Жаңартылатын энергия көзінің жіктелуі мен тағайындалуы
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1 Жаңартылатын энергия көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.1 Жаңартылатын энергия көзінің жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.2 Күн энергиясының түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
1.3.1 Фотоэлектрлік құрылғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
1.3.2 Тұтынылатын күн энергиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..18
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің шектелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...24
1.3.5 Күн элементтерінің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
2 Күн энергиясын электроэнергияға түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...32
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін инвертордың сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
2.3 Үш фазалы бір сатылы түрлендіргіш кілттерінің жұмыс істеу принципі ... .41
2.3.1 Үш фазалы көп сатылы түрлендіргіш транзисторларының жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43
3 Үш фазалы көп сатылы күн түрлендіргішін PIC контроллер арқылы басқаруды өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
3.1 PIC контроллердің құрылымы мен тағайындалуы ... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1.1 PICMicro контроллердің кіші моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1.2 PICMicro контроллердің ортаңғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
3.1.3 PICMicro контроллердің жоғарғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .49
3.2 PIC контроллердің архитектурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...50
3.3 PIC контроллердің командалар жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...51
3.4 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің микропроцессорлық басқару жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...52
3.5 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргіші жұмысын микропроцессорлармен басқарудың логикалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...53
3.6 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің басқару сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...58
4 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..61
4.1 Экономикалық түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .61
4.2 Экономикалық есептеулер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..62
4.2.1 Жобалауға кететін шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
4.2.2 Өндіріс жұмысшыларының еңбек ақы төлеу шығын есебі ... ... ... ... ... ... ..63
4.2.3 Әлеуметтік сақтандыру бойынша аударымдарға кететін шығындар ... ... 65
4.2.4 Материалдық шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..66
4.2.5 Жаңа техниканы дайындауға жанама шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..69
4.2.6 Жабдықтарды ұстау, күнделікті жөндеу, амортизация шығындары ... ... ...70
4.2.7 Күрделі қаржы салудың сомасын өтеу мерзімін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...72
5 Өндірістегі еңбек қорғау мен қауіпсіздік шараларын ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.1 Негізгі қауіпті және зиянды факторларды анализдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.2 Еңбек қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .74
5.3 Өндіріс процесіндегі техникалық шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.1 Микроклиматтық жағдайларды жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.2 Шуды азайту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .78
5.3.3 Жарықтануды ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...81
5.3.4 Жерге қосуды ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
5.3.5 Электромагниттік өріс әсерінен қорғау шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...84
5.3.6 Өртке қарсы шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...85
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .87
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...88
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...89
1 Жаңартылатын энергия көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.1 Жаңартылатын энергия көзінің жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
1.2 Күн энергиясының түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
1.3.1 Фотоэлектрлік құрылғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
1.3.2 Тұтынылатын күн энергиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..18
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің шектелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...24
1.3.5 Күн элементтерінің құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...30
2 Күн энергиясын электроэнергияға түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...32
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін инвертордың сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
2.3 Үш фазалы бір сатылы түрлендіргіш кілттерінің жұмыс істеу принципі ... .41
2.3.1 Үш фазалы көп сатылы түрлендіргіш транзисторларының жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43
3 Үш фазалы көп сатылы күн түрлендіргішін PIC контроллер арқылы басқаруды өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46
3.1 PIC контроллердің құрылымы мен тағайындалуы ... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1.1 PICMicro контроллердің кіші моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1.2 PICMicro контроллердің ортаңғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
3.1.3 PICMicro контроллердің жоғарғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .49
3.2 PIC контроллердің архитектурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...50
3.3 PIC контроллердің командалар жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...51
3.4 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің микропроцессорлық басқару жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...52
3.5 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргіші жұмысын микропроцессорлармен басқарудың логикалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...53
3.6 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің басқару сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...58
4 Экономикалық бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..61
4.1 Экономикалық түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .61
4.2 Экономикалық есептеулер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..62
4.2.1 Жобалауға кететін шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
4.2.2 Өндіріс жұмысшыларының еңбек ақы төлеу шығын есебі ... ... ... ... ... ... ..63
4.2.3 Әлеуметтік сақтандыру бойынша аударымдарға кететін шығындар ... ... 65
4.2.4 Материалдық шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..66
4.2.5 Жаңа техниканы дайындауға жанама шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..69
4.2.6 Жабдықтарды ұстау, күнделікті жөндеу, амортизация шығындары ... ... ...70
4.2.7 Күрделі қаржы салудың сомасын өтеу мерзімін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...72
5 Өндірістегі еңбек қорғау мен қауіпсіздік шараларын ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.1 Негізгі қауіпті және зиянды факторларды анализдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.2 Еңбек қорғау бойынша ұйымдастыру шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .74
5.3 Өндіріс процесіндегі техникалық шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.1 Микроклиматтық жағдайларды жасау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.2 Шуды азайту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .78
5.3.3 Жарықтануды ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...81
5.3.4 Жерге қосуды ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
5.3.5 Электромагниттік өріс әсерінен қорғау шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...84
5.3.6 Өртке қарсы шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...85
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .87
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...88
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...89
Жаңартылатын энергия көздерінің ішінде күн энергиясы қуатты жоғары және перспективті энергия көзі болып саналады. Өсіп келе жатқан энергетикалық сұраныстың талаптарын күн энергиясымен қамтамасыздандыруға болады.
Күн энергиясын қолданудың потенциалды мүмкіндіктері көптеген зерттеушілермен дәлелденген. Қазіргі уақытта бұл бағытта әлемнің 63 мемлекетінде ұлттық бағдарламалары жұмыс жасауда. Ірі масштабты жаңартылатын энергетикалық объектілерін өңдеу арқылы дефицитті органикалық отын түрлерін үнемдеуге және қоршаған ортаның ластануынан қорғауға болады.
Дипломдық жобаның теориялық бөлімінде жаңартыланын энергия көзі және олардың жіктелуі қарастырылады. Сонымен қатар, күн элементтерінің жалпы тарихына шолу жасалып, олардың бағасының төмендеу тенденциясы көрсетілді.
Екінші бөлімде күн энергиясын электроэнергияға түрлендіру және үш фазалы түрленулердің жұмыс жасау принцпі мен сұлбалары келтірілген.
Жобаның үшінші бөлімінде PIC контроллерлерінің жұмысы. Үш фазалы көп сатылы күн сәулесінің түрлендіргішінің микропроцессорлар арқылы басқару сұлбасы өңделген.
Сонымен қатар, экономикалық және еңбек қорғау бөлімдерінде күн энергиясын түрлендіргіштің экономикалық үнемділігі және еңбек қорғау шаралары қарастырылған.
Күн энергиясын қолданудың потенциалды мүмкіндіктері көптеген зерттеушілермен дәлелденген. Қазіргі уақытта бұл бағытта әлемнің 63 мемлекетінде ұлттық бағдарламалары жұмыс жасауда. Ірі масштабты жаңартылатын энергетикалық объектілерін өңдеу арқылы дефицитті органикалық отын түрлерін үнемдеуге және қоршаған ортаның ластануынан қорғауға болады.
Дипломдық жобаның теориялық бөлімінде жаңартыланын энергия көзі және олардың жіктелуі қарастырылады. Сонымен қатар, күн элементтерінің жалпы тарихына шолу жасалып, олардың бағасының төмендеу тенденциясы көрсетілді.
Екінші бөлімде күн энергиясын электроэнергияға түрлендіру және үш фазалы түрленулердің жұмыс жасау принцпі мен сұлбалары келтірілген.
Жобаның үшінші бөлімінде PIC контроллерлерінің жұмысы. Үш фазалы көп сатылы күн сәулесінің түрлендіргішінің микропроцессорлар арқылы басқару сұлбасы өңделген.
Сонымен қатар, экономикалық және еңбек қорғау бөлімдерінде күн энергиясын түрлендіргіштің экономикалық үнемділігі және еңбек қорғау шаралары қарастырылған.
1. Твайделл Д., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Койшиев Т.К. Математическое моделирование и автоматизация проектирования оптических систем солнечных электростанции. Алматы, 2003.
3. Таклебаев К.С. Физические основы солнечно-водородной энергетики. Алма-Ата: Рауан, 1992.
4. Бекман У., С. Клейн Дж. Дарфи Расчет систем солнечного теплоснабжения. М.: Энергоиздат, 1982.
5. Уделл Свен. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии. – М.: Знание, 1980.
6. Зевеке Г.В. Теория электрических цепей. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
7. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. / под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбанина, М.Л. Самовера – М.: Энергоиздат, 1982.
8. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике – М.: Наука, 1981.
9. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. – М.: Высшая школа, 1986.
10. Бочаров Л.Н. Полевые транзисторы. – М.: Радио и связь, 1984.
11. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. – М: Высшая школа, 1985.
12. Охрана труда / под ред. Князевского Б.А. – М: Высшая школа, 1982.
13. Расчет фотоэлектрических цепей / под ред. Корндорфа С.Ф. – М.: Энергия, 1967.
2. Койшиев Т.К. Математическое моделирование и автоматизация проектирования оптических систем солнечных электростанции. Алматы, 2003.
3. Таклебаев К.С. Физические основы солнечно-водородной энергетики. Алма-Ата: Рауан, 1992.
4. Бекман У., С. Клейн Дж. Дарфи Расчет систем солнечного теплоснабжения. М.: Энергоиздат, 1982.
5. Уделл Свен. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии. – М.: Знание, 1980.
6. Зевеке Г.В. Теория электрических цепей. – М.: Энергоатомиздат, 1984.
7. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. / под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбанина, М.Л. Самовера – М.: Энергоиздат, 1982.
8. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике – М.: Наука, 1981.
9. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. – М.: Высшая школа, 1986.
10. Бочаров Л.Н. Полевые транзисторы. – М.: Радио и связь, 1984.
11. Денисенко Г.Ф. Охрана труда. – М: Высшая школа, 1985.
12. Охрана труда / под ред. Князевского Б.А. – М: Высшая школа, 1982.
13. Расчет фотоэлектрических цепей / под ред. Корндорфа С.Ф. – М.: Энергия, 1967.
АҢДАТПА
Берілген дипломдық жобада жаңартылатын энергия көзінің жіктелуі мен
тағайындалуы қарастырылды. Күн энергиясын электроэнергияға түрленуінің үш
фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасы өңделді. PIC
контроллерар арқылы үш фазалы көп сатылы күн энергиясын басқару сұлбасы
өңделіп жасалынды.
Үш фазалы көп сатылы күн сәулесінің түрлендіргішін микропроцессор
арқылы басқарудың экономикалық тиімділігі есептелді. Тіршілік әрекеттерінің
қауіпсіздігі, еңбек жағдайларының мәселелері қарастырылған.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте рассматривается классификация и назначение
возобновляемой источники энергии. Разработана схема преобразовании
солночной энергии в электроэнергию с многоступенчатым трехфазным солнечным
преобразователем. Разработана схема управления многоступенчатым трехфазным
солнечным преобразователем с помощью PIC контроллеров.
Произведен расчет экономической эффективности микропроцессорного
управление многоступенчатого трехфазного солнечного преобразователя.
Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности, условии труда.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1 Жаңартылатын энергия
көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... 9
1.1 Жаңартылатын энергия көзінің
жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
1.2 Күн энергиясының
түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...12
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
1.3.1 Фотоэлектрлік
құрылғылар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...17
1.3.2 Тұтынылатын күн
энергиясы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...18
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 20
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің
шектелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
1.3.5 Күн элементтерінің
құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...30
2 Күн энергиясын электроэнергияға
түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін
инвертордың сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
2.3 Үш фазалы бір сатылы түрлендіргіш кілттерінің жұмыс істеу
принципі ... .41
2.3.1 Үш фазалы көп сатылы түрлендіргіш транзисторларының жұмыс істеу
принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3 Үш фазалы көп сатылы күн түрлендіргішін PIC контроллер арқылы басқаруды
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1 PIC контроллердің құрылымы мен тағайындалуы ... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1.1 PICMicro контроллердің кіші моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1.2 PICMicro контроллердің ортаңғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
3.1.3 PICMicro контроллердің жоғарғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .49
3.2 PIC контроллердің
архитектурасы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .50
3.3 PIC контроллердің командалар жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...51
3.4 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің микропроцессорлық
басқару
жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.52
3.5 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргіші жұмысын
микропроцессорлармен басқарудың
логикалары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ..53
3.6 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің басқару сұлбасын
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .58
4 Экономикалық
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...61
4.1 Экономикалық
түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 61
4.2 Экономикалық
есептеулер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 62
4.2.1 Жобалауға кететін
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .62
4.2.2 Өндіріс жұмысшыларының еңбек ақы төлеу шығын
есебі ... ... ... ... ... ... ..63
4.2.3 Әлеуметтік сақтандыру бойынша аударымдарға кететін шығындар ... ... 65
4.2.4 Материалдық
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ..66
4.2.5 Жаңа техниканы дайындауға жанама
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...69
4.2.6 Жабдықтарды ұстау, күнделікті жөндеу, амортизация
шығындары ... ... ...70
4.2.7 Күрделі қаржы салудың сомасын өтеу
мерзімін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 72
5 Өндірістегі еңбек қорғау мен қауіпсіздік шараларын
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.1 Негізгі қауіпті және зиянды факторларды
анализдеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 73
5.2 Еңбек қорғау бойынша ұйымдастыру
шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..74
5.3 Өндіріс процесіндегі техникалық
шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.1 Микроклиматтық жағдайларды
жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .75
5.3.2 Шуды
азайту ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ...78
5.3.3 Жарықтануды
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..81
5.3.4 Жерге қосуды
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...82
5.3.5 Электромагниттік өріс әсерінен қорғау
шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84
5.3.6 Өртке қарсы
шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..85
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...87
Әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .88
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..89
КІРІСПЕ
Жаңартылатын энергия көздерінің ішінде күн энергиясы қуатты жоғары
және перспективті энергия көзі болып саналады. Өсіп келе жатқан
энергетикалық сұраныстың талаптарын күн энергиясымен қамтамасыздандыруға
болады.
Күн энергиясын қолданудың потенциалды мүмкіндіктері көптеген
зерттеушілермен дәлелденген. Қазіргі уақытта бұл бағытта әлемнің 63
мемлекетінде ұлттық бағдарламалары жұмыс жасауда. Ірі масштабты
жаңартылатын энергетикалық объектілерін өңдеу арқылы дефицитті органикалық
отын түрлерін үнемдеуге және қоршаған ортаның ластануынан қорғауға болады.
Дипломдық жобаның теориялық бөлімінде жаңартыланын энергия көзі және
олардың жіктелуі қарастырылады. Сонымен қатар, күн элементтерінің жалпы
тарихына шолу жасалып, олардың бағасының төмендеу тенденциясы көрсетілді.
Екінші бөлімде күн энергиясын электроэнергияға түрлендіру және үш
фазалы түрленулердің жұмыс жасау принцпі мен сұлбалары келтірілген.
Жобаның үшінші бөлімінде PIC контроллерлерінің жұмысы. Үш фазалы көп
сатылы күн сәулесінің түрлендіргішінің микропроцессорлар арқылы басқару
сұлбасы өңделген.
Сонымен қатар, экономикалық және еңбек қорғау бөлімдерінде күн
энергиясын түрлендіргіштің экономикалық үнемділігі және еңбек қорғау
шаралары қарастырылған.
1 Жаңартылатын энергия көздері
Жаңартылатын энергия көздері – ол табиғатта периодты түрде немесе
тұрақты болып тұратын энергия ағындары негізіндегі энергия көздері.
Жаңартылатын, қайта орнына келетін энергия көздеріне жел энергиясы,
кішкентай және жазық жерлердің өзендерінің энергиясы, теңіздердің
толқындарының энергиясы, термалы сулардың энергисы және күн энергиясы
жатады. Қайта орнына келетін энергия көздерін зерттеу болашақта өндірісте
негізінен жел энергиясы, гидравликалық және күн энергиялары қолданылатынын
көрсетті [1].
