Сар?ылмайтын енергія?здері жел, до?н, біогаз энергиялары.

04.08.2015

Сар?ылмайтын енергія?здері жел, до?н, біогаз энергиялары.

Жас зерттеушілерді? Ша?ин ?ылым академиясы

М. П. Русаков атында?и №2 мектеп — інтернати.

Ба?ыты. ?ылыми-техникалы? прогрес – экономикалы?

дамуды? басти кілті.

Секція. фізика

Та?ырыбы.

Д?ст?рлі емес, сар?ылмайтын енергія?здері – жел, до?н, біогаз энергияларын интернатымызды? «Болаша?» жаз?и лагеріне пайдалану.

Абстракт

Хали? саныны? жедел ?суі мен ?ылыми – техникалы? прогрессті?

?ар?ынды дамуы, айнала ?орша?ан орта?а экологиялы? проблемалар тудырумен ?атар, энергетикалы? ресурстарды? таусылу тапшылы?ина ?келіп з?ти. Адамдарды? материалды? де?гейі, тіпті рухани м?дениетіні? ?зі енергія шамасына тікелей т?уелді болды. Їв болаша?ыны? ерте?і – білімді физологиялы? жа?ынан ?уатты, ж?мис?а ?абілетті, ?світ?руге бейім ?рпа? т?рбиелеу. Мектебіміз санаторлы? бол?анди?тан, балаларды? денсаулы?ина?п??іл б?лінеді. Мектебімізде Бал?аш до?ліні? жа?асында орналас?ан Чубар-Т?бек поселкесіндегі «Болаша?» жаз?и лагерімізді? сар?ылмайтын енергія?здерін орнату ж?не до?галдандыру м?селесі ж?ніндегі «Агро-енергокомплекс» ?ылыми жобасы ??рив?ан. Сол ?ылыми «агрокомплекс» жоба?а ?атысты, мені? ма?сатым ?уатты ?немдейтін экологиялы? таза енергія?зі – жел, до?н, біогаз энергиясын пайдалануды ?синові.

Жел энергиясыны? ?ори б?кіл планета ?зендер гидорэнергиясынан

100 есе асып т?седі. Жел энергетикасын дайындауда Бал?ашты? климатты? жа?дайы ?олайлы болып табылады. Бал?аш ?нірі?де Сарыар?ани? а?ызы? желі ?здіксіз з?ып т?ради. Оси себепті до?лде ?немі до?шті тол?ин болады. Барлы? жел двигателіні? ж?мис істеу принципі біреу–а?, онда желді? ?серінен ?оз?алатын жел до??ала?ыны? ?ала?шаларыны? ?оз?алысы електр энергиясын ?ндіретін генераторыны? айналып т?ратын б?лігіне беріледі.

До?н энергиясын електр энергиясына айналдыратын ?ондыр?ыны фотоэлектрлік немесе фотовольталы?, ал к?н энергиясын жылулы? енергія?а айналдыратын аспапты – термиялы? деп атайды. Б?л аспаптарды гелиож?йе-лер деп атайды. Экономикалы? ??ндылы?ин ба?алас?, до?н ?ондыр?ылары эксплуатациялы? ши?ин?а ?шыратпайды, вони ж?ндеу ж?не ?алпына келтіру ?шін ?ор ж?мсалмайды, ?за? мерзімде ж?мис істей береді.

Біогаз – б?л тамаша ?алпына келетін ресурс ж?не м?ни кез келген органикалы? ?алди?тан ( тама? ?алди?и, малий ?алди?и, т?рмысты? ?алди?, а?ин суларыны? т?нбасынан ж?не т.б. сол ся?ти ) алу?а болады. Тек бір ?ана ауылшаруашылы? ?німдеріні? ?алди?тарынан пайда бол?ан биогазды? потенциалды? ?ори жылына 1-1,3 млрд. тонна жан?ыш шикізат береді екен, ал б?л дегеніміз пайдаланылатын д?ниеж?зілік енергія ресурстарыны? оннан бір б?лігі.

Егер ?сем Бал?аш до?ліні? жа?асында?и интернатымны? «Болаша?»

