығының негізгі себептерін зерртеу;

* Электр энергиясын сақтауға мүмкіндік беретін Гравитациалық аккумулятор моделін жасап шығару;
* Қажетті бақылаулар мен өлшеу жұмыстарын жүргізу;
* Алынған мәндерге талдау жасау;
* Зерттеу нәтижесі бойынша модельді жетілдіру;
* Қорытынды

Зерттеу жұмысының орындалу орны: Бұл ғылыми жоба жұмысы Оңтүстік Қазақстан Педагогикалық университетінің физика кафедрасының доценті, физика-математика ғылымдарының кандидаты Б.Қ.Рахашев ағаймен тығыз байланыста орындалды.
Зертеу жұмысының құрлымы: Жұмыс кіріспеден, ғылыми жұмыстың зерттеу бөлігіне жүйеленген тараулардан және қорытындыдан тұрады.

1. Зерттеудің теориялық бөлімі
Гравитациялық аккумулятор - гравитациялық потенциалдық энергияны пайдаланып энергияны сақтауға және кейіннен босатуға арналған құрылғы. Негізгі идея массаның биіктікке көтеріп, содан кейін төмен түсіру. Массаның қозғалысы нәтижесінде пайда болатын кинетикалық энергия генератордың көмегімен электр энергиясына айналады. Гравитациялық аккумуляторлар бірнеше маңызды мәселелерді шеше алатын болашағынан зор үміт күтетін технология болып табылады. Бұл жоба электр энергиясын тиімді сақтаудың экологиялық таза көзімен қамтамасыз ететін инновациялық гравитациялық аккумляторды зерттеуге, дамытуға және жасауға бағытталған.
Жаңартылатын энергияны сақтау: Гравитациялық аккумуляторлар күн панельдері мен жел турбиналары сияқты жаңартылатын көздерден өндірілетін энергияны сақтау құралы ретінде қызмет ете алады және тіпті жаңартылатын көздер энергия өндірмейтін болса да, тұрақты электр қуатымен қамтамасыз етеді.
Жүктемені басқару: Гравитациялық аккумуляторларды электр желісіндегі жүктемелерді теңестіру үшін пайдалануға болады, бұл энергияны тиімдірек пайдалануға және шамадан тыс жүктелу қаупін азайтуға мүмкіндік береді.
Қуат жүйесінің тұрақтылығын арттыру: Бұл құрылғылар электрмен жабдықтаудың сенімділігі мен тұрақтылығын арттырып, электр қуатын өшіру мәселесін шешуге көмектеседі.
Дәстүрлі энергия көздеріне тәуелділікті азайту: Гравитациялық аккумуляторлар қазба отындарына тәуелділікті азайтып, тұрақты қуат көздеріне өтуге көмектеседі.
Гравитациялық аккумуляторлар ұзақ уақыт бойы үлкен көлемдегі энергияны сақтау үшін қолданылады және олар электр желісіндегі жүктемелерді теңестіру, ең жоғары сұранысты басқару және жаңартылатын энергия көздерін біріктіру үшін пайдаланады.
Гравитациялық аккумулятор жобасы әлемді өзгертуге және оны тұрақты, тиімді және экологиялық таза етуге мүмкіндік береді.

2. Зерттеу бөлімі
2.1. Қазақстанда өндірілетін электр қуаты.
Қазақстан Республикасы Энергетика министрлігінің деректері бойынша 2023 жылғы 30 қыркүйектегі жағдай бойынша Қазақстанда 224 электр станциясы жұмыс істейді. Солардың көмегімен орташа 109 млрд кВт*сағ электр энергиясы өндіріледі. Келесі диаграммада электр станцияларының түрлері көрсетілген:
Қазақстандағы электростанциялар саны

8%
5%

26%
61%

ТЭС -136 ГЭС -59 ВЭС -12 СЭС -17
Қазақстандағы электростанциялар саны

8%
5%

26%
61%

ТЭС -136 ГЭС -59 ВЭС -12 СЭС -17
1- сурет. Қазақстанда жұмыс жасайтын элетр станцияларының түрлері.