XX ғасырдың екінші жартысында адамзаттың техникалық іс әрекетіне тән
сипаттамалардың бірі - энерготұтынудың жылдам өсуі болып табылады. Осы
уақытқа дейін энергетика дамуы айтарлықтай қиыншылықтарға кездескен жоқ.
Энергия өндірісінің жоғарылауы негізінен мұнай және газ өнімін пайдалану
мөлшеріне байланысты болып келді. Бірақ энергетика әлемдік экономиканың
алғашқы ірі саласы болып өзінің дәстүрлік шикізат базасының сарқылу
жағдайына жолықты. Өткен ғасырдың 70-жылдардың басында көптеген елдерде
энергетика дағдарысы басталды. Бұл дағдарыстың себептерінің бірі қазба
энергетикалық қордың аздығы боды. Сонымен қатар, мұнай, газ және көмір
үдемелі қарқынмен дамып жатқан химия өндіріснің шикізаты құнды болып
табылады. Сондықтан қазіргі уақытта энергияның тек дәстүрлік қазба қорларын
пайдалану арқылы ғана оның жоғары қарқынды даму үрдісін сақтап қалу қиындап
барады. Бұл пайда болған дағдарысты шешудің 2 бағыты бар:
1) электр энергиясын шығаратын және бір уақытта ядролық отынды
өндіретін атомдық көбейткіш-реакторларды өңдеп шығару;
2) күн энергиясын кеңінен қолдану.
1.1 Жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі
Жаңартылатын энергия көздері негізгі энергияның негізінде жіктелуі
келесідей болады:
а) биомассалар энергиясы – қалдықтар (қатты, сұйық және газ тәріздес),
ауылшаруашылық қалдықтар, басқа тұрмыстық энергиялардың қалдықтары,
сондай–ақ биомассалардан ферментацияланатын газдардан алынатын өнімдер
энергиясы;
б) гидравликалық энергия – су ағысының кинетикалық энергияның
негізіндегі кез-келген қуатты гидро энергетикалық агрегаттардан өндірілген
энергия;
в) күн энергиясы – күн радиациясынан болатын энергия, жылулық–күндік
түрлену тәсілімен фототүрлену технологиясының негізінде алынытын электр
энергиясы;
г) жел энергиясы – энергетикалаық жүйеге жеткізілетін және
түрленуден алынатын немесе желдің электрлік потенциялынан электр энергиясын
тікелей жергілікті тұтынатын энергия;
д) геотерметикалық энергия – төменгіпотенциалды жылу энергиясы.
Жел энергиясы – бұл жер атмосферасы температурасының әртүрлілігі
салдарынан болатын күн энергиясының жанама формасы. 80-ші жылдары 1 кВт*с
жел энергиясының бағасы 70%-ға дейін түсті, қазір 6 – 8 цент тұрады, бұл
көмірді жағатын жаңа жылу электростанцияларына бәсекелестік тудырады.
Мамандар жел турбиналарының әлі де өңделіп, тиімді болатынына сенімді.
Жел энергиясының жылдамдығы 5 мсек жоғары кезде электрэнергиясын алуға
болады.
Қазақстанда желэнергетикасының дамуының өзіндік артықшылықтары бар.
Алға қойған 2030 бағдарламасы бойынша 2010 жылға ЖЭС-тарда 500мВт өндіру
жоспарланды. Бұл бағдарламаға БҰҰ-да қызықты. Қазақстандағы
желэнергетикасын дамытуға өздерінің техникалық көмегінің жоспарын
дайындады. Бұл жоспардың орындалуына глобалды экологиялық фонд (ГЭФ)
шамамен 2,5 млн. доллар бөлді.
1.1- суретте жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі көрсетілген.
1- Сурет – Жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі
Су біздің планетамыздың 71%-ін құрайды. Теория жүзінде әр тамшыда
энергия бар. Бүгінгі таңда әлемдегі өндірілетін элекроэнергияның бестен
бірі ГЭС-қа тиесілі.
Су энергиясының артықшылықтары:
а) энергияның түрленуі өте жоғарғы ПӘК-пен орындалады. Бұл дегеніміз
қолданатын энергияның көп проценті элкетр тогына айналады;
б) бұл энергоресурсын қолдану кезінде зиянды заттар бөлінбейді;
в) қоршаған ортаға бөлінетін жылу аз мөлшерде, типті жоқ.
Бастапқы кезден-ақ энергияны алу түрі ол – отын . Бұл биомассаны
қолдану болып табылады. Фотосинтез әрекетіне бола биомассаларда күн
энергиясы сақталады. Жыл сайын әлемде 80 млрд. тонна биомасса өсіп шығады.
Геотермия – бұл жер қойнауындағы жылу қорларын пайдалану. Ол әр
қашанда, әр жерде кездеседі. Жылдың кез-келген уақытында климатқа тәуелсіз.
Геотермиялық энергияны негізгі екі әдіспен қолдануға болады –
электроэнергияны өндірумен үйлерді, ғимараттарды, кәсіпорындарды жылытуға
болады. Оны қандай мақсатта қолданатыны бізге келетін формасына байланысты.
Кейде су жер астынан құрғақ бу ретінде шығады. Бұл құғақ бумен
турбиналардың айналуы арқылы электрэнергиясын алуға болады.
Геотермалды энергетика айтарлықтай АҚШ-та, Филиппинада, Мексикада,
Италияда, Жапонияда, Ресейде дамыған. Ең қуатты ГеоЖЭС (50 МВт) АҚШ-та
салынған — ГеоЖЭС Хебер [2].
1.2 Күн энергиясының түрленуі
Қоршаған ортаның қазба көздерінің, ең алдымен көмір мен ядролық
отындардың жануынан болған өнімдермен ластануы жер бетінің экологиялық
жағдайының нашарлауының себебі болып табылады. Сонымен қатар, отынның
қандай түрі болмасын жануыннан пайда болатын планетаның "жылумен
ластануының" маңызы өте зор. Бірқатар ғалымдардың берген бағасы бойынша Жер
бетіндегі энергия өндірілуінің жоғарғы шегінің рұксат етілген деңгейі, осы
кездегі орташа элемдік деңгейден екі есе жоғары екендігі анықталған.
Энергопайдаланудың осылай өсуі Жер бетінің температурасын мөлшермен бір
градусқа жоғарылатуы мүмкін. Планетаның энергобалансының осындай масштабта
өзгеруі, климатты қайтымсыз қауіпті өзгеріске ұшыратуы мүмкін. Осы
жағдайлар, Жер бетінің экологиялық балансын бұзбайтын жаңартылған энергия
көздерінің кеңінен пайдаланылуының маңызы жоғары екендігін көрсетеді [2].
Бірден бір энерия көзі – Күн болып табылады.
Күн энергиясын қолдану атмосфераның ластануы мен температурасының
жоғарылауына әкелмеуі және радиоактивті қалдықтарды сақтаудың қажетсіздігі
көптеген елдердің ғалымдарын қызықтыруда. Ғарыштық мақсатта қолданылатын
күн энергиясын электр энергияға түрлендірудің белгілі тәсілдерін жер
бетінде қолдану экономикалық жағынан тиімсіз. Сондықтан ғалымдар
түрлендірудің ПӘК-ін жоғарылату және күн энергиясының бағасын төмендету
жұмыстарын жүргізуде.
Жер бетіне 18∙1010 кВт∙сағ энергия түседі, бұл адамзаттың барлық
өндірген қуаттан 18 000 есе көп.
Күн энергиясын қолдануға негізінен екі бөгет бар:
1) тәуліктік және мезгілдік тербелістер;
2) күн сәулесі шоғырлану тығыздығының аздығы.
Күн төбеде болып, бұлттар болмаған жағдайда 1м2-қа тек қана 1 кВт
келеді. Жалпы жағдайларда күн радиациясының тығыздығы атмосфераның сыртында
– шамамен 1,4 кВтм2, ал Жер бетінде – 0,7 кВтм2. Сонымен қатар жарық
уақыттың ұзақтығы шамамен 25%. Сондықтан шоғырландырғыштарды қолдану қажет.
Алайда күн энергиясы өте жоғары деңгейде түсетіндігімен сипатталатын Жердің
экваторлық белдеуінде және осы белдеуге жақын орналасқан аудандардағы елдер
үшін күн энергиясын пайдаланудың юолашағы өте зор болып саналады. Мысалы,
Орталық Азияның бірқатар аймақтарында тікелей түсетін күн сәулесінің
ұзақтығы жылына 3000 сағатқа дейін жетеді, ал күн энергиясының жазықтық
бетіне түсуі жылына шамамен 1500-1850 кВт∙сағм2 құрайды [1].
Күн энергиясын қолданудағы тағы да бір көкейтесті мәселе – ол күн
энергиясының өздік құнының қымбаттығы. 60-жылдардан бастап көптеген дамыған
елдердің ұлттық бағдарламаларында күн элементтерінің бағасын түсірудің 3
жолы көрсетілген:
1) күн элементтерін өндірудің технологиясын арзандату;
2) ПӘК-і жоғары (20÷30%) күн элементтерін шоғырландырғыштармен қолдану;
3) ПӘК-і төмен, арзан күн элементтерін шығару.
Біздер осы бағдарламалардың негізінде күн элементтерінің бағасының
түсуінің келесідей шолуын жасадық:
Өткен ғасырдың 60-жылдардың ортасында күн элементтерінің бағасы 1кВт-
қа шамамен 200000-400000 доллар болды.
Сол ғасырда 70-жылдардың басында күн элементтерінің бағасы 125000
доллкВт-қа дейін төмендеген. Бұл ірі электр станцияларын экономикалық
жағынан тиімді қолдану шамасынан 1000 есе көп болды.
Уақыт өте 70-жылдардың екінші жартысында жер бетінде қолданылатын күн
элементтерінің жарықтығы 1000 Втм2 кездегі орташа бағасы 20000 доллкВт
болды.
Он жылдықтан кейін 80-жылдардың ортасында күн элементтерінің бағасы
айтарлықтай 10000 доллкВт дейін төмендеді.
Күн элементтерін өндірудің жаңа технологиясының негізінде 90-
жылдардың ортасында күн элементтерінің орта бағасы 5000 доллкВт дейін
түсті.
Күн элементтерінің бағасының түсуіне байланысты 90-жылдардың басында
фотоэлектрлік құрылғылар жасалды. Бұл фотоэлектрлік құрылғылардың бағасы
айтарлықтай 90-жылдардың басындағы 15400 еврокВт-тан 2000 жылы 6012
еврокВт-қа дейін төмендеді.
Осы фотоэлектрлік құрылғылармен өндірілетін электр энергияның бағасы
төмендеуде: 2000ж – 50,62 еврокВт; 2001ж – 50,62 еврокВт; 2002ж – 48,10
еврокВт; 2003ж – 45,75 еврокВт; 2004ж – 43,45 еврокВт.
Күн элементтерінің бағасын түсірумен қатар олардың ПӘК көтеру қажет
болды. 60-жылдардың басында күн элементтерінің ең жоғары ПӘК 7% болатын.
Күн элементтерінің дамуынан бастап негізінен кремнийлік, кадмий сульфиді,
галий арсениді және жұқа қабатты күн элементтері қолданылды. Осының ішінде
галий арсенидінің ПӘК-і салыстырмалы жоғары (26% дейін), бірақ оның өздік
құнының жоғарылығына байланысты экономикалық жағынан тиімсіз болды. Қазіргі
кезде монокристаллды және поликристаллды кремнийлік күн элементтері
қолданылады. Кремний, табиғаттағы ең жақсы зерттелген материалдардың бірі
болып табылады және таралуы бойынша оттегіден кейін екінші орында.
Кейінгі кездерге дейін жер бетінде қолданылатын күн батареяларында
ғарыштық сияқты салыстырмалы түрде қымбат монокристаллды кремний негізінде
жасап келді. Бастапқы кремнийдің құнын төмендету, элементтерін даярлаудың
прогрессивті технологиясы мен кесектерден пластин даярлаудың жоғары
өндірістік тәсілдерін өңдеу олардың негізінде жасалған жер үсті күн
батареяларының құнын біраз арзандатуға мүмкіндік берді. Ары қарай құн
арзандату жұмыстарының негізгі бағыттары болып табылады: арзан негіздегі,
соның ішінде таспалық, поликристаллдық кремний элементтерін алу, аморфты
кремний және басқа да жартылай өткізгіш материалдар негізінде арзан
жұқақабаттық элементтерді өңдеу, концентриленген күн сәулесін кремний
негізіндегі және салыстырмалы түрде жаңа жартылай өткізгіш алюминий-галлий-
мышьяк материалдары сияқты жоғары тиімді элементтердің көмегімен өзгерту.
Кейінгі жылдары элемде концентриленген күн сәулесімен қызмет ететін
кремнийлік күн элементтерін өңдеуде елеулі прогресске қол жетті.
Осы ғасырдың 2003 жылы BP Solar компаниясы ПӘК 18,3% күн элементін
жасап шығарды. Бұл кремнийлік күн элементтерінің арасындағы әлемдік рекорд
болды.
Арада жыл өте 2004 жылы жалпы алынған күн энергиясының қуаты шамамен
~1,2∙106 кВт болды. Дүние жүзі бойынша күн элементтерін шығаруда бірінші
орында – Жапония, одан кейін Еуропа мен АҚШ тұр.
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі түрлері
Күн энергиясының концентрациясы ПӘК қолайлы жылу қозғалтқышының
жұмысына жеткілікті температураны () алуға мүмкіндік береді. Диаметры
30 м асатын параболидты концентраторларды жасау қиын, бірақ бұндай бір
құрылғының қуаты 700 кВт, бұл құрылғымен 200 кВт электроэнергия алуға
болады. бұл шағын энергожүйелерге жеткілікті, бірақ стационарлы коммуналды
желілерге жеткіліксіз.
Мысалы, 104 кВт электроэнергия алу үшін қандай күн электростанциясын
құру керек? Бұны шешудің екі нұсқасы бар: бөліп орналастырылған
коллекторлар және орталық күндік мұнаралы жүйелер.
Бөліп орналастырылған коллекторлар. Концентраторлар міндетті түрде
параболоид формасында болуы қажет емес, бірақ параболоид болғаны жөн. Әрбір
коллектор сұйықтықтың күн энергиясын жылу тасмалдаушыға береді, барлық
коллекторлардан келетін ыстық сұйықтық орталық энергостанцияға жиналады.
Егер жылу тасымалдаушы бу турбинасында қолданылса су буы немесе қандай да
бір термохимиялық орта, мысалы, диссоциацияланған аммиак болуы мүмкін.
Аммиактың диссоциациясы мен синтезіне негізделген құрылғының сұлбасы 1.2-
суретте көрсетілген.
1-айна; 2-қабылдағыш; 3-жылуалмастырғыш; 4-жылу қозғалтқышы;
5-синтез камерасы; 6-сепаратор; 7-басқа айналарға.
1.2-Сурет – Күн энергиясын жинаушы түріндегі аммиактың диссоциациясы
мен синтезі
Бұл сұлбаның негізгі артықшылығы – химиялық реагентті қолданған
жағдайда коллектор мен жылу қозғалтқышының арасында шығындар болмайды, яғни
жылуды үлкен қашықтықтарға немесе ұзақ уақыт бойы тасымалдауға болады.
Мысалы, кештен бастап түні бойы, бұл электроэнергияның үздіксіз шығарылуына
мүмкіндік береді. Бұл жүйеде күн сәулесі қабылдағышқа жиналады, бұнда газ
тәрізді аммиак үлкен қысымда (шамамен 30МПа) сутегіге және азотқа
диссоциацияланады. Бұл реакция эндотермиялы, энергия ақаулығы кДжмоль
NH3; күн сәулесі осы реакцияның жүруіне қажетті энергиямен
қамтамасыздандырады. Синтездеу камерасында катализатор болған жағдайда N2
мен H2 ішінара рекомбинацияланады, осы кезде шығатын жылуды ішкі жылу
қозғалтқышын және басқа да құрылғыны қосу үшін қолдануға болады. Синтез
камерасынан шығатын ағын суытылады, бұл аммиактың төмендеуіне әкеледі.
