Күн энергиясының қуатын пайдалану

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

ҒЫЛЫМИ ЗЕРТТЕУ ЖҰМЫС

Тақырыбы: “Күн энергиясының қуатын пайдалану

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

І бөлім. Күн жүйесі

IІ бөлім. Күн энергиясы 11

IIІ бөлім. Күн энергиясын жылуға, жұмысқа және энергияға

айналдыру

IV бөлім. Күн қуаты бізге жат па? 16

V бөлім. Қазақстандағы күн энергетикасы: мүмкіндіктері мен перспективалары

ҚОРЫТЫНДЫ 22

Әдебиеттер тізімі 23

КІРІСПЕ

Соңғы жылдары дүниежүзі халықтары энергияны тым мо пайдалануда. Өйткені жалпы қоғамның дамуы мен ғылыми-техникалық өрлеудің тек қана осы энергия көздерін пайдалану арқылы іске асырылатыны кімге болса да белгілі. Барлық өндірістік үдерістер автоматты жүйелерге ауытырылып, транспорт түрлері, ауыл шаруашылығының салалары, үй тұрмысына қажетті істердің бәрі де түгелдей дерлік электр қуатымен жұмыс істейтіні болады. Демек, қазіргі энергетиканың дамуын планета бойынша алып қарағанда негізінен табиғи отын түрлерін пайдалану арқылы жүзеге асуда. Энергетикалық шикізат түрлерін сөз еткенде оларды екі топқа топтастырып қарастырған дұрыс.

Бірінші топқа байырғы энергетикалық шикізат түрлері - көмір, мұнай газ, шымтезек сияқтылар енсе, екінші топқа - күн, жел, өзен және көл суларының энергиясы, сондай-ақ теңіз сулары ағыстарының, жер асты ыстық суларының энергиясы, сутегі және атом энергиясы, тағы басқалар жатады.

Адамзат өмірінің алғашқы кезеңінде энергетикалық отын түрлерін пайдалану мөлшері тым аз болатын. Көпке дейін ең басты отын түрі болып ағаш, мал қилары, кейбәр ауыл шаруашылығы өнімдерінің қалдықтары (сабын) саналатын. Алайда жер бетінде халықтар санының көбеюі отын түрлерін мол пайдалануды, әсіресе көптеген елдерде дами бастаған өндіріс салалары, шойын, болат қорыту, электр энергиясын өндіру сияқты өндіріс салаларының дамуы отынның жаңа түрлерін іздестіруді талап етті. Сондықтан да көп кешікпей адамдар өз мұқтаждықтары үшін жер қойнауынан тас көмір, жанатын тақта-тас түрлерін пайдаланып, отын проблемасын шеше бастады. Сөйтіп, 1870 жылы дүние жүзінде 200 млн. тоннаға жуық көмір өндірілген. Ал осыдан не бәрі жиырма жыл өткеннен кейін көмір өндіру мөлшері 500 млн. тоннаға дейін жеткен. Жыл өткен сайын көмір өндіру қарқыны кең құлаш жая бастады. Сондай-ақ, өндірістің көптеген елдерде жедел дамуына байланысты ағаш, көмір түрлерімен қоса соңғы жүз жыл шамасында алдымен мұнайды, одан осң газды отын есебінде пайдалану кең өріс ала бастады.

Біздің республикамыздың көмір байлығы орасан мол. Мысалы, республикамыздың негізгі көмір бассейіні - Қарағанды, және де бұл аталған кен орынының басты бір ерекшілігі онда металлургия өндірісіне тым қажетті кокс және энергетикалық көмірдің қоры мол. 1954 жылдан Екібастұз көмірі игеріле басталды. Қазір онда жылдық өнімі миллиондаған тоннадан асатын ірі-ірі карьерлер жұмыс істейді. Сондай-ақ, республика өңірінде мұнан басқада көмірдің мол шоғырланған жері “Майкүбі” бассейні мен Торғай даласындағы кен көздері бар.