лагеріне жел, гелиож?йелер, біогаз ?ондыр?ыларын орналастыратын болса?, електр ши?ыны? ?немдер едік. Ай сайын 8000 кВт – са?. енергія ж?мсайтын болса?, ол 47700 ті?ге?шани ??райди. Жел двигателіні? енергія ?ори ?здіксіз з?ып т?ратын Сарыар?ани? а?ызы? желі. ?ала?шаларыны? диаметрі 15 метрлік жел двигателі 400 кВт. енергія ?ндіреді. ?уаты 2-3 кВт-тан т?ратын кремній фотот?рлендіргіш гелій ?ондыр?ыны ?йді? т?бесіне ??растырып орни?тырады, ол 20-30 м ? ауданды ?амтиды, ал жылына 2000 кВт-са?ат енергія береді. Біогаз алу технологиясы станцияларда аэрацияны ?олданудан еш айырмашылы?и жо?, осындай процес н?тижесінде біз 500 ккал/м3 жылу беруге ?абілетті газ аламыз.

Abstract.

The Longing to perfect need humanity, by means of management natural resource and developments new type to industry causes the greater ecological problems surrounding ambiences.

Material level and even spiritual culture of the people hang from power of the energy. The Purpose given scientific project — and use to wind energy, as the source to energy, satisfying energy need.

The Purpose given scientific project — and use to wind energy, as the source to energy, satisfying energy need. Let us stop on some questions of technologies of the reception and use to wind energy. In using modern world to Wind energy is realized by means of address it in electric and heat energy.

The energy of moving air masses is enormous. The Spares to energy winds more then in one hundred once exceed the spares to waterpowers of all rivers of the planet. Constantly and all over on the land blow the winds — from light wind, carrying wanted cool in year ardent heat, before powerful hurricane, bring incalculable damage and destructions. Always air oceans are not calm, on day, which we live. The Winds, blowing on elbowroom of our country, could easy satisfy all its need for electric powers! Why so ample available and ecological source to clean energy so is weakly used? At our days of the engines, using wind, cover whole one thousandth world needs for energy.

The installation that turns the solar energy into electric power named photoelectric or photovoltaic. In addition, device turning solar energy to heat energy name thermal. These devices name the helium installations. Economic value of these installations, in that they do not bring about expenses of the working expenses and work at length of long time, repair and removal troubles do not require the expenses of the additional facilities.

In list such auxiliary to energy sources last time all more often and more often name biogas. This is a gaseous fuel possible to get, in principle, from any organic departure – from manure, setting of the sewages, rubbish, — in short from that, what we must dispose at any price. For decision of the problem, in accordance with improvement of technologies of the reception and using biogas i’d like to note energetic estimations of biogas. In some of them, its potential spares concentrated only on departure of the world agricultural production, form 1-1.3 billions ton conditional fuel per annum it’s the tenth part of the world power consumption resource.

If we have installed such wind engine on territory of our camp ashore Lake Balkhash, that we have spared the expenses on energy. If we spend monthly energy on 8000 кВт-hour, that this will form 45700 tenge. To account that, the source to energy is a continuous wind Sary-Arka; we have been able to spare the expenses on energy. The expenses to energy form 137100 tenge for three months.

Кіріспе

Б?гінгі до?нде адамдарды? т?рмыс тіршілігі табиатта?и бас?ару ар?ылы, пані?сарту?а ?мтылу ж?не жа?а ?ндірістерді дамытуды? салдары айнала ?орша?ан орта?а экологиялы? проблемалар тудыруда. Адам баласына кейінгі кезде енергія жетпейді. Газет, журнал беттерінде энергетикалы? криза жайлы ма?алаларды жиі кездестіреміз. М?най ?шін кейбір мемлекеттер бір-бірімен жауласып жатса, ал кейбіреулері экологиялы? так?дарыс?а, ??лдырау?а ?шырайды екен.

1930 жылы б?кіл ?лемде 300 млрд кВт-са?ат енергія ?ндірілсе, ал ?азір

60 000 млрд кВт-са?ат енергія ?ндірілуде. Б?л ?ті ?лкен до?рсеткіш! Адамны? энергетикалы? з?ранысы до?ннен-до?нге ?суді.