Күн мұнаралары. Бұл нұсқаның мақсаты – күн сәулесін мұнараның төбесіне
орналастырылған орталық қабылдағышқа шағылдыратын, үлкен ауданда Күнді
қадағалайтын жазық айналарды орналастыру.
1.3.1 Фотоэлектрлік құрылғылар
Фотоэлектрлік энергияның пайда болуы, жартылай өткізгіште
электромагнитті сәулеленуді жұту кезінде кеңістікте оң және теріс заряд
тасымалдаушылардың бөлінуімен түсіндіріледі. Электр өрісінде бұл зарядтар
ішкі тізбекте электр тоғын тудыру мүмкін. Өткел жерлерінде немесе
материалдың біртекті емес жерлерінде ішкі электростатикалық өріс болады.
Жартылай өткізгіш – жартылай өткізгіш немесе металл – жартылай өткізгіш
структуралы фотоэлементтердің ішкі өрістері күн сәулелену ағынының
тығыздығы шамамен 1 кВт∙м-2 кезінде шамамен 0,5 В болатын потенциалдар
айырмасын және 200 А∙м-2 болатын ток тығыздығын тудырады. Орташа сәулелену
кезінде өндірістік фотоэлементтердің ПӘК 10-20 % және олар күніне шамамен 1-
2 кВт∙м-2 электр энергиясын шығара алады.
Жартылай өткізгішті өткелдегі құрылғыларды фотоэлементтер немесе күн
элементтері деп атайды. Олардың өздері ЭҚК көздері болып келеді.
Фотоэлектрлік құрылғылар – сәулелену ағыны әсерінен жұмыс жасайтын электр
энергия көзі. Күн элементтерінің электр тоғын шығаруы тәуліктік, мезгілдік
және кездейсоқ өзгермелі сәулеленуге тікелей байланысты. Күн энергиясын
тиімді пайдалану тек фотоэлементтің ПӘК-не байланысты емес, сонымен қатар
ішкі тізбектегі жүктеменің динамикалық келісімділігіне де байланысты. Бұл
жағынан фотоэлектрлік құрылғылар басқа энергия түрлендіргіштеріне ұқсас,
алайда нақтысында айырмашылықтары болуы мүмкін (мысалы, жүктемені
максималды қуат бойынша реттеу құрылғылары ретінде тұрақты тоқ
түрлендіргіштері қолданылуы мүмкін).
Көптеген фотоэлементтер – кремнийлі жартылай өткізгішті фотодиодтар.
Бірінші фотодиодтар 1954 жылы жасалған. Оларды дайындау технологиясы тез
жетілдірілуде. Қазіргі кезде жартылай өткізгішті күн батареяларының
көмегімен Жердің жасанды спутниктері энергиямен қамтамасыздандырылуда.
1.3.2 Тұтынылатын күн энергиясы
Қарапайым күн элементінде, мысалы, кремнийлік күн элементінде
фототоқты генерациялау үшін келесідей тұжырымдар орын алады:
1) Жұтылған фотонның энергиясы фототоқты генерациялауға жеткіліксіз
болса (), онда ол материалдың қызып кетуіне әкеледі. Бұл 1.3-
суреттегі А ауданына сәйкес келеді.
2) Жұтылу жолағының шекарасынан шығып кететін сәулелену жиіліктерінде
() де, фотон энергиясының артықтығы () да материалдың
қызып кетуіне әкеледі. Бұл 1.3-суреттегі С ауданына сәйкес келеді.
3) Сонымен, рұқсат етілмеген аймақтың тиімді ені бар, бұл кезде
жұтылатын күн сәулесі электр энергиясының генерациясы үшін
максималды қолданылады. Бұл 1.4-суретте көрсетілген. Бұл суреттен
көріп отырғанымыздай, температура үлкен болған кезде тиімділік
төмендейді. Бұнда негізгі материалдардың рұқсат етілмеген аймағының
енінің мәндері көрсетілген.
а) б)
а)-интенсивтіліктің фотон энергиясына тәуелділігі;
б)-фотон ағын тығыздығының фотон энергиясына тәуелділігі.
1.3-Сурет – Күн сәулеленуінің спектралды жіктелуі
Фотоэлементке түсетін күн сәулесінің спектралды жіктелуі күн сәулесінің
атмосферадан өту бұрышына, атмосфераның бұлттылығына, ластануына және т.б.
байланысты. Қоршаған ортаға байланысты оптикалық массалар ажыратылады: АМ1-
ге қақ төбедегі күн, АМ2-ге күннің 60о бұрышпен түсуі, ал АМ0-ге космос
сәйкес келеді. Күн элементтерін өңдеп жасау кезінде стандарт ретінде АМ1
жағдайын таңдайды.
4)Тек қана энергиясы 1.3-суреттің В ауданына сәйкес келетін фотондар,
күн элементінде фототоқты генерациялауға қатысады. Күн сәулесінен келетін
толық энергиясындағы бұл фотондардың үлесі [B(A+B+C)] шамамен 47 %
құрайды. Нақты мәні спектралды жіктеуге байланысты сәл өзгеріп отырады.
Егер фотон тығыздығының (N) энергия () бойынша жіктелуі
болсын.
1.4-Сурет – Гомоөтпелі күн элементтерінің максималды күтілетін
тиімділігінің рұқсат етілмеген аймақтың еніне тәуелділігі
Онда фотонды жұту кезіндегі фотоэлемент тудыратын энергияның
максималды теориялық мәні келесі формула бойынша анықталады
, (1.1)
бірақ
, (1.2)
сондықтан
. (1.3)
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік қасиеттері
Фотоэлементтерді, басқа да түрлендіргіштер сияқты электр энергияны алу
үшін қолдануға болады. 1.5-суреттегі эквиваленттік диаграммада генератордың
негізгі макроскопиялық сипаттамалары келтірілген.
Құрылғының оң бағытталған тоғы І толықтай фотоэлементтің оң
бағытталған тоғымен сәйкес келеді. Тұрақты радиационды ағын кезінде 6-
суретте келтірілген вольт-амперлік сипаттаманың асимметриясы қараңғылық
тоқтың ІD болуымен анықталады. Бұл диодтық сипаттаманың ауданына тиісті,
мұндағы V – оң, ал І – теріс.
1.5-Сурет – Күн элементінің эквивалентті сұлбасы
Энергияның максимум шамасы, егер V және І шамаларын, сәулелену мен
жүктеме кедергісін өзгерткен жағдайда олардың көбейтіндісі максимал қуат
сызығына сәйкес келетіндей етіп ұстағанда ғана болады. Бұл әруақытта дерлік
кернеудің шамасы 25%Vос шамасына сәйкес келеді. Аккумуляторлық батареяның,
жүктемедегі кернеу тізбектегі тоқ күшіне байланысты болған жағдайдағы таза
омдық жүктемеден айырмашылығы – тоқ күші өзгерген жағдайда потенциалдар
айырымының өзгеріссіз қалуы. Сондықтан аккумуляторлық батарея үшін V мен І-
ты вольт-амперлік сипаттамадағы максималды қуатсызығының қасында болатындай
реттеп отыруға болады. Сонымен, аккумуляторлық батареяларды қоса отырып,
кез келген жүктеме үшін ең жақсы параметрлерге максимал қуат бойынша
жүктемені реттеу құрылғысын қолдану арқылы жетеді. Бұл құрылғылар тұрақты
тоқты тұрлендіргіштерге жатады. Оларды тізбекте қолдану жүктемедегі
максимал шығыс қуаттың 95 % пайдалы тұтынуға мүмкіндік береді.
1.5-суретте келтірілген эквивалентті диаграммадан келесі өрнекті
аламыз
. (1.4)
Қараңғылық тоқ үшін келесі өрнек жазылады
. (1.5)
Кремний үшін А∙м2.
1.6-Сурет – 33 кремнийлік элементтен тұратын күн батареясының вольт-
амперлік сипаттамасы
Реалды сипаттамаларды дәл сипаттау үшін мұнда идеалдық коэффициенті А
ендірілген. Барлық фотоэлементтер үшін . А коэффициентінің үлкен
шамалары вольт-амперлік сипаттамада қисықтардың пайда болуына әкеледі, яғни
максималды қуатты азайтады. Бұл эффект қосымша фактор деп аталады. бұл
кристалл ақауларындағы электрондар мен кемтіктердің рекомбинациясының
күшеюіне әкеледі.
Фотоэлементтің қыздырылуы Vос төмендетеді және Isc жоғарылады, бұл
вольт-амперлік сипаттаманың өзгерісіне әкеледі. Элемент материалының
температурасының өсуі кезінде Rsh (әдетте шексіз үлкен деп алынады)
және Rs (мүмкіндігінше аз етіп алынады) азаяды. Сәулелену 1 кВт∙м-2
кезіндегі кремнийлік элементтің қызуының әсерін сипаттайтын эмпирикалық ара
қатынас келесідей болады
(1.6)
(1.7)
мұндағы – реперлік температура;
– материал температурасы;
a, b – температуралық коэффициенттер ;
.
Температураның жоғарылауының нәтижесінде, жеткізілетін қуат азаяды.
Кремнийлік фотоэлемент үшін эмпирикалық тәуелділігі келесідей түрде
болады
(1.8)
мұндағы .
Эквивалентті тізбекті анализдеуден көріп отырғанымыздай, энергияны
жоғары тиімділікпен алу үшін келесідей шарттар орындалған кезде мүмкін
болады:
1) ІL тоғы максимал болуы қажет. Бұны фотон шығындарын минимумға
әкеліп, яғни потенциалды бөгеуіл аймағындағы жұтылу, беттің шағылу
коэффициентін төмендету, донорлар концентрациясын жоғарылату және
рекомбинация орталарының концентрациясын төмендету арқылы іске
асыруға болады.
2) Қараңғылық тоқ ІD минималды болуы қажет. Мысалы, донорлардың
концентрациясын көбейту арқылы.
3) Rsh кедергісі мүмкіндігінше үлкен болуы қажет. Бұған фотоэлементтің
бетін мұқият тазарту арқылы қол жеткізуге болады.
4) Rs кедергісі аз болуы қажет. Бұл тасымалдаушылардың электрлік
контактілерге дейінгі аралығы аз болғанда және кедергісі аз
контактілер мен жүктемелерді қолданған кезде мүмкін болады.
5) Тиімді қуатты алу үшін шарты орындалуы қажет.
Күн элементтерінің батареясы параллель қосылған модульдердің
комбинациясынан тұрады. Әрбір модуль тізбектей қосылған фотоэлементтердің
комбинациясынан тұрады. Ал әрбір фотоэлемент параллель қосылған
элементтерден құралған. Бұл 1.7-суретте көрсетілген. Модульдің ашық
тізбегінің контактілеріндегі максимал кернеу шамамен 15В, ал модуль арқылы
өтетін максимал тоқ шамамен 1,5 А.
а) б) в)
а) -элемент; б)-33 элементтен тұратын модуль;
в)-батаерея; 1-сыртқы контакт; 2-ішкі контакт.
1.7-Сурет – Кремнийлік күн элементтерінің құрылғыларының сұлбалары
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің шектелуі
Күн элементтерінің тиімділігі әртүрлі шығындардың әсерінен шектелген;
олардың кейбіреулерінен құтылуға болады, ал кейбіреулері жүйенің өзінде
орын алған. Бір шектеулер анық және олар тәуелсіз басқарыла алады, ал
басқалары күрделі және материалға әсер етпей басқарыла алмайды. Мысалы,
қоспаның концентрациясын көбейткен, оң да, теріс те әсер ете алады. 1.1-
кестеде кремнийлі p-n-өтпелі сәулеленуі АМ1 жағдайына сәйкес келетін күн
элементтеріндегі шығындар келтірілген.
Төменде АМ1 жағдайында 100%-ға тең деп саналатын, толық сәулеленуге
сәйкес келетін пайыздық қатынастағы шығындар келтірілген. Шығындар
фотоэлементтің бетінен түбіне дейінгі бағытта көрсетілген.
1.1-Кесте – Кремнийлік күн элементтерінің тиімділігінің шектеулері
Берілген процесте Қуат ТиімділікЕскерту
кететін шығындарданшығындары, %
кейін қалатын
энергия, %
1 2 3 4
77 23 0,77 Фотожұту жоқ:
44 33 0,57 Фотондардың артық энергиясы
жылуға айналады:
43 1 0,97 Беттен шағылу
42 0,4 0,99 Кванттық ПӘК-і
39 3 0,92 Алдыңғы беттегі
контактілердің шектелген
ауданы
19 20 0,5 Потнециал шығындары:
15 4 0,81 Қисықтық факторы-максималды
қуат
10 5 0,65 Қисықтың қосымша факторы А,
рекомбинациялық шығын
9,7 0,3 0,97 Қосымша кедергі
9,6 0,1 0,99 Шунттаушы кедергі
10 – – Пайдалы қуат
1) Фотоэлементтің беткі жағындағы контактілердің шектелген ауданы
(шығын шамамен 3%). Беттің қосымша кедергісімен байланысты
шығындарды азайту үшін фотоэлементтің бетіндегі электр тоқты
металл контактілердің торымен жинайды. Бұл контактілердің
ауданы шектелген және белсенді беттің тек бір бөлігін ғана
жабады. ПӘК-ті есептегенде бұл шығын түрі әр уақытта ескеріле
бермейді.
2) Беткі жағынан шағылу (шығын шамамен 1%). Егер сақтанудың
арнайы шараларын қолданбаса, күн сәулесінің жартылай
өткізгіштен шағылу коэффициенті өте жоғары болады – шамамен
40%. Бұл шаманы 3% дейін төмендетуге болады. Ал егер жартылай
өткізгіштің бетін жұқа қабықшамен қаптаса, немесе басқа
жолдармен өңдесе, бұл шаманы одан да төмен түсіруге болады.
Жартылай өткізгіштің бетін шағылатын сәуле жұтылатындай құрастырып,
шағылудағы шығындарды азайтуға болады. Бұндай беттердің түрлері 1.8-суретте
көрсетілген. Кристалды химиялық өңдеу арқылы текстуралы бетті алуға болады.
а) б)
а)-текстуралы;
б)-структуралы.
1.8-Сурет – Жұту қабілеттілігі жоғары беттердің түрлері
3) Рұқсат етілмеген аймақтың ені аз энергиялы фотондар (шығын
шамамен 23%). Энергиясы болатын фотондар, электр тоғын
генерациялауға қатыса алмайды. эВ болатын кремний үшін
толқындардың белсенді емес ұзындықтары (∙10-4 м) АМ1
жағдайында сәулеленудің 23% құрайды. Бұл фотондардың жұтылуы
фотоэлементті қыздырады, нәтижесінде жүйенің үнемділігінің
төмендеуіне әкеледі. Теориялық түрде бұл фотондар фильтрлердің
көмегімен ажыратылуы мүмкін. Бірақ артық жылуды комбинирленген
жылу және энергожүйелерінде қолданған “энергетикалық
тиімдірек” болады.
4) Артық энергиялы фотондар (шығын шамамен 33%). Белсенді
фотондардың артық энергиясы () да жылу шығарады.
5) Кванттық тиімділік (шығын шамамен 0,4%). Кванттық тиімділік
дегеніміз – электрондық-кемтіктік қостарын түзуге қатысатын
жұтылған фотондардың үлесі. Фотоэлементті дайындау кезінде
материалдың қалыңдығы, түсетін сәулеленудің кем дегенде 95 %
жұтуға жеткілікті болуын ескеру қажет. Фотоэлементтің ішкі
жағына шағылдыратын қабатты орналастыру арқылы сәулеленуді
жұтушы материал арқылы қайтадан өткізу мүмкін болады.