Жалпы, республикамыздың қай түпкірін алмасақ та энергетикалық көмір қабаттары кездеспейтін бірде-бір аудан жоқ сияқты. Мысалы, бұған Арал теңізінің солтүстік батысында жер астындағы жатқан мол көмір қорын жатқызуға әбден болады. Халық шаруашылығы салаларын өркендетуде мұнайдың да ролі орасан зор. Одан жанар-жағар май, дизель майын, мазут т. б. өндірілетіні белгілі. Бүгінде, бүкіл дүние жүзі елдерінің энергетикалық бір жылдық отын балансының 75 пайызы тек қана мұнай мен газдың еншісіне тиіп отыр. Ал, біздің республика бойынша негізгі мұнайлы аудан қатарына Батыс Қазақстан және Маңғыстау түбегіндегі жаңа ашылған кен орындары мен Ақтөбедегі “Жаңажол” және Қызлорда облысындағы “Құикөл” мұнай көздерін жатқызуға болады. Сондықтан да біздің Республика сырттан мұнай сатып алмайды, қайта сырт елдерге “қара алтынды” сату арқылы біздер облысымыздың, қалды республикамыздың экономикасын жақсартуға мүмкіндік туды. Бұған дәлел, осыдан 100 жыл бұрын яғни, 1899 жылы Атырау аймағындағы “Қарашұңғыл” деп аталатын жерде алғаш рет мұнай көзі табылып, қазақ елінде алғашқы “қара алтынды” өндіру басталды. Міне, осыған орай 1999 жылы Атырау қаласында Республика мұнайшылары осы оқиғаны лайықты дәрежеде атап өтті. Ал, Қазақстан мұнайының 100 жылдық мерекесі қарсаңында Құмкөлдіктер де ел есінде қаларлық 15 млн. тонна мұнайды ел игілігіне өндірді. Республика бойынша мұнай мен газ конденсатының 21, 4 пайызы Сыр топырағында жатыр. Құмкөл төңірегіндегі жер астынан шығатын газдың 30 пайызын мұнай айдайтын құбырлар жылытуға пайдаланса, 70 пайызы яғни 450 млн. текше метр газы атмосферада шырақ болып өздігінен жанып тұр. Егерде сол өздігінен жанып тұрған газды арнаулы құбырмен Қызылорда қаласына жеткізсе, қаланың көптеген кәсіпорындары іске қосылып әсіресе, қала халқы жылу және жарықпен толығымен қамтамасыз етілер еді. Жалпы, кен байлығынсыз бірде-бір өндіріс саласының дамуы мүмкін емес. Сондай-ақ, Табиғат-Ананың адамға берері мол, дегенмен сол байлық шексіз бе? Болмаса планетамыздың жалпы эволюциялық дамуы адамзат қоғамына керекті шикізат қорларын қажетті мөлшерде толықтырып отыра алады ма?

Міне, осы сияқты сұрақтар соңғы кездерде көптеген елдердің ғалымдары мен табиғат жанашырларын ойландыруда. өйткені, ерте ме, кеш пе жер қойнауының бүгінгі таңдағы белгілі кен орындары толығынан пайдаланылып, өз қорларын сарқары сөзсіз. Сондай-ақ мұнай жер қойнауының басқадай кен түрлері сияқты пайдаланылғаннан кейін қайтып орнын толықтырып, қалпына келтірілмейтін табиғи ресурстар қатарына жатады. Оның жер қойнауында пайда болуы, түзілуі миллиондаған жылдарға созылған күрделі процесс. Сонымен бірге жер қойнауындағы органикалық отын түрлерінің де таусылмайтын қоры жоқ. Соны біле тұра желдің, судың және күннің әсер-күшінен алынатын таза энергияға мән бермей келудің зардабын енді тартып отырмыз. Біздің ендігі әңгімеміз келешекте аса маңызды роль атқаратын қуатты электр энергиясының көздері- күн мен жел энергиялары туралы болмақ.