Б?гін бізді? пайдаланып отыр?ан енергія?здері-жер асти пайда ?азба

?орлары-му?най, до?світ, табі?і газ барлы? енерго?орларды? 90% ??райди. Американды? зерттеушілерді? айтуынша жер бетіндегі м?най 2025 жыл?а дейін жетеді. ?ашан да болса, ол бітеді ж?не ?рі ?арай не болады?

Пайдалы ?азба ?орларыны? таусылу ?арсу?ында, оларды? ба?аси так

?ар?ындап ?суді. Жыл сайын атмосфера?а т?рлі жан?ыш заттарды? жануы н?тижесінде 23 млрд тонна?а жуы? до?світ?ыш?ыл гази б?лініп, сондай м?лшерде відтік сі?іріледі. Атмосферада?s?світ?ыш?ыл газыны? м?лшері 13%-ке ?сті, сони? салдарынан атмосфера температурасы бірнеше градус?а м?лшерден тис жо?арылап, м?зды?тар еріп, сони? салдарынан Д?ниеж?зіні? м?хитты? де?гейі до?теріліп, табі?атта т?рлі апаттар болып жатыр. 1980 мен 2004 жылдарды? аралы?ында жер бетінде 14500 табі?ат апаттары тіркеліпті, оси апаттардан миллионда?ан адамдар ?аза болды. Дереу проблеманы шешетін амал табу керек. Б?кіл ?лем ?алымдары мен инженерлері ізденісті? ар?асында баламалы енергія?зін табуды ма?сат етіп ?ойды. Ол сар?ылмайтын ?алпына келтіретін енергія?здері деп аталады. Про?ан жел, до?н энергиясы, геотермиялы? енергія, біомаса, су а?ыныны? энергиясы, м?хиттарда?и тасу мен ?айту кезіндегі суди? до?терілуінен болатын энергиясы жатады. ?алпына келтіретін д?ст?рлі емес енергія?здеріні? ерекшелігі ?ор?здері єшуа?ытта сар?ылмайды ж?не экологиялы? тазу. Б?ларди пайдалану табі?ат байланыстарын б?збайды.

Ал мені? ?сынысып отыр?ан ?ылыми жобамны? ма?саты — туында?ан

проблеманы шешудегі энергетикалы? з?ранысты ?ана?аттандыра алатын енергія?зі – жел, до?н, біогаз энергияларын пайдалану.

XX ?асырды? басында Н.Е.Жуковський жел двигателі теориясыны? негізін ?алады, оси теорияны негіздей отырып ?лсіз желді? ыр?а?ынан ж?мис істелетін жо?ари ?німді жетілдірілген желагрегаттарды? конструкциялары жасалынды, Желдо??ала?ыны? диематрі ?лкен бол?ан сайын з??ан желді? ?лкен а?ысын ?амтиды ж?не агрегат не??рлым ?лкен енергія ?ндіреді. Жел жылдамды?и 5м/с зі??анда они? ?ала?шаларыны? жылдамды?и 14-16м/с дейін жетеді. Ал они? диаметрін ?лкейте отырып 2000 кВт-?а шейін енергія алу?а болады. Мысалы 40 метрлік жел двигателі 2000 кВт енергія ?ндіреді.

?аза?станны? климатты? жа?дайы до?н энергиясын пайдалануда ?олайлы болып табылады. Жыл сайын до?нні? т?су ?за?ти?и 2200-3000 са?ат болса, до?н энергиясыны? до?лдене? жазы?ти??а т?сірген ?уаты 1280-1869 кВт са?/м? екен. Ал шілде айында 1м? келетін до?лдене? жазы?ти??а т?сіретін енергія бір?нде 6,4 тен 7,5 кВт-?а ?седі. Ал энергетикалы? есептеулерге ж?гінсек, До?нні? Жерге беретін энергиясы, барлы? ?ор?здері беретін энергиядан 5000 есе асып т?седі екен. До?н энергетикасыны? келешегі зор, экологиялы? таза, ?ори єшуа?ытта сар?ылмайды, ?рі арзан, тиімді. До?н батареялары ?атты зат кремній материалынан жасалынады, б?л жер ?ойнауында?и оттегінен кейін екінші орында?и е? до?п тарал?ан элементтерді? бірі болып табылады.