6) Тоқты генерациялаудың тиімділігі. Тоқты генерациялау
тиімділігін сипаттайтын параметрді жоғарыда аталған шығындарды
ескеру үшін, немесе тасымалдаушылардың генерациясынан кейінгі
зарядтарды жинау тиімділігін анықтау үшін қолдануға болады.
Толық ПӘК-ң бұл құраушысы күн элементінің ішкі тізбегінде
тоқтың туындауына қатысатын электронды-кемтіктік қостардың
сәулелену ағынының әсерінен пайда болған үлесі ретінде
анықталады. Күн элементінің толық кедергісі 10% болған
жағдайдағы тоқты генерациялау тиімділігі, әдетте, 0,7 құрайды.
Бұл параметрдің шамасын 0,9-ға дейін жоғарылатсақ, бізге толық
ПӘК-ң 20% және одан да жоғары шамаға дейін қол жеткізе аламыз.
Сондықтан, тоқты генерациялау тиімділігін жоғарылату, күн
элементтерін жетілдірудің негізгі мақсатына айналады.
Бұл параметрді өзгертудің әртүрлі жолдары бар. Жартылай өткізгішті
фотоэлементтің сипаттамаларын жақсарту мүмкіндіктерінің бірі –
фотоэлементтің ішкі жағынан металл контактінің қасынан қосымша потенциалды
бөгеуілді құру. p-n-өтпеліден кейін қоспасының концентрациясы
жоғарылатылған қабат құрылады.
7) Потенциалдың шығындары (шамамен 20%). Әрбір жұтылған фотон
потенциалдар айырымы (кремний үшін 1,1В) болатын
электрондық-кемтіктік қосты құрады. Бірақ, ішкі тізбектегі ЭҚК
тудыруға бұл потенциалдың тек бөлігі (VB) ғана қатысады.
Потенциалдың шығынын шамасы сипаттайды. Ол келесі
формуламен анықталады
(1.9)
Кремнийлік элементтерде шамасы 0,6 (меншікті кедергісі 0,01Ом∙м)
мен шамамен 0,5 (меншікті кедергісі 0,1Ом∙м) арасында өзгеріп отырады,
сәйкесінше VB шамасы 0,66 мен 0,55 В арасында өзгеріп отырады.
Қоспалардың концентрациясын көбейту шамасының жоғарылауына
әкеледі (меншікті кедергісі 0,01 Ом∙м болатын кремнийлік элементтердің
және мәндері меншікті кедергісі 0,1Ом∙м болатын кремийлік
элементтерінен көп). Меншікті кедергісі 0,01 Ом∙м болатын материал үшін
кремнийдегі қоспаның максималды мүмкін болатындай концентрациясы шамамен
1022 м-3. GaAs жасалған фотоэлементтің .
8) Қисықтық факторы Fc (шығын шамамен 4%). Күн элементінің вольт-
амперлік сипаттамасы p-n-өтпелінің сипаттамасымен тығыз
байланысты. Егер күн элементінің шығысындағы кернеу
дейін өссе, онда тікелей ығысу артады, нәтижесінде өтпе арқылы
өтетін ішкі рекомбинацияланатын тоқ Іr шамасы өседі. Бұл
эффект жүйедегі шығынның негізгі себебі. Сипаттаманың
экспоненциалды формасына байланысты максимал қуат шамасы
көбейтіндісінен аз.
Қанығу параметрі деп те аталатын, қисықтық факторы келесідей
анықталады
(1.10)
Кремний үшін қисықтық факторының максималды шамасы .
9) Қисықтың қосымша факторы (шығын шамамен 5%). Реалды күн
элементтерінің вольт-амперлік сипаттамалары келесі байланыспен
сипатталады
(1.11)
Жоғарыда көрсетілген (11) теңдеудегі А коэффициенті (көптеген өнеркәсіптік
фотоэлементтер үшін А2) өтпе аймағындағы рекомбинацияның күшеюіне әкеледі.
Сонымен қатар, бұл және І0 шамаларының өзгеруіне әсер етеді,
сондықтан шығыс қуаттың ең тиімді шамасы тек А=1 болған жағдайда мүмкін
болады.
Күн элементтеріндегі рекомбинация жылдамдығын төмендету келесі шарттар
орындалғанда мүмкін болады:
а) диффузионды ұзындық үлкен(кремний үшін 50÷100∙10-6 м). Бұл
тасымалдаушылардың ұзақ уақыт“өмір сүруін”талап етеді(кремний үшін 10-4 с);
б) өтпе элемент бетінің қасында орналасқан. Өтпені элемент бетінен
қарапайым кремнийлік элементтердегідей 0,35∙10-4 м дейін емес, “күлгін”
элемент сияқты 0,15∙10-4 м аралығында орналастырған жөн;
в) қоспаның болуына тәуелсіз материалдың ақаулығы аз болуы қажет.
10) Қосымша кедергі (шығын шамамен 0,3%). Күн элементтерінде заряд
тасымалдаушылар материалдан өткізгіштік контактілерге
диффузияланады. Контакт ішкі жағынан элементтің барлық бетін
жаба алады, сондықтан беттің кедергісі өте аз болады. Бірақ
элементтің беткі жағын Күн максималды жарықтандыру қажет,
сондықтан контактілер алып отырған аудан минимум болуы қажет.
Бұл тасымалдаушылардың жолын алыстатып, қосымша кедергінің
пайда болуына әкеледі. Қазіргі кездегі жетістіктердің
нәтижесінде, элементтің беткі жағының қосымша кедергісі 20Ом-
нан 0,1 Ом-ға дейін төмендетілді.
11) Шунттаушы кедергі (шығын шамамен 0,1%). Фотоэлемент бетінің
немесе барлық көлемінің құрылымындағы ақаулардың нәтижесінде
шунттаушы кедергі пайда болады. Қазіргі заманғы технология
бұндай ақаулардан құтылуға мүмкіндік береді, сондықтан
монокристалды кремнийлі элементтегі шунттаушы кедергіні
ескермеуге болады. Ал поликристалды элементтерде шунттаушы
кедергі көбірек болуы мүмкін.
12) Пайдалы қуат (кремнийлі элементтерде шамамен 10-14%). 1-
кестеде барлық шығындарды ескерген жағдайдағы фотоэлементпен
шығарылатын пайдалы қуаттың шамалары келтірілген. Кремнийлік
күн элементтерінің максимал ПӘК-і 22-25%, гетероөтпелі немесе
сатылы өтпелі элементтерде – шамамен 30%, энергияны
шоғырландыратын жүйелерде – 40%.
1.3.5 Күн элементтерінің құрылымы
Күн элементтерін дайындау әдістерінің көптеген нұсқалары бар.
Стандартты монокристалды кремнийлер күн элементінің құрылымын қысқаша
сипаттап өтейік.
Күн элементтеріне қойылатын негізгі техникалық талаптар:
1) Алғашқы материал химиялық өте таза, әрі қасиеті орнықты боуы қажет.
2) Фотоэлементтердің құны төмен, әрі саны көп болып өндірілуі қажет.
Дайындау процесіне жалпы бақылау және жоғары дәрежелі дәлдікті қамтамасыз
ету қажет.
3) Күн элементтері сыртқы ортаның әсерінің әдетте зиянды әсерінің
жағдайларында жұмыс жасау мерзімі 20 жылдан кем болмауы қажет. Тағы да бір
ескеретін жай, күн сәулеленуінің концентрациясысыз фотоэлементінің жұмыстық
температурасы – 30-дан 2000C аралығында өзгеруі мүмкін. Электрлік
контактілер болуы қажет. Құрылғы судан қорғаныста болуы қажет.
4) Құрылғының құрылымы бір элемент істен шыққанда, барлық жүйенің
істен шығуына параллельді және тізбектей қосуды пайдаланады. Ол бір элемент
істен шыққанда, басқа бір элементтердің істен шықпауын қамтамасыз етеді.
5) Жиналған модульдер алыс және өтуге қиын жерлерге тасымалдауға
шыдамды болуы керек.
2 Күн энергиясын электрэнергияға түрленуі
Күн энергетикасының даму жолында негізгі екі бағыт бар: күн
энергиясымен қамтамасыздандыру және күн энергиясын түрлендіргіштерді
құрастыру. Өз кезегінде, бұл түрлендіргіштер екі топқа бөлінеді: жоғары
температуралы және аз температуралы.
Жоғары температуралы түрлендіргіштерде күн сәулесі бір ауданға
шоғырландырылып, температурасын 30000С дейін көтереді. Бұндай құрылғылар
қазіргі кезде бар. Мысалы, оларды металл балқыту үшін қолданылады.
Күн түрлендіргіштерінің ең кең тараған түрлері – температурасы 100-
2000С арасында болатын, аз температуралы түрлендіргіштер.
Күн энергиясын түрлендіргіштің жалпы сұлбасы 2.1-суретте көрсетілген.
1-күн генераторы; 2-максималды қуатты таңдау құрылғысы; 3-зарядтау-
разрядтау реттегіші; 4-инвертор; 5-айнымалы тоқты тұтынушы; 6-аккумулятор
батареясы; 7-тұрақты тоқты тұтынушы.
2.1-Сурет – Автономды күн энергиясын түрлендірушінің сұлбасы
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін
инвертордың сұлбасын өңдеу
Соңғы жылдары электр энергиясына деген сұраныс анағұрлым өскендіктен,
дәстүрлі емес энергия көздерін енгізудің қажеттігі туды. Күн энергиясын
түрлендіруде тиімділігі жоғары әдістің пайда болуы тұтынушының электр
энергиясына деген сұранысын қанағаттандыруда. Күн энергиясының тұрақты
жиілігі мен кернеуі бар айнымалы тоқ энергиясына түрлендіру бүгінгі күннің
өзекті мәселелерінің бірі болып табылады. Себебі электр энергиясының
негізгі тұтынушысы айнымалы тоқ. Қазіргі кезде күн энергиясын тұрақты
тоқты электр энергиясына түрлендірудің белгілі жүйесі қолданылады [1]. Бұл
жүйеге сәйкес параллель және тізбектей қосылған элементтері бар
фототүрлендіргіш тұрақты тоқ электр энергиясын өндіреді. Әрі қарай инвертор
бұл энегияны айнымалы кернеуге түрлендіреді де, фильтр арқылы жүктемеге
береді. Күн энергиясының тұрақты кернеуін айнымалы кернеуге түрлендірген
кезде инвертордың энергетикалық көрсеткіштері (ПӘК, қуат коэффициенті) және
түрлендірілген энергия сапасы (кернеу қисығының формасы синусойдалы болуы,
кернеу мен жиіліктің тұрақтылығы) жоғары болуы тиіс.
Электр энергиясының сапасы жоғары болу үшін инвертордан кейін (төмен
жиілікке арналған) фильтр қосу керек. Күн элементтерінің қуатын ондаған
немесе жүздеген киловаттқа дейін арттырғанда фильтр көлемі де анағұрлым
артады және осыған байланысты фильтрде қуат жоғалады. Ал бұл процесс бүкіл
түрлендіру жүйесінің ПӘК–ін азайтады. Бұдан басқа гармоникалық анализ
деректеріне сүйенсек, кернеудің жоғары гармоникаларын негізгі
гармоникалармен салыстырғанда едәуір бөлігін құрайды. Кернеудің жоғары
гармоникалары күн элементтері өндірген электр энергиясы болып табылады.
Бірақ олар фильтрде жоғалады немесе басқаша айтқанда фильтр ұстап қалады
да, тұтынушыға жетпейді.
Осылайша фотоэлектрлі түрлендіргіштер энергиясының бір бөлігі
түрлендіру жүйесінде жоғалып, тұтынушыға түгелімен жетпейді. Бұдан
шығатыны: қосылған қымбат фотоэлектрлі түрлендіргіштер түгел жұмыс
істемейді. Бұл өз алдына энергия түрлендіргіштердің бағасын қымбаттатады.
Бұдан техника – экономикалық көрсеткіштері жоғары, ал қаржылық және
материалдық шығыны жағынан төмен болатын күн энергясын өндірістік электр
энергиясына түрлендіретін түрлендіргіштер мәселесі туады. Құрамында фильтрі
бар күн энергиясын айнымалы тоқ электр энергиясына түрлендірудің сұлбасы
2.2 - суретте келтірілген.
2.2 - Сурет – Фильтрі бар күн энергиясын айнымалы тоқ
электр энергиясына түрлендірудің құрлымдық сұлбасы
Жобада күн энергясын тұрақты жиілігі және тұрақты кернеуі бар электр
энергиясына түрлендірген кездегі кернеудің гармоникалық құраушыларының
анализі жасалған. Нәтижесінде фильтрді алып тастауға және формасы бойынша
синусойдаға өте жақын кернеуді алуға болады. Ол үшін генератор кірісіне
кернеудің сатылы функциясын беру қажет. Ал шығысында кернеу сатысының
санына байланысты синусойда формасына жақын кернеу аламыз.
Күн элементтері 0,5–тен 17 В–қа дейін кернеу өндіретін дөңгелекшелерден
құралады. Сондықтан күн элементі тізбектей немесе параллель жалғанған
бірнеше дөңгелектен құралады. Дөңгелекшелердің саны бізге қажет кернеу мен
қуаттан анықталады.
Инвертор кірісіне берілетін формасы сатылы кернеуді алудың сұлбасы
2.3 - суретте келтірілген. Күн элементтері m n дөңгелекшелерден
құралған. Олар өзара тізбектей К және параллель J болып жалғанған және
әртүрлі кернеуі бар бес бөлікке бөлінген. Әр бөліктің кернеуі инвертор
кірісіне беріледі.
Көпсатылы кернеуді әртүрлі бір сатылы кернеуден құруға болады. Олардың
Т периодтары бірдей болады да, Um амплитудасы мен параметрі әртүрлі
болады. Мұндағы параметрі сатының қаншалықты кең екенін көрсетеді. Ол
саңылаулылық деп аталады.
2.3 - Сурет – Құрамында фильтрі жоқ күн энергиясын айнымалы тоқ
электр энергиясына түрлендірудің сұлбасы
Бір сатылы кернеудің уақытқа тәуелділігі 2.4 - суретте көрсетілген.
Инвертор параллель және тізбектей қосылған белгілі бір топтағы күн
элементтерін кезектеп қосу арқылы әр сатыны туғызады. Нәтижесінде синусоида
орамасына ұқсас көпсатылы кернеу пайда болады.
U
2.4 - Сурет – Кернеудің уақытқа тәуелділігі
Бір сатылы кернеудің үзіліссіз периодты функциясының көрсетілген
параметрлермен гармоникалық құраушыларға жіктелу формуласы [3] сәйкес
келесідей болады
(2.1)
Бұл жағдай тек бір саты үшін ғана. Бірақ жоғарыда айтылғандай біздің
түрлендіргіш жүйеге гармоникалық тербелістің синусойдалы түріне жақын болу
үшін көпсатылы кернеу қисығы алынады.
Кернеудің n сатыдан тұратын көпсатылы қисығын алу үшін оның әрбір
сатысының саңылаулығын анықтау қажет.
Алғашқы үш саты үшін саңылаулығының формуласы келесідей
n = 1 кезде ,
n = 2 кезде ,
n = 3 кезде .
Онда n саты үшін саңылаулық
(2.2)
Әр сатының амплитудасы
(2.3)
Саңылаулылықтың саты нөмеріне тәуелділігі келесідей болды
(2.4)
Саны n - ге тең сатылардың кернеуі гармоникаларға сәйкес n
функциясының қосындысына тең
(2.5)
(2.6)
мұндағы ;
U – инвертор шығысындағы кернеу;
Um – күн батареясының қысқыштарындағы кернеу;
Кn – әр сатыдағы күн батареяларының саны.
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын
өңдеу
Түрлендіру техникасына жататын құрылғылар тұрақты ток кернеуін
айнымалыға түрлендіру кезінде қолдануға болады.
Көптеген ортақөндірістік және арнайы қолданудағы инверторлар мәлім.