І бөлім. Күн жүйесі

Күн жүйесі - Күннен және оны айнала қозғалатын 9 үлкен планетадан, олардың серіктерінен, оң мыңдаған кіші планеталардан (астероидтардан) және толып жатқан метоориттік денелерден құралған аспан денелернің жүйесі. К. ж. Планеталарының қатарына біздің Жер жатады. Күн Күн жүйесіндегі орталық дене болып саналады. Күн массасы К. ж-дегі барлық денелердің жалпы массасынан, шамамен 750 есе артық. Күн массасы К. ж. массасының 99, 866% - ін, құрайды. Күн - Галактиканың жұлдыздық жүйесін құрайтын жұлдыздардың бірі, ол К. ж-нің барлық денелермен қоса

1-сурет. Күн жүйесінің схемасы

Галактиканың айналуына қатысады. Күннің тарту күші-өзін айналатын барлық К. ж. денелерінің қозғалысын анықтайтын әрі оларды ыдыратпай ұстап тұратын басты күш. Планеталардың серіктері үшін мұндай күш планеталардың тарту күші болады.

Ежелден 5 үлкен планета - Меркурий , Шолпан, Марс , Юпитср және Сатурн -Н. Коперник 1543 ж. Жердің де планета екендігін және оның Күнді айналатындығын анықтаған. И. Кеплер планеталардың қозғалу заңдылығын (1009-19) . 11. аспан мсчаникасының нсгізі болып бүкіл тартылыс. Уран (1781), Плутон (1930) пламоталар ашылды. 1609 /к. Г. Ай мен планеталардің тслескоп арқылы бақылады, Жер мен планеталардың ұқсастығын дәлслдсйтің жаңалықтар ашты. Осы уақыттан бастап К. ж. денолерінің физ. қасисттсрі зерттсле бастады.

Барлық, 9 үлкен планета ( Меркурий, Шолпан, Жср, Марс , Юпитср, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон ) Күнді айнала дөңгелск дсрлік орбита бойымсн, бір бағытта (солт. цилюотен қараған бақылаушыға сағат тілінің жүрісіне қарама-қарсы бағытта) қозғалады, Олардың орбиталарының бір-біріне қатысты көлбсулі өтс аз (қ. таблица) . Орбиталары дөңгөлім; жақындауы мүмкін емес. Планеталар өз өзінсн ал Ураннан басқасының айна-луы түзу яғни өздсрінің Күнді айналу бағыт болады. Уран орбита жазықтығына 98° көлбснен орналасқан, сондықтан оның айналысы қарағанда кepi болып көрінсді. Планеталардың Күннен қашықтығы бөлгілі бір зандылыққа бағынған. Яғни көршілсс орбиталардың ара қашықтығы Күннен алыстаған сайын арта берсді. Плане-талар жүійсінің радиусы бізге ең жақын жұлдыздың ара қашықтығынан, шамамен 7 000 ссе кем, сондықтан жұлдыздардың тарту күші плансталардың қозғалысына елерліктей әсер етпейді. Тек кейбір кометалар ғана өз орбитасының афелийінде Күннің тарту күшінсн тығып кетіп, жұлдыздың тарту күшіне ұшырауы мүмкін.

Барлық кіші планеталар да үлкен планеталар қозғалған бағытта қозғалады. Бірақ олардың орбиталары едәуір созылыңқы келеді. Олардың барлығы да Марс пен Юпитер орбиталарының аралығында орналасқан. Алайда кіші планеталардың кейбіреулерінің эксцентристі үлкен болғандықтан олардың бірінің орбитасы Меркурий орбитасының ішіне енсе (мыс. № 1566 Икар), екіншісінің орбитасы (мыс., №944 Гидальго) Сатурын орбитасынан әрі өтіп кетеді. Кіші планетаның ең кішісінің мөлшерін анықтау мүмкін емес. Кейбір кіші планеталар Күнді кері бағытта айналады.