2-суретте Түркістан облысындағы электр станциялардың түрлері мен саны көрсетілген.
Түркістан облысындағы электростанциялар
саны
3%
6%
36%
55%
ТЭС -11 ГЭС -17 ВЭС -1 СЭС -2
Түркістан облысындағы электростанциялар
саны
3%
6%
36%
55%
ТЭС -11 ГЭС -17 ВЭС -1 СЭС -2
2- сурет. Түркістан облысындағы электростанциялардың түрлері.

2.2 Шымкент қаласындағы энергия тапшылығының негізгі себептері.
Шымкент қалалық энергетика басқармасының мәліметінше, соңғы үш айда 2023 жылдың 1 шілдесі мен 30 қыркүйегі аралығында қалада электр қуаты 162 рет үзілген. Оның 127-сі жоспарлы болса, 35-і жоспардан тыс тоқтатылды.
Электр желілеріне жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін жоспарлы үзілістер жүргізілді. Олар бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созылды.
Шымкенттегі электр қуатының тапшылығының бірнеше себептері бар, соның ішінде:
Электрлік апаттар. 2023 жылы Шымкентте 27 рет электр қуаты өшіп, соның салдарынан қаланың барлық аудандары электр қуатынан ажыратылды.
Электр қуатының жетіспеушілігі. 2023 жылдың тамыз айында Шымкентте Шардара су қоймасындағы су деңгейінің төмендеуіне байланысты бірнеше күн бойы электр қуаты тапшылығы орын алды.
Электр желілеріне жүктеменің артуы. Шымкент қаласы Қазақстанның қарқынды дамып келе жатқан қалаларының бірі. Соңғы жылдары қалада электр энергиясын тұтыну жылына 10-12 % -ға өсіп келеді. Бұл халық санының өсуіне, өнеркәсіп пен құрылыстың өсуіне, сондай-ақ тұрмыстық техниканың энергия тұтынуының артуына байланысты. 2023 жылдың қыркүйегінде Шымкентте суықтың басталуына байланысты электр энергиясын тұтынудың артуына байланысты электр желілеріне жүктеменің артуы байқалды.
Шымкентте соңғы үш айда орташа есеппен тәулігіне 2 сағатқа электр қуаты өшіп қалған. Алайда кей күндері үзілістер 12 сағаттан астам уақытқа созылды.
Осы кешкі уақыттағы энергияға сұраныстың жоғарғы кезінде гравитациялық аккумуляторларды пайдалану арқылы сақталған энергияны қолдану электр желілеріне жүктемені төмендетуге көмектесер еді.

2.3. Қазақстанда және әлемде энергия тапшылығын қалай
шешуде?
Электр энергиясына деген сұраныстың артуы тек Қазақстанда емес бүкіл әлемде кездесетін проблемалардың бірі. Себебі, адамзаттың көбейіп, әлемдік экономиканың өсуі алдарынан завод, фабрикалар мен тұрмыстық

тұтынушылардың саны артып келеді. Төмендегі 3-суреттен электр энергиясына деген сұраныстың жыл сайын 15%-ға артып жатқанын көруге болады. (дерек көз: Navigant Research, 2016.)

3- сурет. Әлемдік электр энергиясын тұтыну деңгейі.
Сондықтан да кейбір елдер электр қуатының күндізгі және түнгі тұтынуының тепе-теңдігін сақтау үшін әр-түрлі шаралар іздестіруде. Мәселен, Қазақстанда 2019 жылға дейін завод, фабрикаларды түнгі режимде жұмыс жасауға ынталандыру үшін түнгі тарифті 4 есе төмен бағамен беріліп келді. Бұл шешімдер айтарлықтай нәтиже бермеді. Ал, Финляндияда түнгі және күндізгі тарифдердің айырмашылығы 100 есе, алайда мұндай жеңілдіктің өзі барлық компанияларды түнгі режимге ауыса алмауынан энергетикалық тепе-теңдік орната алмай отыр.

1. Гравитациялық энергияның көмегімен энергияны сақтау
1.1. Гравитациялық аккумулятордың ПӘК-ін есептеу.
Жасап шыққан құрылғымыздың тиімділігін тексеру үшін келесі есептеулерді жүргіздік:
Массасы 3,3 кг жүкті 1,6 м биіктікке көтеру үшін ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.