Электроэнергияны инверттеу қазіргі кезде статистикалық түрлендіргіштің
үлесінде. ПӘК және массаөлшем көрсеткіші жағынан тиімдірегі жартылай
өткізгішті транзисторлы түрлендіргіштер болып табылады. 6 транзисторы бар,
көпірлік сұлбамен қосылған 1 кернеу көзінен қоректенетін үш фазалы
транзисторлы инвертор белгілі. Үш фазалы транзисторлы инвертордың жұмыс
жасау режимына байланысты шығысында үш фазалы кернеу немесе тікбұрышты
формадағы үш фазалы ток алынады. Алынған үш фазалы транзисторлы инвертордың
кемшілігі шығыс кернеуінің бір сатылы формадағы сызығы болып табылады. Оның
синусойдадан айтарлықтай айырмашылығы бар, яғни шығыс кернеуінің жоғарғы
гормоникасының болуы. Бұл дегеніміз кернеудің жоғарғы гормоникалығын
өшіретін сәйкес фильторлардың қолданылуын талап етеді. Сонымен бірге,
жоғарғы кернеуді түрлендіретін инверторларға жоғарғы вольтты транзисторлар
қажет болады.
Күн энергиясының айнымалы кернеуге түрлену кезінде фотоэлектрлік
түрлендіргіштегі энергияның бір бөлігі инверттеу жүйесінде жоғалады немесе
фильтрдің әсерінен тұтынушыларға жетпейді. Алайда, мұндағы қосылған қымбат
фотоэлектрлік түрлендіргіштердің барлығы максималды қолданылмайды. Бұл күн
энергиясының түрлендіргішінің бағасын өсіреді.
Ұсынылған сұлбаның мақсаты болып қымбат тұратын күн элементтерін
тиімді пайдалану және шығысында фильтрді қолданбай үш фазалы
түрлендіргіштің кернеу сызығының синусойдасын алу.
2.5-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертордың жұмыс сұлбасы
көрсетілген.
2.5-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертор
Аталған құрылғы шығыс кернеуінің сызығының формасын синусойдаға максималды
түрде ұқсас қылдырады және фильтрді қажет етпейтін жоғарғы гормоникалардың
мәнін минималдайды. Бұл әрекет былай жүзеге асады тұрақты кернеудің көзі n
тәуелсіз көздерге бөлінген және инвертордың көпірлік сұлбасымен бірге
қосымша инвертордың n-1 жартылай көпірлік сұлбасы қосылған.
Әрқайсысында үш транзисторлық кілттер болады. Олардың коллекторлары
тұрақты кернеу көзіне қосылады. Ал эммитерлары инвертордың үш фазалы
көпірлік сұлбасымен бірге ортақ үш фазалы жүктемеге қосылған. Сонымен бірге
тұрақты кернеулер көзі қосылады Е1, Е2, Е3,...,. Еn, мұндағы Е1- бірінші
тұрақты кернеу көзі, Е2- екінші тұрақты кернеу көзі, Е3- үшінші тұрақты
кернеу көзі, Еn- n-ші тұрақты кернеу көзі. Олар өзара тізбектей және
параллел жалғанады.
Бұл есепті шығарсақ келесідей қорытындыға келеміз транзисторлардың
қосылып-өшуінің әсерінен инверторлардың көпірлік және жартылай көпірлік
сұлбаларында белгілі бір уақыт моментінде үш фазалы сатылы кернеу мен ток
пайда болады.
Тұрақты кернеу көзін тізбектей жалғағанда сатылы кернеу сызығы пайда
болады. Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертордың шығысындағы кернеу
транзистордағы кернеу түсуін ескермегенде жүктемедегі кернеу мынаған тең
UА = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.7)
UВ = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.8)
UС = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.9)
мұндағы UА – RА жүктемесіндегі кернеу;
UВ – RВ жүктемесіндегі кернеу;
UС – RС жүктемесіндегі кернеу;
Е1– бірінші тұрақты кернеу көзі;
Е2– екінші тұрақты кернеу көзі;
Е3– үшінші тұрақты кернеу көзі;
Еn–n-ші тұрақты кернеу көзі.
Шығыс кернеуінің графиндегідей және (2.7), (2.8), (2.9)
белгіленудегідей жүктемеде барлық фазадағы барлық кернеу көзінің сатылы
қосылуы болады. Сондай – ақ кернеу сызығының формасы синусойдалы болады.
Бұл дегеніміз берілген көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертор кернеу
инверторы режимінде жұмыс істейді деген сөз.
2.6-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инверторының шығыс
кернеуі көрсетілген
UА(t), Bт
UВ(t), Bт
UС(t), Вт
2.6-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инверторының шығыс
кернеуі
Тұрақты ток көзін параллел жалғаған кезде сатылы ток пайда болады.
Сәйкесінше жүктемедегі ток мынаған тең
IА = I1 + I2 + I3 +... In ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Берілген дипломдық жобада жаңартылатын энергия көзінің жіктелуі мен
тағайындалуы қарастырылды. Күн энергиясын электроэнергияға түрленуінің үш
фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасы өңделді. PIC
контроллерар арқылы үш фазалы көп сатылы күн энергиясын басқару сұлбасы
өңделіп жасалынды.
Үш фазалы көп сатылы күн сәулесінің түрлендіргішін микропроцессор
арқылы басқарудың экономикалық тиімділігі есептелді. Тіршілік әрекеттерінің
қауіпсіздігі, еңбек жағдайларының мәселелері қарастырылған.
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте рассматривается классификация и назначение
возобновляемой источники энергии. Разработана схема преобразовании
солночной энергии в электроэнергию с многоступенчатым трехфазным солнечным
преобразователем. Разработана схема управления многоступенчатым трехфазным
солнечным преобразователем с помощью PIC контроллеров.
Произведен расчет экономической эффективности микропроцессорного
управление многоступенчатого трехфазного солнечного преобразователя.
Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности, условии труда.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1 Жаңартылатын энергия
көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... 9
1.1 Жаңартылатын энергия көзінің
жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
1.2 Күн энергиясының
түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...12
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
1.3.1 Фотоэлектрлік
құрылғылар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...17
1.3.2 Тұтынылатын күн
энергиясы ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...18
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 20
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің
шектелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
1.3.5 Күн элементтерінің
құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...30
2 Күн энергиясын электроэнергияға
түрленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін
инвертордың сұлбасын өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .37
2.3 Үш фазалы бір сатылы түрлендіргіш кілттерінің жұмыс істеу
принципі ... .41
2.3.1 Үш фазалы көп сатылы түрлендіргіш транзисторларының жұмыс істеу
принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3 Үш фазалы көп сатылы күн түрлендіргішін PIC контроллер арқылы басқаруды
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1 PIC контроллердің құрылымы мен тағайындалуы ... ... ... ... ... ... ... ... .46
3.1.1 PICMicro контроллердің кіші моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...48
3.1.2 PICMicro контроллердің ортаңғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..48
3.1.3 PICMicro контроллердің жоғарғы моделі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .49
3.2 PIC контроллердің
архитектурасы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .50
3.3 PIC контроллердің командалар жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...51
3.4 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің микропроцессорлық
басқару
жүйесі ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.52
3.5 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргіші жұмысын
микропроцессорлармен басқарудың
логикалары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ..53
3.6 Үш фазалы көп сатылы күн сәулесі түрлендіргішінің басқару сұлбасын
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .58
4 Экономикалық
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...61
4.1 Экономикалық
түсініктеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 61
4.2 Экономикалық
есептеулер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... 62
4.2.1 Жобалауға кететін
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .62
4.2.2 Өндіріс жұмысшыларының еңбек ақы төлеу шығын
есебі ... ... ... ... ... ... ..63
4.2.3 Әлеуметтік сақтандыру бойынша аударымдарға кететін шығындар ... ... 65
4.2.4 Материалдық
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ..66
4.2.5 Жаңа техниканы дайындауға жанама
шығындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...69
4.2.6 Жабдықтарды ұстау, күнделікті жөндеу, амортизация
шығындары ... ... ...70
4.2.7 Күрделі қаржы салудың сомасын өтеу
мерзімін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 72
5 Өндірістегі еңбек қорғау мен қауіпсіздік шараларын
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..73
5.1 Негізгі қауіпті және зиянды факторларды
анализдеу ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 73
5.2 Еңбек қорғау бойынша ұйымдастыру
шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..74
5.3 Өндіріс процесіндегі техникалық
шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...75
5.3.1 Микроклиматтық жағдайларды
жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .75
5.3.2 Шуды
азайту ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ...78
5.3.3 Жарықтануды
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..81
5.3.4 Жерге қосуды
ұйымдастыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...82
5.3.5 Электромагниттік өріс әсерінен қорғау
шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84
5.3.6 Өртке қарсы
шаралар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..85
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...87
Әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .88
Қосымшалар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..89
КІРІСПЕ
Жаңартылатын энергия көздерінің ішінде күн энергиясы қуатты жоғары
және перспективті энергия көзі болып саналады. Өсіп келе жатқан
энергетикалық сұраныстың талаптарын күн энергиясымен қамтамасыздандыруға
болады.
Күн энергиясын қолданудың потенциалды мүмкіндіктері көптеген
зерттеушілермен дәлелденген. Қазіргі уақытта бұл бағытта әлемнің 63
мемлекетінде ұлттық бағдарламалары жұмыс жасауда. Ірі масштабты
жаңартылатын энергетикалық объектілерін өңдеу арқылы дефицитті органикалық
отын түрлерін үнемдеуге және қоршаған ортаның ластануынан қорғауға болады.
Дипломдық жобаның теориялық бөлімінде жаңартыланын энергия көзі және
олардың жіктелуі қарастырылады. Сонымен қатар, күн элементтерінің жалпы
тарихына шолу жасалып, олардың бағасының төмендеу тенденциясы көрсетілді.
Екінші бөлімде күн энергиясын электроэнергияға түрлендіру және үш
фазалы түрленулердің жұмыс жасау принцпі мен сұлбалары келтірілген.
Жобаның үшінші бөлімінде PIC контроллерлерінің жұмысы. Үш фазалы көп
сатылы күн сәулесінің түрлендіргішінің микропроцессорлар арқылы басқару
сұлбасы өңделген.
Сонымен қатар, экономикалық және еңбек қорғау бөлімдерінде күн
энергиясын түрлендіргіштің экономикалық үнемділігі және еңбек қорғау
шаралары қарастырылған.
1 Жаңартылатын энергия көздері
Жаңартылатын энергия көздері – ол табиғатта периодты түрде немесе
тұрақты болып тұратын энергия ағындары негізіндегі энергия көздері.
Жаңартылатын, қайта орнына келетін энергия көздеріне жел энергиясы,
кішкентай және жазық жерлердің өзендерінің энергиясы, теңіздердің
толқындарының энергиясы, термалы сулардың энергисы және күн энергиясы
жатады. Қайта орнына келетін энергия көздерін зерттеу болашақта өндірісте
негізінен жел энергиясы, гидравликалық және күн энергиялары қолданылатынын
көрсетті [1].
XX ғасырдың екінші жартысында адамзаттың техникалық іс әрекетіне тән
сипаттамалардың бірі - энерготұтынудың жылдам өсуі болып табылады. Осы
уақытқа дейін энергетика дамуы айтарлықтай қиыншылықтарға кездескен жоқ.
Энергия өндірісінің жоғарылауы негізінен мұнай және газ өнімін пайдалану
мөлшеріне байланысты болып келді. Бірақ энергетика әлемдік экономиканың
алғашқы ірі саласы болып өзінің дәстүрлік шикізат базасының сарқылу
жағдайына жолықты. Өткен ғасырдың 70-жылдардың басында көптеген елдерде
энергетика дағдарысы басталды. Бұл дағдарыстың себептерінің бірі қазба
энергетикалық қордың аздығы боды. Сонымен қатар, мұнай, газ және көмір
үдемелі қарқынмен дамып жатқан химия өндіріснің шикізаты құнды болып
табылады. Сондықтан қазіргі уақытта энергияның тек дәстүрлік қазба қорларын
пайдалану арқылы ғана оның жоғары қарқынды даму үрдісін сақтап қалу қиындап
барады. Бұл пайда болған дағдарысты шешудің 2 бағыты бар:
1) электр энергиясын шығаратын және бір уақытта ядролық отынды
өндіретін атомдық көбейткіш-реакторларды өңдеп шығару;
2) күн энергиясын кеңінен қолдану.
1.1 Жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі
Жаңартылатын энергия көздері негізгі энергияның негізінде жіктелуі
келесідей болады:
а) биомассалар энергиясы – қалдықтар (қатты, сұйық және газ тәріздес),
ауылшаруашылық қалдықтар, басқа тұрмыстық энергиялардың қалдықтары,
сондай–ақ биомассалардан ферментацияланатын газдардан алынатын өнімдер
энергиясы;
б) гидравликалық энергия – су ағысының кинетикалық энергияның
негізіндегі кез-келген қуатты гидро энергетикалық агрегаттардан өндірілген
энергия;
в) күн энергиясы – күн радиациясынан болатын энергия, жылулық–күндік
түрлену тәсілімен фототүрлену технологиясының негізінде алынытын электр
энергиясы;
г) жел энергиясы – энергетикалаық жүйеге жеткізілетін және
түрленуден алынатын немесе желдің электрлік потенциялынан электр энергиясын
тікелей жергілікті тұтынатын энергия;
д) геотерметикалық энергия – төменгіпотенциалды жылу энергиясы.
Жел энергиясы – бұл жер атмосферасы температурасының әртүрлілігі
салдарынан болатын күн энергиясының жанама формасы. 80-ші жылдары 1 кВт*с
жел энергиясының бағасы 70%-ға дейін түсті, қазір 6 – 8 цент тұрады, бұл
көмірді жағатын жаңа жылу электростанцияларына бәсекелестік тудырады.
Мамандар жел турбиналарының әлі де өңделіп, тиімді болатынына сенімді.
Жел энергиясының жылдамдығы 5 мсек жоғары кезде электрэнергиясын алуға
болады.
Қазақстанда желэнергетикасының дамуының өзіндік артықшылықтары бар.
Алға қойған 2030 бағдарламасы бойынша 2010 жылға ЖЭС-тарда 500мВт өндіру
жоспарланды. Бұл бағдарламаға БҰҰ-да қызықты. Қазақстандағы
желэнергетикасын дамытуға өздерінің техникалық көмегінің жоспарын
дайындады. Бұл жоспардың орындалуына глобалды экологиялық фонд (ГЭФ)
шамамен 2,5 млн. доллар бөлді.
1.1- суретте жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі көрсетілген.
1- Сурет – Жаңартылатын энергия көздерінің жіктелуі
Су біздің планетамыздың 71%-ін құрайды. Теория жүзінде әр тамшыда
энергия бар. Бүгінгі таңда әлемдегі өндірілетін элекроэнергияның бестен
бірі ГЭС-қа тиесілі.
Су энергиясының артықшылықтары:
а) энергияның түрленуі өте жоғарғы ПӘК-пен орындалады. Бұл дегеніміз
қолданатын энергияның көп проценті элкетр тогына айналады;
б) бұл энергоресурсын қолдану кезінде зиянды заттар бөлінбейді;
в) қоршаған ортаға бөлінетін жылу аз мөлшерде, типті жоқ.
Бастапқы кезден-ақ энергияны алу түрі ол – отын . Бұл биомассаны
қолдану болып табылады. Фотосинтез әрекетіне бола биомассаларда күн
энергиясы сақталады. Жыл сайын әлемде 80 млрд. тонна биомасса өсіп шығады.
Геотермия – бұл жер қойнауындағы жылу қорларын пайдалану. Ол әр
қашанда, әр жерде кездеседі. Жылдың кез-келген уақытында климатқа тәуелсіз.
Геотермиялық энергияны негізгі екі әдіспен қолдануға болады –
электроэнергияны өндірумен үйлерді, ғимараттарды, кәсіпорындарды жылытуға
болады. Оны қандай мақсатта қолданатыны бізге келетін формасына байланысты.