Кометалардың көпшілігі параболаға жақын өте созылыңқы орбита бойынша қозғалады. Кейбір комета орбиталарының афелийіндегі қашықтығы 50 000-1 астрономиялық бірлікке, ал айналу перйоды миллиондаған жылға жетеді. Мұндай комета орбиталарыдың эклиптика жазықтығына килбеулігі алуан түрлі, олар Күнді айнала тура және кері бағытта да қозғалады. Кейбір кометалардың орбитасы созылыңқы келеді (үлкен осі ондаған, тіпті жүздсген астрон. бірлікке тсң), олар периодты кометалap деп аталады. Бұлардың көпшілігі Күнді тура бағытта айналады. Ал кысқа перйодты кометалардың ( афелийі Юпитер орбитасына жатады) барлығы да тура бағытта қозғалады. Кометалардың көпшілігі Күнге өздері көрінерліктей қашықтыққа жақындай алмайды. Алайда Күнге жақындағанда кометадағы физ. процестер оны ыдыратуға әкеп соқтырады. Сондықтан- периодты, әсірссе қысқа периодты кометалар ұзақ өмір сүрмейді.

К. ж. шсңберінде өте көп мөлшерде ұсақ мстеорлық денелер бар. Олардың бір бөлігі метеор ағынын құрайды. Бұл ағын комета орбитасына ұқсас орбита қозғалады, әрі оның комета ядросының ыдырауынан пайда болуы мумкін. Ал Жерге метсориттер түрінде түсстін метеорлық денслердің қалған ірі бөліктері кометалармен емсс, астороидтармен байланысты пайда болуы ықтимал. Күн жарығының қысымы ұсақ метоорлық денелердің қозғалысына әсер етіп, олардың спираль тәрізді орбита бойымен қозғалып отырады.

Үлксн планеталардың көбісінің серіктері бар. Планеталар Күнді қандай бағытта айналған, ссріктср дс планеталарды сол бағттта айналады. Осындай серіктердің орбитасы, әдетте дөңгелек және олар планста экваторы жазықтығының маңында жатады. Меркурий, Шолпан жәпе Плутонда серік жоқ. Сатурнның маңында басқа, толып жатқанұсақ метеорлық денелерден құралған сақина айналып жүреді. Қазіргі белгілі 31 планета ссріктерінің көпшілігі тура бағытта, ал 10 ссрік планстаның орталық қозғалығына қарама-қарсы бағытта айналады. Ірі серіктердің мөлшері Мсркурий планстасының мөлшеріндей, ең ұсақтарының диамстрі бір-екі кл-дей. Юпитердің 5 серігі, Сатурнның 7 серігі, Уранның 4 cеpiгi, планста жүйесіне ұқсас жүйе құрайды. Осы топтардың әрқайсысы орбиталардағы жазықтығы шамамен дәл кследі.

Кез келген айналатын жүйе сияқты, К. ж-нын де қо зғалыс мөлшерінің момснті болады. Оның негізгі бөлігі планеталардың Күнді айнала, орбита боиымсн қозғалуынан туады. Ал оның 90%-нс жуығы Юпитср мен Сатурнның үлесіне тиеді. Планеталардың осьстік айналуынан, планета серіктерінің, астеропотардың және комсталардың қозғалысынан туған козғалыс мөлшсрінің момснті өте аз болады. Күн өз осінен өте жай айналады. Сондықтан массасының үлкен болуына қарамастан, ол К. ж-нің жалпы қозғалыс мөлшері моментінің ток 2%-ін ғана береді. Орталық денснің айналу псриоды оны айналатын серіктсрдің айналу перииодынан аз болған жағдайда, соңғысының қосымша әсері орталық дененің айналуын бәссңдстіп, оның қозғалыс мөлшерінің моментін азайтады да, ссріктсрдің қозғалыс мөлшерінің моменті артады. Алайда сов. астрономы Н. Н. Парийскийдің ессптеуіне қарағанда (1945) планеталардың Күнге тигізетін қосымша псс-рінің аздығы сонша, ол К. ж-нің қозғалыс мөлшсрі моментінің таралуына елсрліктей әсер етпейді. Планеталардағы қозғалыс мөлшерінің моменті өздері жаралған заттан ауысуы ықтимал. Күн мен планеталар арасындағы қозғалыс мөлшерінің таралуы маңызды космогоиялық (Күн жүйесінің қалыптасып даму процесіне байланысты) сыпаттама болып есептеледі.