Фотоэлектрлік станцияда?и 30 жыл?и 1кг кремній ?ндіретін енергія, жылу електр станциясында?и 75 тонна м?най ж?мрап ?ндіретін энергиямен пара-пара. Сонды?тан кремнийді 21 ?асырды? м?найы деп атаса та болады. До?н батареяларыны? отыны тегін до?н з?улесі болып табылады. Ал ерекшелік-

терін атаса?, б?л ?олданылу мерзіміні? ?за?тили?и (30 жыл ж?не одан так?п), олар ж?ндеуді ?ажет етпейді, себебі они? механикалы? детальдері ?оз?алмайды, экологиялы? таза, ж?мис істеу барысында шуы та естілмейді.

Біогаз ?міріміздегі до?птеген проблемаларды шеше алады: екологія-

ли?, энергетикалы?, агрохимиялы?. Мысалы дала?а кететін ?алди?ти? ?орша?ан орта?а пані?ымсыз ?сері зор-а?. Ал биогазды алуды? экономикалы? ба?аланулары б?гінгі до?ні?талуда. Биогазды спеки?тандиру?а, що ?ї жылыту?а, тама? пісіру, транспорт, электрогенераторды? роторларын ?оз?алту ма?сатында ?олданады. ?алымдарды? есептеуінше 1 м2 аума?ти жылыту ?шін жылына 45 м3 біогаз ?ажет, ал су жылыту ?шін до?нині 5-6 м3 біогаз керек. Бір тонна ш?птен ?ыры? пайызды? ыл?алди?та 100 м3 біогаз алынады. Ал 1 тонна бидайдан оси ыл?алди?та 15 м3 біогаз алу?а болады. До?мірсутегі ?орларыны? таусылу кезе?інде б?л?н, жел, біогаз энергиялары– ??ндылы?и ерекше бізге табі?атты? берген сыйы десе де болады.

Жыл сайын жаз?и демалыс кезінде біз мектебімізді? коллективтері ?йымдастыр?ан, Алматыда?и Аль-Фарабі атында?и ?аза? ?лтты? Университетіні? біофізика екологія орталы?ыны? мамандары ?ткізетін семінар?а ?атысамыз. Онда лекція ти?дап, практикалы? ж?мыстармен айналысамыз, оси екологія орталы?ыны? мамандарыны? т?жірибелері мен зерттеулерін ?стану отырып, біз жел двигателіні?, геліо?ондыр?ыны?, біогаз ?ондыр?ыларыны? кейбір конструкцияларын ?з ?олымызбен жасады?. ?уатты ?немдеу ж?не экологиялы? туында?ан проблемаларды шешу ма?сатында, мен Бал?аш до?ліні? жа?сина желагрегатыны?, гелиож?йелерді?, біогаз ?ондыр?ыларыны? комплексін салуды ма?сат етіп ?ойдым.

1. Жел энергиясы

Жел энергиясы негізінен До?н энергиясыны? Жер бетін бір?алыпты ?ыздырмауынан туындайды. Са?ат сайын Жер?ннен 1014 кВт са? енергія алады. До?н энергиясыны? 1-2 % -і жел энергиясына т?рленеді. Б?л?рсеткіш жер бетіндегі барлы? ?сімдіктерді? біо?алди??а айнал?анда б?лініп ши?атын энергиясынан 50-100 есе асып т?седі.

Бірнеше ми?так?ан жылдар бойы адамдар желді – енергія?зі ретінде пайдалан?ан. Жел энергиясын пайдаланып желкен до?мегімен ж?зген. Жер суландыру кезінде, жел диірмені ретінде д?нді-так?ыл ?німдерін ?нта?тау ?шін ?олдан?ан. Жел энергиясыны? ?ори б?кіл планета ?зендеріні? гидроэнергиясынан 100 есе асып т?седі. Ыл?і да ж?не барлы? жерде жел з?ып т?ради. Жазды? ?про?ыр сал?ин самал желін, апат, зардап ши?ин ?келетін керемет дауылдарды атап ?туге болады.