Кейде су жер астынан құрғақ бу ретінде шығады. Бұл құғақ бумен
турбиналардың айналуы арқылы электрэнергиясын алуға болады.
Геотермалды энергетика айтарлықтай АҚШ-та, Филиппинада, Мексикада,
Италияда, Жапонияда, Ресейде дамыған. Ең қуатты ГеоЖЭС (50 МВт) АҚШ-та
салынған — ГеоЖЭС Хебер [2].
1.2 Күн энергиясының түрленуі
Қоршаған ортаның қазба көздерінің, ең алдымен көмір мен ядролық
отындардың жануынан болған өнімдермен ластануы жер бетінің экологиялық
жағдайының нашарлауының себебі болып табылады. Сонымен қатар, отынның
қандай түрі болмасын жануыннан пайда болатын планетаның "жылумен
ластануының" маңызы өте зор. Бірқатар ғалымдардың берген бағасы бойынша Жер
бетіндегі энергия өндірілуінің жоғарғы шегінің рұксат етілген деңгейі, осы
кездегі орташа элемдік деңгейден екі есе жоғары екендігі анықталған.
Энергопайдаланудың осылай өсуі Жер бетінің температурасын мөлшермен бір
градусқа жоғарылатуы мүмкін. Планетаның энергобалансының осындай масштабта
өзгеруі, климатты қайтымсыз қауіпті өзгеріске ұшыратуы мүмкін. Осы
жағдайлар, Жер бетінің экологиялық балансын бұзбайтын жаңартылған энергия
көздерінің кеңінен пайдаланылуының маңызы жоғары екендігін көрсетеді [2].
Бірден бір энерия көзі – Күн болып табылады.
Күн энергиясын қолдану атмосфераның ластануы мен температурасының
жоғарылауына әкелмеуі және радиоактивті қалдықтарды сақтаудың қажетсіздігі
көптеген елдердің ғалымдарын қызықтыруда. Ғарыштық мақсатта қолданылатын
күн энергиясын электр энергияға түрлендірудің белгілі тәсілдерін жер
бетінде қолдану экономикалық жағынан тиімсіз. Сондықтан ғалымдар
түрлендірудің ПӘК-ін жоғарылату және күн энергиясының бағасын төмендету
жұмыстарын жүргізуде.
Жер бетіне 18∙1010 кВт∙сағ энергия түседі, бұл адамзаттың барлық
өндірген қуаттан 18 000 есе көп.
Күн энергиясын қолдануға негізінен екі бөгет бар:
1) тәуліктік және мезгілдік тербелістер;
2) күн сәулесі шоғырлану тығыздығының аздығы.
Күн төбеде болып, бұлттар болмаған жағдайда 1м2-қа тек қана 1 кВт
келеді. Жалпы жағдайларда күн радиациясының тығыздығы атмосфераның сыртында
– шамамен 1,4 кВтм2, ал Жер бетінде – 0,7 кВтм2. Сонымен қатар жарық
уақыттың ұзақтығы шамамен 25%. Сондықтан шоғырландырғыштарды қолдану қажет.
Алайда күн энергиясы өте жоғары деңгейде түсетіндігімен сипатталатын Жердің
экваторлық белдеуінде және осы белдеуге жақын орналасқан аудандардағы елдер
үшін күн энергиясын пайдаланудың юолашағы өте зор болып саналады. Мысалы,
Орталық Азияның бірқатар аймақтарында тікелей түсетін күн сәулесінің
ұзақтығы жылына 3000 сағатқа дейін жетеді, ал күн энергиясының жазықтық
бетіне түсуі жылына шамамен 1500-1850 кВт∙сағм2 құрайды [1].
Күн энергиясын қолданудағы тағы да бір көкейтесті мәселе – ол күн
энергиясының өздік құнының қымбаттығы. 60-жылдардан бастап көптеген дамыған
елдердің ұлттық бағдарламаларында күн элементтерінің бағасын түсірудің 3
жолы көрсетілген:
1) күн элементтерін өндірудің технологиясын арзандату;
2) ПӘК-і жоғары (20÷30%) күн элементтерін шоғырландырғыштармен қолдану;
3) ПӘК-і төмен, арзан күн элементтерін шығару.
Біздер осы бағдарламалардың негізінде күн элементтерінің бағасының
түсуінің келесідей шолуын жасадық:
Өткен ғасырдың 60-жылдардың ортасында күн элементтерінің бағасы 1кВт-
қа шамамен 200000-400000 доллар болды.
Сол ғасырда 70-жылдардың басында күн элементтерінің бағасы 125000
доллкВт-қа дейін төмендеген. Бұл ірі электр станцияларын экономикалық
жағынан тиімді қолдану шамасынан 1000 есе көп болды.
Уақыт өте 70-жылдардың екінші жартысында жер бетінде қолданылатын күн
элементтерінің жарықтығы 1000 Втм2 кездегі орташа бағасы 20000 доллкВт
болды.
Он жылдықтан кейін 80-жылдардың ортасында күн элементтерінің бағасы
айтарлықтай 10000 доллкВт дейін төмендеді.
Күн элементтерін өндірудің жаңа технологиясының негізінде 90-
жылдардың ортасында күн элементтерінің орта бағасы 5000 доллкВт дейін
түсті.
Күн элементтерінің бағасының түсуіне байланысты 90-жылдардың басында
фотоэлектрлік құрылғылар жасалды. Бұл фотоэлектрлік құрылғылардың бағасы
айтарлықтай 90-жылдардың басындағы 15400 еврокВт-тан 2000 жылы 6012
еврокВт-қа дейін төмендеді.
Осы фотоэлектрлік құрылғылармен өндірілетін электр энергияның бағасы
төмендеуде: 2000ж – 50,62 еврокВт; 2001ж – 50,62 еврокВт; 2002ж – 48,10
еврокВт; 2003ж – 45,75 еврокВт; 2004ж – 43,45 еврокВт.
Күн элементтерінің бағасын түсірумен қатар олардың ПӘК көтеру қажет
болды. 60-жылдардың басында күн элементтерінің ең жоғары ПӘК 7% болатын.
Күн элементтерінің дамуынан бастап негізінен кремнийлік, кадмий сульфиді,
галий арсениді және жұқа қабатты күн элементтері қолданылды. Осының ішінде
галий арсенидінің ПӘК-і салыстырмалы жоғары (26% дейін), бірақ оның өздік
құнының жоғарылығына байланысты экономикалық жағынан тиімсіз болды. Қазіргі
кезде монокристаллды және поликристаллды кремнийлік күн элементтері
қолданылады. Кремний, табиғаттағы ең жақсы зерттелген материалдардың бірі
болып табылады және таралуы бойынша оттегіден кейін екінші орында.
Кейінгі кездерге дейін жер бетінде қолданылатын күн батареяларында
ғарыштық сияқты салыстырмалы түрде қымбат монокристаллды кремний негізінде
жасап келді. Бастапқы кремнийдің құнын төмендету, элементтерін даярлаудың
прогрессивті технологиясы мен кесектерден пластин даярлаудың жоғары
өндірістік тәсілдерін өңдеу олардың негізінде жасалған жер үсті күн
батареяларының құнын біраз арзандатуға мүмкіндік берді. Ары қарай құн
арзандату жұмыстарының негізгі бағыттары болып табылады: арзан негіздегі,
соның ішінде таспалық, поликристаллдық кремний элементтерін алу, аморфты
кремний және басқа да жартылай өткізгіш материалдар негізінде арзан
жұқақабаттық элементтерді өңдеу, концентриленген күн сәулесін кремний
негізіндегі және салыстырмалы түрде жаңа жартылай өткізгіш алюминий-галлий-
мышьяк материалдары сияқты жоғары тиімді элементтердің көмегімен өзгерту.
Кейінгі жылдары элемде концентриленген күн сәулесімен қызмет ететін
кремнийлік күн элементтерін өңдеуде елеулі прогресске қол жетті.
Осы ғасырдың 2003 жылы BP Solar компаниясы ПӘК 18,3% күн элементін
жасап шығарды. Бұл кремнийлік күн элементтерінің арасындағы әлемдік рекорд
болды.
Арада жыл өте 2004 жылы жалпы алынған күн энергиясының қуаты шамамен
~1,2∙106 кВт болды. Дүние жүзі бойынша күн элементтерін шығаруда бірінші
орында – Жапония, одан кейін Еуропа мен АҚШ тұр.
1.3 Күн энергиясын қолдану. Негізгі түрлері
Күн энергиясының концентрациясы ПӘК қолайлы жылу қозғалтқышының
жұмысына жеткілікті температураны () алуға мүмкіндік береді. Диаметры
30 м асатын параболидты концентраторларды жасау қиын, бірақ бұндай бір
құрылғының қуаты 700 кВт, бұл құрылғымен 200 кВт электроэнергия алуға
болады. бұл шағын энергожүйелерге жеткілікті, бірақ стационарлы коммуналды
желілерге жеткіліксіз.
Мысалы, 104 кВт электроэнергия алу үшін қандай күн электростанциясын
құру керек? Бұны шешудің екі нұсқасы бар: бөліп орналастырылған
коллекторлар және орталық күндік мұнаралы жүйелер.
Бөліп орналастырылған коллекторлар. Концентраторлар міндетті түрде
параболоид формасында болуы қажет емес, бірақ параболоид болғаны жөн. Әрбір
коллектор сұйықтықтың күн энергиясын жылу тасмалдаушыға береді, барлық
коллекторлардан келетін ыстық сұйықтық орталық энергостанцияға жиналады.
Егер жылу тасымалдаушы бу турбинасында қолданылса су буы немесе қандай да
бір термохимиялық орта, мысалы, диссоциацияланған аммиак болуы мүмкін.
Аммиактың диссоциациясы мен синтезіне негізделген құрылғының сұлбасы 1.2-
суретте көрсетілген.
1-айна; 2-қабылдағыш; 3-жылуалмастырғыш; 4-жылу қозғалтқышы;
5-синтез камерасы; 6-сепаратор; 7-басқа айналарға.
1.2-Сурет – Күн энергиясын жинаушы түріндегі аммиактың диссоциациясы
мен синтезі
Бұл сұлбаның негізгі артықшылығы – химиялық реагентті қолданған
жағдайда коллектор мен жылу қозғалтқышының арасында шығындар болмайды, яғни
жылуды үлкен қашықтықтарға немесе ұзақ уақыт бойы тасымалдауға болады.
Мысалы, кештен бастап түні бойы, бұл электроэнергияның үздіксіз шығарылуына
мүмкіндік береді. Бұл жүйеде күн сәулесі қабылдағышқа жиналады, бұнда газ
тәрізді аммиак үлкен қысымда (шамамен 30МПа) сутегіге және азотқа
диссоциацияланады. Бұл реакция эндотермиялы, энергия ақаулығы кДжмоль
NH3; күн сәулесі осы реакцияның жүруіне қажетті энергиямен
қамтамасыздандырады. Синтездеу камерасында катализатор болған жағдайда N2
мен H2 ішінара рекомбинацияланады, осы кезде шығатын жылуды ішкі жылу
қозғалтқышын және басқа да құрылғыны қосу үшін қолдануға болады. Синтез
камерасынан шығатын ағын суытылады, бұл аммиактың төмендеуіне әкеледі.
Күн мұнаралары. Бұл нұсқаның мақсаты – күн сәулесін мұнараның төбесіне
орналастырылған орталық қабылдағышқа шағылдыратын, үлкен ауданда Күнді
қадағалайтын жазық айналарды орналастыру.
1.3.1 Фотоэлектрлік құрылғылар
Фотоэлектрлік энергияның пайда болуы, жартылай өткізгіште
электромагнитті сәулеленуді жұту кезінде кеңістікте оң және теріс заряд
тасымалдаушылардың бөлінуімен түсіндіріледі. Электр өрісінде бұл зарядтар
ішкі тізбекте электр тоғын тудыру мүмкін. Өткел жерлерінде немесе
материалдың біртекті емес жерлерінде ішкі электростатикалық өріс болады.
Жартылай өткізгіш – жартылай өткізгіш немесе металл – жартылай өткізгіш
структуралы фотоэлементтердің ішкі өрістері күн сәулелену ағынының
тығыздығы шамамен 1 кВт∙м-2 кезінде шамамен 0,5 В болатын потенциалдар
айырмасын және 200 А∙м-2 болатын ток тығыздығын тудырады. Орташа сәулелену
кезінде өндірістік фотоэлементтердің ПӘК 10-20 % және олар күніне шамамен 1-
2 кВт∙м-2 электр энергиясын шығара алады.
Жартылай өткізгішті өткелдегі құрылғыларды фотоэлементтер немесе күн
элементтері деп атайды. Олардың өздері ЭҚК көздері болып келеді.
Фотоэлектрлік құрылғылар – сәулелену ағыны әсерінен жұмыс жасайтын электр
энергия көзі. Күн элементтерінің электр тоғын шығаруы тәуліктік, мезгілдік
және кездейсоқ өзгермелі сәулеленуге тікелей байланысты. Күн энергиясын
тиімді пайдалану тек фотоэлементтің ПӘК-не байланысты емес, сонымен қатар
ішкі тізбектегі жүктеменің динамикалық келісімділігіне де байланысты. Бұл
жағынан фотоэлектрлік құрылғылар басқа энергия түрлендіргіштеріне ұқсас,
алайда нақтысында айырмашылықтары болуы мүмкін (мысалы, жүктемені
максималды қуат бойынша реттеу құрылғылары ретінде тұрақты тоқ
түрлендіргіштері қолданылуы мүмкін).
Көптеген фотоэлементтер – кремнийлі жартылай өткізгішті фотодиодтар.
Бірінші фотодиодтар 1954 жылы жасалған. Оларды дайындау технологиясы тез
жетілдірілуде. Қазіргі кезде жартылай өткізгішті күн батареяларының
көмегімен Жердің жасанды спутниктері энергиямен қамтамасыздандырылуда.
1.3.2 Тұтынылатын күн энергиясы
Қарапайым күн элементінде, мысалы, кремнийлік күн элементінде
фототоқты генерациялау үшін келесідей тұжырымдар орын алады:
1) Жұтылған фотонның энергиясы фототоқты генерациялауға жеткіліксіз
болса (), онда ол материалдың қызып кетуіне әкеледі. Бұл 1.3-
суреттегі А ауданына сәйкес келеді.
2) Жұтылу жолағының шекарасынан шығып кететін сәулелену жиіліктерінде
() де, фотон энергиясының артықтығы () да материалдың
қызып кетуіне әкеледі. Бұл 1.3-суреттегі С ауданына сәйкес келеді.
3) Сонымен, рұқсат етілмеген аймақтың тиімді ені бар, бұл кезде
жұтылатын күн сәулесі электр энергиясының генерациясы үшін
максималды қолданылады. Бұл 1.4-суретте көрсетілген. Бұл суреттен
көріп отырғанымыздай, температура үлкен болған кезде тиімділік
төмендейді. Бұнда негізгі материалдардың рұқсат етілмеген аймағының
енінің мәндері көрсетілген.
а) б)
а)-интенсивтіліктің фотон энергиясына тәуелділігі;
б)-фотон ағын тығыздығының фотон энергиясына тәуелділігі.
1.3-Сурет – Күн сәулеленуінің спектралды жіктелуі
Фотоэлементке түсетін күн сәулесінің спектралды жіктелуі күн сәулесінің
атмосферадан өту бұрышына, атмосфераның бұлттылығына, ластануына және т.б.
байланысты. Қоршаған ортаға байланысты оптикалық массалар ажыратылады: АМ1-
ге қақ төбедегі күн, АМ2-ге күннің 60о бұрышпен түсуі, ал АМ0-ге космос
сәйкес келеді. Күн элементтерін өңдеп жасау кезінде стандарт ретінде АМ1
жағдайын таңдайды.
4)Тек қана энергиясы 1.3-суреттің В ауданына сәйкес келетін фотондар,
күн элементінде фототоқты генерациялауға қатысады. Күн сәулесінен келетін
толық энергиясындағы бұл фотондардың үлесі [B(A+B+C)] шамамен 47 %
құрайды. Нақты мәні спектралды жіктеуге байланысты сәл өзгеріп отырады.