Күн жүйесіндегі денелердің физикалық табиғаты.

Күн жүйесінің орталық денесі Күн - жұлдыз, яғни қызған газды шар. Ол өзінің қалауынан үзіксіз энсргия бөліп шығарады. Күн бетінің күшті сәуле таратуына қарамастан, ол өзінің жоғары тсмп-расын сақтап қалады. К. ж-нің қалған денелсрі - салқын денслер. Олардың бетінің тсмп-расы күн сәулесінің қыздыруына байланысты анықталады. Плансталар мен олардың ірі серіктерінің қызған күйде болады. Бірақ плансталардың сыртқы қабатының жылу өткізгіштігі өте аз болғандықтан, ішкі сыртқа тым баяу таралады да, плапста бетінің тсмп-расына елерліктсй әсер стпейді.

Планеталар массасына, хим. кұрамына айналу жылдамдығына, ссріктерінің санына төрт ішкі планетасы (/Кор тобындағы планеталар - Меркурий, Шолпан, /Кср, Марг) онша үлксн емсс, олар тығыз тасты заттар ксмі мсталдардан құралған. Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон) әлдеқайда қоғамірек, олар жсңіл заттардан құралған. Ішкі қолауындағы зор қысымға қарамастан, сыртқы плансталардың орташа тығыздығы тым аз болады. Осы замаңғы көзқарас бойынша, Марс, сондай-ақ Андық хим. құрамм. Ал олардың ішкі қоршауындағы қысыммың әр түрлі болуына байланысты тығыздығы әр түрлі болады. Мсркурий өтс қатты заттан құралған.

Алып плансталардың массасы сутектең және оның көмір-текпсн (мыс., СН ₄ ) . азотпсн (мыс., ХН ₃ ) қосылысыдан түзілген. қалған бөлігінің массасы - тасты заттар. Зерттеулерге қарағанда Юпитердің 4 ірі серігінің I және ІІ денелердең, ал III және IV серігінің жартысы тасты, жартысы жеңіл заттан түзілген.

2-сурет. Күн шеңберінің ширегі .

Сатурнның серігі - Титанның хим. құрамы Юпитердің III және IV серіктерідікне ұқсас. Планеталардың екі тобыдың арасында орналасқан кіші планеталардың хим. құрамы Жер типтес планеталардың кұрамына жақын. Біршама тар аймақта қозғалатын кіші планеталар бір-бірімен соқтығысып, өте майда сынықтарға ыдырайды. Осындай майда сынықтар, метеорлық денелердің сокқысынан бөлінеді. К. Жөнінде метеиарлық заттың қоры үлемі толықтырылып отырады. Ал өте майда тозаңдар бос электрондармен қосылғанда, құбылысы байқалады. Жерге түскен метеориттерді зерттсу қарағанда, олардың 90%-, тастан түзілетіндігі анықталған. Бұл жай метеориттер мсн Жсрдің «алғашқы» бір ортақ затты жаралғандығын дәлслдсйді. Сонымен қатар метсорлық денелер комета ядросының ыдырауыда түзілсді. Ф. А. Брсдитин т. б. мстоор ағыны мсн үлкен кометалардың арасыңдағы байланысты зсрттеген. Сонымен К. ж-дсгі метоорлық денелердің қоры кіші плансталардың бөлшектснуі мсн ыдырауынан толығады.

К. ж-нің шығу тегід апықтау оның құрылысының заңдылығын зерттеуге нсгіздслген. Денелср өзара тартылыс әсеріесн қозғалғанда, олардың орбитасының ксңістіктс орналасуы әр түрлі болуы мүмкін. Барлық плансталардың дөңгслок орбитаға жақын бір жазықтықта жатқан орбита қозғалуы, олардың жаралу тегінің бір оксидінің көрсстсді. К. ж. мен плансталардың пайда болу мәсслснін зеттеу космогонияның негізгі міндеттерінің бірі.