?алпына келтіретін д?ст?рлі емес жел энергиясыны? келешегі зор, экологиялы? таза, ?ори єшуа?ытта сар?ылмайды, ?рі арзан, тиімді. Б?ларди пайдалану табі?ат баланстарын б?збайды. Жел энергиясын ?олдану таули айма?тарды? жо?ари б?ктерінде тол?ынды ті?із пані?алауларында и??айли екені б?рімізге танымал. Жел энергетикасын дамыту?а ?олайлы айма?тар ?ті?птеп табылады. Жел до?ші жер бетіні? ойлы-?ырлы болуына тікелей байланысты. Мысалы, таули айма?ти? екі б?лігін ?арастырайы?, До?н?зіні? екі б?лікке т?скен энергиясы бірдей бол?анымен, жерді? кедір-б?діри ?р ?іли бол?анди?тан, жел до?шіні? и?пали, ба?ыты так ?р т?рлі болады. Жел до?шіні? и?пали жыл мезгіліні? ауысуына, ауа райыны? ?згеруіне байланысты ?згеріп отырады. Жел до?шінен ?ндірілетін енергія м?лшері желді? ти?ызды?ина, жел турбинасыны? ?ала?шаларыны? ауданына, жел жылдамды?ыны? кубына т?уелді болады. Ендеше, осылар?а жеку-жеку?талайы?.

1.1.1. Ауа ти?ызды?и.

Жел?ондыр?ыларды? ?ала?шалары ауа массасыны? ?оз?алысыны? ?рекетінен айналады. Ауа ?абатыны? массасы ?лкен болса, з??рлым жел двигателіні? ?ала?шалары жылдам ?оз?алып, електр энергиясын до?п ?ндіреді. Фізика курсынан мынаны білеміз, ?оз?алатын денені? кинетикалы? энергиясы они? массасына туру пропорционал, ендеше жел энергиясы ауа ?абатыны? ти?ызды?ина туру пропорционал. Ти?ызды? бірлік до?лемге келетін молекулалар санына т?уелді. ?алыпты атмосфералы? ?ысымды температура 150С бол?ан кезде, ауаны? ти?ызды?и 1,225 кг/м3. Ыл?алдылы? ?скен сайын ауаны? ти?ызды?и азаяды. ?ыс мезгілінде ти?ызды? жо?ари бол?анди?тан, желді? бірдей жылдамды?ина ?арамастан, жазбен салыстыр?анда жел генератори?п енергія береді.

1.1.2. Ротор ауданы.

Желтурбинасыны? ?оз?алатын б?лігін ротор деп атаймыз. Ротор жел а?ыны? энергиясын до?п ?амтыса, з??рлым до?п електр энергиясын ?ндіреді. Роторды? ауданы роторды? диаметріні? ауданыны? квадратына туру пропорционал, жел- ?ондыр?ысыны? ?лшемдерін екі есе арттырып, т?рт есе енергія ?ндіріп алу?а болады. Жел?ондыр?ысыны? ?лшемдерін ?згерте отырып, энергияны ?ала?анымызша ?ндіреміз деп айту?а ж?іл, практикада бас?аша. Айналдыру барысында?и ?амтитын ?ала?шаларыны? ауданын біртіндеп ?лкейту ар?ылы, біз істейтін ж?йеге арти? до?ш, салма? т?сіреміз. Осындай ас?ин салма?ти?теру ?шін ж?йені? кейбір механикалы? ??рамдас б?ліктеріне за?им келмеуін ескеру ?ті ма?ызды.

1.1.3. Жел жылдамды?и.

Жел жылдамды?и – жел?ондыр?ысыны? енергія ?ндіруіне ?сер ететін ма?ызды ?лшемі болып табылады. Желді? ?лкен жылдамды?и ауа массасыны? а?ыныны? до?лемін ?лкейтеді. Жел энергиясы жел жылдамды?ыны? кубына туру пропорционал ?згереді. Ендеше, роторды? кинетикалы? энергиясы жел жылдамды?ин екі есе ?лкейткенде 8 есе артады. Мына т?мендегі кестеде жел жылдамды?ыны? жел энергиясына т?уелділігі до?рсетілген. (??р?а? ауаны? ти?ызды?и – 1.225 кг/м?, атмосфералы? ?ысымны? шамасы 760 мм. син. ба?анасы кезіндегі ?алыпты жа?дай).

Короткий опис статті: потенційна енергія

Джерело: Сар?ылмайтын енергія?здері жел, до?н, біогаз энергиялары.

Також ви можете прочитати