Егер фотон тығыздығының (N) энергия () бойынша жіктелуі
болсын.
1.4-Сурет – Гомоөтпелі күн элементтерінің максималды күтілетін
тиімділігінің рұқсат етілмеген аймақтың еніне тәуелділігі
Онда фотонды жұту кезіндегі фотоэлемент тудыратын энергияның
максималды теориялық мәні келесі формула бойынша анықталады
, (1.1)
бірақ
, (1.2)
сондықтан
. (1.3)
1.3.3 Тізбек пен жүктеменің фотоэлектрлік қасиеттері
Фотоэлементтерді, басқа да түрлендіргіштер сияқты электр энергияны алу
үшін қолдануға болады. 1.5-суреттегі эквиваленттік диаграммада генератордың
негізгі макроскопиялық сипаттамалары келтірілген.
Құрылғының оң бағытталған тоғы І толықтай фотоэлементтің оң
бағытталған тоғымен сәйкес келеді. Тұрақты радиационды ағын кезінде 6-
суретте келтірілген вольт-амперлік сипаттаманың асимметриясы қараңғылық
тоқтың ІD болуымен анықталады. Бұл диодтық сипаттаманың ауданына тиісті,
мұндағы V – оң, ал І – теріс.
1.5-Сурет – Күн элементінің эквивалентті сұлбасы
Энергияның максимум шамасы, егер V және І шамаларын, сәулелену мен
жүктеме кедергісін өзгерткен жағдайда олардың көбейтіндісі максимал қуат
сызығына сәйкес келетіндей етіп ұстағанда ғана болады. Бұл әруақытта дерлік
кернеудің шамасы 25%Vос шамасына сәйкес келеді. Аккумуляторлық батареяның,
жүктемедегі кернеу тізбектегі тоқ күшіне байланысты болған жағдайдағы таза
омдық жүктемеден айырмашылығы – тоқ күші өзгерген жағдайда потенциалдар
айырымының өзгеріссіз қалуы. Сондықтан аккумуляторлық батарея үшін V мен І-
ты вольт-амперлік сипаттамадағы максималды қуатсызығының қасында болатындай
реттеп отыруға болады. Сонымен, аккумуляторлық батареяларды қоса отырып,
кез келген жүктеме үшін ең жақсы параметрлерге максимал қуат бойынша
жүктемені реттеу құрылғысын қолдану арқылы жетеді. Бұл құрылғылар тұрақты
тоқты тұрлендіргіштерге жатады. Оларды тізбекте қолдану жүктемедегі
максимал шығыс қуаттың 95 % пайдалы тұтынуға мүмкіндік береді.
1.5-суретте келтірілген эквивалентті диаграммадан келесі өрнекті
аламыз
. (1.4)
Қараңғылық тоқ үшін келесі өрнек жазылады
. (1.5)
Кремний үшін А∙м2.
1.6-Сурет – 33 кремнийлік элементтен тұратын күн батареясының вольт-
амперлік сипаттамасы
Реалды сипаттамаларды дәл сипаттау үшін мұнда идеалдық коэффициенті А
ендірілген. Барлық фотоэлементтер үшін . А коэффициентінің үлкен
шамалары вольт-амперлік сипаттамада қисықтардың пайда болуына әкеледі, яғни
максималды қуатты азайтады. Бұл эффект қосымша фактор деп аталады. бұл
кристалл ақауларындағы электрондар мен кемтіктердің рекомбинациясының
күшеюіне әкеледі.
Фотоэлементтің қыздырылуы Vос төмендетеді және Isc жоғарылады, бұл
вольт-амперлік сипаттаманың өзгерісіне әкеледі. Элемент материалының
температурасының өсуі кезінде Rsh (әдетте шексіз үлкен деп алынады)
және Rs (мүмкіндігінше аз етіп алынады) азаяды. Сәулелену 1 кВт∙м-2
кезіндегі кремнийлік элементтің қызуының әсерін сипаттайтын эмпирикалық ара
қатынас келесідей болады
(1.6)
(1.7)
мұндағы – реперлік температура;
– материал температурасы;
a, b – температуралық коэффициенттер ;
.
Температураның жоғарылауының нәтижесінде, жеткізілетін қуат азаяды.
Кремнийлік фотоэлемент үшін эмпирикалық тәуелділігі келесідей түрде
болады
(1.8)
мұндағы .
Эквивалентті тізбекті анализдеуден көріп отырғанымыздай, энергияны
жоғары тиімділікпен алу үшін келесідей шарттар орындалған кезде мүмкін
болады:
1) ІL тоғы максимал болуы қажет. Бұны фотон шығындарын минимумға
әкеліп, яғни потенциалды бөгеуіл аймағындағы жұтылу, беттің шағылу
коэффициентін төмендету, донорлар концентрациясын жоғарылату және
рекомбинация орталарының концентрациясын төмендету арқылы іске
асыруға болады.
2) Қараңғылық тоқ ІD минималды болуы қажет. Мысалы, донорлардың
концентрациясын көбейту арқылы.
3) Rsh кедергісі мүмкіндігінше үлкен болуы қажет. Бұған фотоэлементтің
бетін мұқият тазарту арқылы қол жеткізуге болады.
4) Rs кедергісі аз болуы қажет. Бұл тасымалдаушылардың электрлік
контактілерге дейінгі аралығы аз болғанда және кедергісі аз
контактілер мен жүктемелерді қолданған кезде мүмкін болады.
5) Тиімді қуатты алу үшін шарты орындалуы қажет.
Күн элементтерінің батареясы параллель қосылған модульдердің
комбинациясынан тұрады. Әрбір модуль тізбектей қосылған фотоэлементтердің
комбинациясынан тұрады. Ал әрбір фотоэлемент параллель қосылған
элементтерден құралған. Бұл 1.7-суретте көрсетілген. Модульдің ашық
тізбегінің контактілеріндегі максимал кернеу шамамен 15В, ал модуль арқылы
өтетін максимал тоқ шамамен 1,5 А.
а) б) в)
а) -элемент; б)-33 элементтен тұратын модуль;
в)-батаерея; 1-сыртқы контакт; 2-ішкі контакт.
1.7-Сурет – Кремнийлік күн элементтерінің құрылғыларының сұлбалары
1.3.4 Күн элементтерінің тиімділігінің шектелуі
Күн элементтерінің тиімділігі әртүрлі шығындардың әсерінен шектелген;
олардың кейбіреулерінен құтылуға болады, ал кейбіреулері жүйенің өзінде
орын алған. Бір шектеулер анық және олар тәуелсіз басқарыла алады, ал
басқалары күрделі және материалға әсер етпей басқарыла алмайды. Мысалы,
қоспаның концентрациясын көбейткен, оң да, теріс те әсер ете алады. 1.1-
кестеде кремнийлі p-n-өтпелі сәулеленуі АМ1 жағдайына сәйкес келетін күн
элементтеріндегі шығындар келтірілген.
Төменде АМ1 жағдайында 100%-ға тең деп саналатын, толық сәулеленуге
сәйкес келетін пайыздық қатынастағы шығындар келтірілген. Шығындар
фотоэлементтің бетінен түбіне дейінгі бағытта көрсетілген.
1.1-Кесте – Кремнийлік күн элементтерінің тиімділігінің шектеулері
Берілген процесте Қуат ТиімділікЕскерту
кететін шығындарданшығындары, %
кейін қалатын
энергия, %
1 2 3 4
77 23 0,77 Фотожұту жоқ:
44 33 0,57 Фотондардың артық энергиясы
жылуға айналады:
43 1 0,97 Беттен шағылу
42 0,4 0,99 Кванттық ПӘК-і
39 3 0,92 Алдыңғы беттегі
контактілердің шектелген
ауданы
19 20 0,5 Потнециал шығындары:
15 4 0,81 Қисықтық факторы-максималды
қуат
10 5 0,65 Қисықтың қосымша факторы А,
рекомбинациялық шығын
9,7 0,3 0,97 Қосымша кедергі
9,6 0,1 0,99 Шунттаушы кедергі
10 – – Пайдалы қуат
1) Фотоэлементтің беткі жағындағы контактілердің шектелген ауданы
(шығын шамамен 3%). Беттің қосымша кедергісімен байланысты
шығындарды азайту үшін фотоэлементтің бетіндегі электр тоқты
металл контактілердің торымен жинайды. Бұл контактілердің
ауданы шектелген және белсенді беттің тек бір бөлігін ғана
жабады. ПӘК-ті есептегенде бұл шығын түрі әр уақытта ескеріле
бермейді.
2) Беткі жағынан шағылу (шығын шамамен 1%). Егер сақтанудың
арнайы шараларын қолданбаса, күн сәулесінің жартылай
өткізгіштен шағылу коэффициенті өте жоғары болады – шамамен
40%. Бұл шаманы 3% дейін төмендетуге болады. Ал егер жартылай
өткізгіштің бетін жұқа қабықшамен қаптаса, немесе басқа
жолдармен өңдесе, бұл шаманы одан да төмен түсіруге болады.
Жартылай өткізгіштің бетін шағылатын сәуле жұтылатындай құрастырып,
шағылудағы шығындарды азайтуға болады. Бұндай беттердің түрлері 1.8-суретте
көрсетілген. Кристалды химиялық өңдеу арқылы текстуралы бетті алуға болады.
а) б)
а)-текстуралы;
б)-структуралы.
1.8-Сурет – Жұту қабілеттілігі жоғары беттердің түрлері
3) Рұқсат етілмеген аймақтың ені аз энергиялы фотондар (шығын
шамамен 23%). Энергиясы болатын фотондар, электр тоғын
генерациялауға қатыса алмайды. эВ болатын кремний үшін
толқындардың белсенді емес ұзындықтары (∙10-4 м) АМ1
жағдайында сәулеленудің 23% құрайды. Бұл фотондардың жұтылуы
фотоэлементті қыздырады, нәтижесінде жүйенің үнемділігінің
төмендеуіне әкеледі. Теориялық түрде бұл фотондар фильтрлердің
көмегімен ажыратылуы мүмкін. Бірақ артық жылуды комбинирленген
жылу және энергожүйелерінде қолданған “энергетикалық
тиімдірек” болады.
4) Артық энергиялы фотондар (шығын шамамен 33%). Белсенді
фотондардың артық энергиясы () да жылу шығарады.
5) Кванттық тиімділік (шығын шамамен 0,4%). Кванттық тиімділік
дегеніміз – электрондық-кемтіктік қостарын түзуге қатысатын
жұтылған фотондардың үлесі. Фотоэлементті дайындау кезінде
материалдың қалыңдығы, түсетін сәулеленудің кем дегенде 95 %
жұтуға жеткілікті болуын ескеру қажет. Фотоэлементтің ішкі
жағына шағылдыратын қабатты орналастыру арқылы сәулеленуді
жұтушы материал арқылы қайтадан өткізу мүмкін болады.
6) Тоқты генерациялаудың тиімділігі. Тоқты генерациялау
тиімділігін сипаттайтын параметрді жоғарыда аталған шығындарды
ескеру үшін, немесе тасымалдаушылардың генерациясынан кейінгі
зарядтарды жинау тиімділігін анықтау үшін қолдануға болады.
Толық ПӘК-ң бұл құраушысы күн элементінің ішкі тізбегінде
тоқтың туындауына қатысатын электронды-кемтіктік қостардың
сәулелену ағынының әсерінен пайда болған үлесі ретінде
анықталады. Күн элементінің толық кедергісі 10% болған
жағдайдағы тоқты генерациялау тиімділігі, әдетте, 0,7 құрайды.
Бұл параметрдің шамасын 0,9-ға дейін жоғарылатсақ, бізге толық
ПӘК-ң 20% және одан да жоғары шамаға дейін қол жеткізе аламыз.
Сондықтан, тоқты генерациялау тиімділігін жоғарылату, күн
элементтерін жетілдірудің негізгі мақсатына айналады.
Бұл параметрді өзгертудің әртүрлі жолдары бар. Жартылай өткізгішті
фотоэлементтің сипаттамаларын жақсарту мүмкіндіктерінің бірі –
фотоэлементтің ішкі жағынан металл контактінің қасынан қосымша потенциалды
бөгеуілді құру. p-n-өтпеліден кейін қоспасының концентрациясы
жоғарылатылған қабат құрылады.
7) Потенциалдың шығындары (шамамен 20%). Әрбір жұтылған фотон
потенциалдар айырымы (кремний үшін 1,1В) болатын
электрондық-кемтіктік қосты құрады. Бірақ, ішкі тізбектегі ЭҚК
тудыруға бұл потенциалдың тек бөлігі (VB) ғана қатысады.
Потенциалдың шығынын шамасы сипаттайды. Ол келесі
формуламен анықталады
(1.9)
Кремнийлік элементтерде шамасы 0,6 (меншікті кедергісі 0,01Ом∙м)
мен шамамен 0,5 (меншікті кедергісі 0,1Ом∙м) арасында өзгеріп отырады,
сәйкесінше VB шамасы 0,66 мен 0,55 В арасында өзгеріп отырады.
Қоспалардың концентрациясын көбейту шамасының жоғарылауына
әкеледі (меншікті кедергісі 0,01 Ом∙м болатын кремнийлік элементтердің
және мәндері меншікті кедергісі 0,1Ом∙м болатын кремийлік
элементтерінен көп). Меншікті кедергісі 0,01 Ом∙м болатын материал үшін
кремнийдегі қоспаның максималды мүмкін болатындай концентрациясы шамамен
1022 м-3. GaAs жасалған фотоэлементтің .
8) Қисықтық факторы Fc (шығын шамамен 4%). Күн элементінің вольт-
амперлік сипаттамасы p-n-өтпелінің сипаттамасымен тығыз
байланысты. Егер күн элементінің шығысындағы кернеу
дейін өссе, онда тікелей ығысу артады, нәтижесінде өтпе арқылы
өтетін ішкі рекомбинацияланатын тоқ Іr шамасы өседі. Бұл
эффект жүйедегі шығынның негізгі себебі. Сипаттаманың
экспоненциалды формасына байланысты максимал қуат шамасы
көбейтіндісінен аз.
Қанығу параметрі деп те аталатын, қисықтық факторы келесідей
анықталады
(1.10)
Кремний үшін қисықтық факторының максималды шамасы .
9) Қисықтың қосымша факторы (шығын шамамен 5%). Реалды күн
элементтерінің вольт-амперлік сипаттамалары келесі байланыспен
сипатталады
(1.11)
Жоғарыда көрсетілген (11) теңдеудегі А коэффициенті (көптеген өнеркәсіптік
фотоэлементтер үшін А2) өтпе аймағындағы рекомбинацияның күшеюіне әкеледі.
Сонымен қатар, бұл және І0 шамаларының өзгеруіне әсер етеді,
сондықтан шығыс қуаттың ең тиімді шамасы тек А=1 болған жағдайда мүмкін
болады.
Күн элементтеріндегі рекомбинация жылдамдығын төмендету келесі шарттар
орындалғанда мүмкін болады:
а) диффузионды ұзындық үлкен(кремний үшін 50÷100∙10-6 м). Бұл
тасымалдаушылардың ұзақ уақыт“өмір сүруін”талап етеді(кремний үшін 10-4 с);
б) өтпе элемент бетінің қасында орналасқан. Өтпені элемент бетінен
қарапайым кремнийлік элементтердегідей 0,35∙10-4 м дейін емес, “күлгін”
элемент сияқты 0,15∙10-4 м аралығында орналастырған жөн;
в) қоспаның болуына тәуелсіз материалдың ақаулығы аз болуы қажет.
10) Қосымша кедергі (шығын шамамен 0,3%). Күн элементтерінде заряд
тасымалдаушылар материалдан өткізгіштік контактілерге
диффузияланады. Контакт ішкі жағынан элементтің барлық бетін
жаба алады, сондықтан беттің кедергісі өте аз болады. Бірақ
элементтің беткі жағын Күн максималды жарықтандыру қажет,
сондықтан контактілер алып отырған аудан минимум болуы қажет.