КҮН ҚЫЗМЕТІ - Көптеген астрон. обсорваторияларда ұйымдастырылған Күнді жүйелі бақылау қызметі. К. к-нің негізгі міндеті - Күнде болатын құбылыстарды зерттеу. Ионосферадағы ұйтқу, магниттік дауылдар, полярлық жарқыл т. б. гсофиз. құбылыстар құн құбылыстарына тығыз байланысты болады. Күн бетіндегі дақтарды, жалындарды, протуберациалды т. б. жете зерттеу үшін күнді үнемі бақылап отыру қажет. Ауа райына байланысты мұндай бақылауларды бір ғана обсерпаторияда жүргізуге мүмкіндік бола бермсйді. Сондықтан бұл жұмысқа белгілі бір жоспар бойынша көптеген астрон. мекомелер қатыстырылады да, олардың бақылау нәтижелері К. к-нің ұйымдастыру орталығына хабарланып тұрады. Осы бақылаулар нәтижссіндс, халықар. масштабта Күн актиптілігінің кодокстері ретінде қабылданған Күн бетінің күйі туралы бірыңғай мәлімет жасалады.

Күн К. қ. туралы жұмыстар 19 ғ-дың 2-жартысан бастап, фотогслиограф шығарылған соң ғана жүйслі түрде жүргізіле бастады. Күнді бақылау программасы, әсіресе споктрогслиограф, спсктрогслиоскоп, коронограф табылған соң едәуір кеңейтілді. Олардың жәрдемімен күн атмосфорасындағы құбылыстарды жсте және терсңдірск зерттеугс мүмкіндік туды. Күннің толық синоптикалық картасы жасалды.

Россияда Күн бетін жүйелі түрде фотографияға түсіру 1866 ж. Вилснск обсерваториясында басталды. СССР-де К. қ. 1932 ж. ұйымдастырылды. 30- жылдардан бастап К. қ. жұмысына Қырым, Ташкент, Харьков, Абастумани обсорваториялары қатысты, ал ¥лы Отан соғысынан кейін К. қ. ст-ларының жүйесі анағұрлым ұлғайтылды. 1955 жылдан бастап Күн тажын бақылау Қаз. ССР -ның Астрофиз. иниститутының биік таудағы ст-сында жүргізіліп келеді. К. қ-н басқару және Күнді зерттеу жұмыстарын жоспарлаумен СССР FА-ның Күнді зерттеу жөніндегі арнаулы Комиссиясы аиналысады.

КҮН МЕН ТҮННҢ ТЕҢЕЛУІ - Күннің көзге көрінерлік жылдық қозғалысында эклиптика бойымен жылжып келе жатқан Күн табағы центрінің аспан экваторынан өтетін кезі. Бұл құбылыс жыл сайын 2 рет қайталанып отырады, жуық түрде біріншісі 21 мартқа, екінішсі 23 сентябрьге сәйкес келеді. Біріншісі көктемгі (жазғытұрғы) теңелу, екіншісі к ү з г і теңелу деп аталады. Теңелу кезінде күн мен түннін, ұзақтығы жуық түрде 12 сағ болады. Жазғытұрғы теңелу кезінде Күн аспан сферасының оңт. жартысынан солт. жартысына, ал күзгі теңелу кезінде солт. жартысынан оңт. жартысыша өтеді. К. м. т. т. кезінде Күннен Жерге түскен жарық пен көлеңкенің шекарасы жер меридианы-мен беттеседі. Сондықтан күн сәулесі Жердің полюстернен өтеді де, Күн көкжиектің дәл шығыс нүктесінен шығысқа, дәл батыс нүктесінде батады.

КҮН РАДИАЦИЯСЫ - Күннен шығатын электромагнпттік сәулелер мен корпускулалық ағындар. К о р п у с к у л а л ы қ р а д и а ц и я негізінен протондардан тұрады. Олардың жылд. 50-1500 км/сек аралығында, ал жер бетіндегі тығызд. 100 ион/см ³ шамасында болады.

ІІ бөлім. Күн энергиясы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.