Бұл тасымалдаушылардың жолын алыстатып, қосымша кедергінің
пайда болуына әкеледі. Қазіргі кездегі жетістіктердің
нәтижесінде, элементтің беткі жағының қосымша кедергісі 20Ом-
нан 0,1 Ом-ға дейін төмендетілді.
11) Шунттаушы кедергі (шығын шамамен 0,1%). Фотоэлемент бетінің
немесе барлық көлемінің құрылымындағы ақаулардың нәтижесінде
шунттаушы кедергі пайда болады. Қазіргі заманғы технология
бұндай ақаулардан құтылуға мүмкіндік береді, сондықтан
монокристалды кремнийлі элементтегі шунттаушы кедергіні
ескермеуге болады. Ал поликристалды элементтерде шунттаушы
кедергі көбірек болуы мүмкін.
12) Пайдалы қуат (кремнийлі элементтерде шамамен 10-14%). 1-
кестеде барлық шығындарды ескерген жағдайдағы фотоэлементпен
шығарылатын пайдалы қуаттың шамалары келтірілген. Кремнийлік
күн элементтерінің максимал ПӘК-і 22-25%, гетероөтпелі немесе
сатылы өтпелі элементтерде – шамамен 30%, энергияны
шоғырландыратын жүйелерде – 40%.
1.3.5 Күн элементтерінің құрылымы
Күн элементтерін дайындау әдістерінің көптеген нұсқалары бар.
Стандартты монокристалды кремнийлер күн элементінің құрылымын қысқаша
сипаттап өтейік.
Күн элементтеріне қойылатын негізгі техникалық талаптар:
1) Алғашқы материал химиялық өте таза, әрі қасиеті орнықты боуы қажет.
2) Фотоэлементтердің құны төмен, әрі саны көп болып өндірілуі қажет.
Дайындау процесіне жалпы бақылау және жоғары дәрежелі дәлдікті қамтамасыз
ету қажет.
3) Күн элементтері сыртқы ортаның әсерінің әдетте зиянды әсерінің
жағдайларында жұмыс жасау мерзімі 20 жылдан кем болмауы қажет. Тағы да бір
ескеретін жай, күн сәулеленуінің концентрациясысыз фотоэлементінің жұмыстық
температурасы – 30-дан 2000C аралығында өзгеруі мүмкін. Электрлік
контактілер болуы қажет. Құрылғы судан қорғаныста болуы қажет.
4) Құрылғының құрылымы бір элемент істен шыққанда, барлық жүйенің
істен шығуына параллельді және тізбектей қосуды пайдаланады. Ол бір элемент
істен шыққанда, басқа бір элементтердің істен шықпауын қамтамасыз етеді.
5) Жиналған модульдер алыс және өтуге қиын жерлерге тасымалдауға
шыдамды болуы керек.
2 Күн энергиясын электрэнергияға түрленуі
Күн энергетикасының даму жолында негізгі екі бағыт бар: күн
энергиясымен қамтамасыздандыру және күн энергиясын түрлендіргіштерді
құрастыру. Өз кезегінде, бұл түрлендіргіштер екі топқа бөлінеді: жоғары
температуралы және аз температуралы.
Жоғары температуралы түрлендіргіштерде күн сәулесі бір ауданға
шоғырландырылып, температурасын 30000С дейін көтереді. Бұндай құрылғылар
қазіргі кезде бар. Мысалы, оларды металл балқыту үшін қолданылады.
Күн түрлендіргіштерінің ең кең тараған түрлері – температурасы 100-
2000С арасында болатын, аз температуралы түрлендіргіштер.
Күн энергиясын түрлендіргіштің жалпы сұлбасы 2.1-суретте көрсетілген.
1-күн генераторы; 2-максималды қуатты таңдау құрылғысы; 3-зарядтау-
разрядтау реттегіші; 4-инвертор; 5-айнымалы тоқты тұтынушы; 6-аккумулятор
батареясы; 7-тұрақты тоқты тұтынушы.
2.1-Сурет – Автономды күн энергиясын түрлендірушінің сұлбасы
2.1 Күн энергиясын үш фазалы айнымалы электр энергиясына түрлендіретін
инвертордың сұлбасын өңдеу
Соңғы жылдары электр энергиясына деген сұраныс анағұрлым өскендіктен,
дәстүрлі емес энергия көздерін енгізудің қажеттігі туды. Күн энергиясын
түрлендіруде тиімділігі жоғары әдістің пайда болуы тұтынушының электр
энергиясына деген сұранысын қанағаттандыруда. Күн энергиясының тұрақты
жиілігі мен кернеуі бар айнымалы тоқ энергиясына түрлендіру бүгінгі күннің
өзекті мәселелерінің бірі болып табылады. Себебі электр энергиясының
негізгі тұтынушысы айнымалы тоқ. Қазіргі кезде күн энергиясын тұрақты
тоқты электр энергиясына түрлендірудің белгілі жүйесі қолданылады [1]. Бұл
жүйеге сәйкес параллель және тізбектей қосылған элементтері бар
фототүрлендіргіш тұрақты тоқ электр энергиясын өндіреді. Әрі қарай инвертор
бұл энегияны айнымалы кернеуге түрлендіреді де, фильтр арқылы жүктемеге
береді. Күн энергиясының тұрақты кернеуін айнымалы кернеуге түрлендірген
кезде инвертордың энергетикалық көрсеткіштері (ПӘК, қуат коэффициенті) және
түрлендірілген энергия сапасы (кернеу қисығының формасы синусойдалы болуы,
кернеу мен жиіліктің тұрақтылығы) жоғары болуы тиіс.
Электр энергиясының сапасы жоғары болу үшін инвертордан кейін (төмен
жиілікке арналған) фильтр қосу керек. Күн элементтерінің қуатын ондаған
немесе жүздеген киловаттқа дейін арттырғанда фильтр көлемі де анағұрлым
артады және осыған байланысты фильтрде қуат жоғалады. Ал бұл процесс бүкіл
түрлендіру жүйесінің ПӘК–ін азайтады. Бұдан басқа гармоникалық анализ
деректеріне сүйенсек, кернеудің жоғары гармоникаларын негізгі
гармоникалармен салыстырғанда едәуір бөлігін құрайды. Кернеудің жоғары
гармоникалары күн элементтері өндірген электр энергиясы болып табылады.
Бірақ олар фильтрде жоғалады немесе басқаша айтқанда фильтр ұстап қалады
да, тұтынушыға жетпейді.
Осылайша фотоэлектрлі түрлендіргіштер энергиясының бір бөлігі
түрлендіру жүйесінде жоғалып, тұтынушыға түгелімен жетпейді. Бұдан
шығатыны: қосылған қымбат фотоэлектрлі түрлендіргіштер түгел жұмыс
істемейді. Бұл өз алдына энергия түрлендіргіштердің бағасын қымбаттатады.
Бұдан техника – экономикалық көрсеткіштері жоғары, ал қаржылық және
материалдық шығыны жағынан төмен болатын күн энергясын өндірістік электр
энергиясына түрлендіретін түрлендіргіштер мәселесі туады. Құрамында фильтрі
бар күн энергиясын айнымалы тоқ электр энергиясына түрлендірудің сұлбасы
2.2 - суретте келтірілген.
2.2 - Сурет – Фильтрі бар күн энергиясын айнымалы тоқ
электр энергиясына түрлендірудің құрлымдық сұлбасы
Жобада күн энергясын тұрақты жиілігі және тұрақты кернеуі бар электр
энергиясына түрлендірген кездегі кернеудің гармоникалық құраушыларының
анализі жасалған. Нәтижесінде фильтрді алып тастауға және формасы бойынша
синусойдаға өте жақын кернеуді алуға болады. Ол үшін генератор кірісіне
кернеудің сатылы функциясын беру қажет. Ал шығысында кернеу сатысының
санына байланысты синусойда формасына жақын кернеу аламыз.
Күн элементтері 0,5–тен 17 В–қа дейін кернеу өндіретін дөңгелекшелерден
құралады. Сондықтан күн элементі тізбектей немесе параллель жалғанған
бірнеше дөңгелектен құралады. Дөңгелекшелердің саны бізге қажет кернеу мен
қуаттан анықталады.
Инвертор кірісіне берілетін формасы сатылы кернеуді алудың сұлбасы
2.3 - суретте келтірілген. Күн элементтері m n дөңгелекшелерден
құралған. Олар өзара тізбектей К және параллель J болып жалғанған және
әртүрлі кернеуі бар бес бөлікке бөлінген. Әр бөліктің кернеуі инвертор
кірісіне беріледі.
Көпсатылы кернеуді әртүрлі бір сатылы кернеуден құруға болады. Олардың
Т периодтары бірдей болады да, Um амплитудасы мен параметрі әртүрлі
болады. Мұндағы параметрі сатының қаншалықты кең екенін көрсетеді. Ол
саңылаулылық деп аталады.
2.3 - Сурет – Құрамында фильтрі жоқ күн энергиясын айнымалы тоқ
электр энергиясына түрлендірудің сұлбасы
Бір сатылы кернеудің уақытқа тәуелділігі 2.4 - суретте көрсетілген.
Инвертор параллель және тізбектей қосылған белгілі бір топтағы күн
элементтерін кезектеп қосу арқылы әр сатыны туғызады. Нәтижесінде синусоида
орамасына ұқсас көпсатылы кернеу пайда болады.
U
2.4 - Сурет – Кернеудің уақытқа тәуелділігі
Бір сатылы кернеудің үзіліссіз периодты функциясының көрсетілген
параметрлермен гармоникалық құраушыларға жіктелу формуласы [3] сәйкес
келесідей болады
(2.1)
Бұл жағдай тек бір саты үшін ғана. Бірақ жоғарыда айтылғандай біздің
түрлендіргіш жүйеге гармоникалық тербелістің синусойдалы түріне жақын болу
үшін көпсатылы кернеу қисығы алынады.
Кернеудің n сатыдан тұратын көпсатылы қисығын алу үшін оның әрбір
сатысының саңылаулығын анықтау қажет.
Алғашқы үш саты үшін саңылаулығының формуласы келесідей
n = 1 кезде ,
n = 2 кезде ,
n = 3 кезде .
Онда n саты үшін саңылаулық
(2.2)
Әр сатының амплитудасы
(2.3)
Саңылаулылықтың саты нөмеріне тәуелділігі келесідей болды
(2.4)
Саны n - ге тең сатылардың кернеуі гармоникаларға сәйкес n
функциясының қосындысына тең
(2.5)
(2.6)
мұндағы ;
U – инвертор шығысындағы кернеу;
Um – күн батареясының қысқыштарындағы кернеу;
Кn – әр сатыдағы күн батареяларының саны.
2.2 Үш фазалы көп сатылы күн энергиясының түрлендіргішінің сұлбасын
өңдеу
Түрлендіру техникасына жататын құрылғылар тұрақты ток кернеуін
айнымалыға түрлендіру кезінде қолдануға болады.
Көптеген ортақөндірістік және арнайы қолданудағы инверторлар мәлім.
Электроэнергияны инверттеу қазіргі кезде статистикалық түрлендіргіштің
үлесінде. ПӘК және массаөлшем көрсеткіші жағынан тиімдірегі жартылай
өткізгішті транзисторлы түрлендіргіштер болып табылады. 6 транзисторы бар,
көпірлік сұлбамен қосылған 1 кернеу көзінен қоректенетін үш фазалы
транзисторлы инвертор белгілі. Үш фазалы транзисторлы инвертордың жұмыс
жасау режимына байланысты шығысында үш фазалы кернеу немесе тікбұрышты
формадағы үш фазалы ток алынады. Алынған үш фазалы транзисторлы инвертордың
кемшілігі шығыс кернеуінің бір сатылы формадағы сызығы болып табылады. Оның
синусойдадан айтарлықтай айырмашылығы бар, яғни шығыс кернеуінің жоғарғы
гормоникасының болуы. Бұл дегеніміз кернеудің жоғарғы гормоникалығын
өшіретін сәйкес фильторлардың қолданылуын талап етеді. Сонымен бірге,
жоғарғы кернеуді түрлендіретін инверторларға жоғарғы вольтты транзисторлар
қажет болады.
Күн энергиясының айнымалы кернеуге түрлену кезінде фотоэлектрлік
түрлендіргіштегі энергияның бір бөлігі инверттеу жүйесінде жоғалады немесе
фильтрдің әсерінен тұтынушыларға жетпейді. Алайда, мұндағы қосылған қымбат
фотоэлектрлік түрлендіргіштердің барлығы максималды қолданылмайды. Бұл күн
энергиясының түрлендіргішінің бағасын өсіреді.
Ұсынылған сұлбаның мақсаты болып қымбат тұратын күн элементтерін
тиімді пайдалану және шығысында фильтрді қолданбай үш фазалы
түрлендіргіштің кернеу сызығының синусойдасын алу.
2.5-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертордың жұмыс сұлбасы
көрсетілген.
2.5-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертор
Аталған құрылғы шығыс кернеуінің сызығының формасын синусойдаға максималды
түрде ұқсас қылдырады және фильтрді қажет етпейтін жоғарғы гормоникалардың
мәнін минималдайды. Бұл әрекет былай жүзеге асады тұрақты кернеудің көзі n
тәуелсіз көздерге бөлінген және инвертордың көпірлік сұлбасымен бірге
қосымша инвертордың n-1 жартылай көпірлік сұлбасы қосылған.
Әрқайсысында үш транзисторлық кілттер болады. Олардың коллекторлары
тұрақты кернеу көзіне қосылады. Ал эммитерлары инвертордың үш фазалы
көпірлік сұлбасымен бірге ортақ үш фазалы жүктемеге қосылған. Сонымен бірге
тұрақты кернеулер көзі қосылады Е1, Е2, Е3,...,. Еn, мұндағы Е1- бірінші
тұрақты кернеу көзі, Е2- екінші тұрақты кернеу көзі, Е3- үшінші тұрақты
кернеу көзі, Еn- n-ші тұрақты кернеу көзі. Олар өзара тізбектей және
параллел жалғанады.
Бұл есепті шығарсақ келесідей қорытындыға келеміз транзисторлардың
қосылып-өшуінің әсерінен инверторлардың көпірлік және жартылай көпірлік
сұлбаларында белгілі бір уақыт моментінде үш фазалы сатылы кернеу мен ток
пайда болады.
Тұрақты кернеу көзін тізбектей жалғағанда сатылы кернеу сызығы пайда
болады. Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертордың шығысындағы кернеу
транзистордағы кернеу түсуін ескермегенде жүктемедегі кернеу мынаған тең
UА = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.7)
UВ = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.8)
UС = Е1 + Е2 + Е3 +... Еn = .
(2.9)
мұндағы UА – RА жүктемесіндегі кернеу;
UВ – RВ жүктемесіндегі кернеу;
UС – RС жүктемесіндегі кернеу;
Е1– бірінші тұрақты кернеу көзі;
Е2– екінші тұрақты кернеу көзі;
Е3– үшінші тұрақты кернеу көзі;
Еn–n-ші тұрақты кернеу көзі.
Шығыс кернеуінің графиндегідей және (2.7), (2.8), (2.9)
белгіленудегідей жүктемеде барлық фазадағы барлық кернеу көзінің сатылы
қосылуы болады. Сондай – ақ кернеу сызығының формасы синусойдалы болады.
Бұл дегеніміз берілген көп сатылы үш фазалы транзисторлы инвертор кернеу
инверторы режимінде жұмыс істейді деген сөз.
2.6-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инверторының шығыс
кернеуі көрсетілген
UА(t), Bт
UВ(t), Bт
UС(t), Вт
2.6-сурет– Көп сатылы үш фазалы транзисторлы инверторының шығыс
кернеуі
Тұрақты ток көзін параллел жалғаған кезде сатылы ток пайда болады.
Сәйкесінше жүктемедегі ток мынаған тең
IА = I1 + I2 + I3 +... In ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
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