«БАЛАМАЛЫ ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІ – БІЗДІҢ БОЛАШАҒЫМЫЗ»

Секциясы: «Жел энергиясын пайдалану мәселелері» Зерттеу жұмысы «БАЛАМАЛЫ ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІ – БІЗДІҢ БОЛАШАҒЫМЫЗ» Сағындықов Бектлеу 2 курс (мамандығы «Аспазшы») Орал «Сервис» технологиялық колледжі «оқу орны» Ғылыми жетекшісі: Оразгалиева Мейрамгул Алипкалиевна Орал, 2017 Жоспары І.Кіріспе.  ІІ. Негізгі бөлім 1. Электр энергиясы  2. Жел энергиясы туралы жалпы түсінік 3. Жел энергиясының артықшылықтары мен кемшіліктері. ІІІ. Зерттеу бөлімі. ІҮ.Қорытынды Ү.Қолданылған әдебиеттер тізімі Кіріспе «Президентіміз   Н.Назарбаев   «Қазақстан­2050»   стратегиясында   атап өткендей,   «көмірсутегі   шикізатының   нарығында   ірі   ойыншы   болып   қала отырып, біз энергияның баламалы түрлерін өндіруді дамытуға, күн мен желдің энергиясын   пайдаланатын   технологияларды   белсенді   енгізуге   тиіспіз.   Бұл үшін   бізде   барлық   мүмкіндіктер   бар.   2050   жылға   қарай   елде   энергияның баламалы   және   жаңғыртылатын   түрлерін   қоса   алғандағы   барлық   энергия тұтынудың кем дегенде тең жартысы келуге тиіс». Еліміз,   бүкіл   әлем   энергия   өндірудің   жаңа   әдісі   мен   үнемдеу   жолын іздестіріп жатқанда, мен де оған тамшыдай болса да өз үлесімді қоспақ ойым бар.  Бүгінгі менің зерттеу жұмысымның мақсаты: арзан, баламалы, экологияға нұқсан   келтірмейтін   энергия   көзін   пайдалану   арқылы   энергияны   үнемдеу  шалғайда   орналасқан   үйлерді   жел   энергиясы   арқылы саясатын   ұсыну, жарықтандыру. Жұмыстың   міндеті:  колледж   бағдарламасымен   шектеліп   қалмай,   жел энергиясы туралы теориялық білімімді эксперимент жүзінде пайдалану.  Зерттеу жұмысының нәтижесі мен қорытындысы: жел энергиясы туралы алған білімімді практикамен ұштастырып, қоғамға және адамға пайдалы жел қондырғыларының өмірдегі пайдасын дәлелдеу. Қазіргі   кезде   адамзат   қоғамының   өмірін   энергиясыз   елестету   мүмкін емес.   Кеш   бата   бәріміз   электр   жарығымен   өмір   сүреміз,   үйдегі   көптеген электр   құралдары,   демалыс,   көңіл   көтеру   орындарының   тіршілігі,   бүкіл өндіріс, өнімдерді өңдеу, басқа да қажетті заттарды жасау технологиялары электр энергиясын  қолдана отырып жүзеге асатынын білеміз.  Дәстүрлі энергия көздері ретінде органикалық отын, яғни көмір, мұнай, газ пайдаланылатыны белгілі. Бірақ табиғатта қоры шектеулі: ерте ме, кеш пе, ол таусылады. Сондықтан бүгінгі таңда баламалы энергия көздерін іздестіру өте маңызды мәселе болып отыр.  Қазіргі   таңда   баламалы   энергетика   қарқынды   дамуда.   Оның   себебі экологияның нашарлауы болып келеді. Баламалы энергияның көптеген түрі бар оның ішінде: 1. Күн энергиясы 2. Жел энергиясы 3. Су энергиясы Соның ішінде бүгінгі менің зерттеп отырған тақырыбым  жел энергиясы. 1. Электр энергиясы Елбасы Н.Ә.Назарбаев өзінің жолдауында «Тәуелсіздікті баянды ету оған қол жеткізуден де қиын. Мемлекеттігіміздің тұғырын мызғымастай нығайта түсу үшін бізге әлі талай өткелі күрделі, өкпегі көп бұралаң жолдардан өтуге тура келеді. Заманның беталысын өздеріңіз көріп отырсыздар… Сәт сайын құбылған аласапыран   заманға   сай   амал   болуы   керек»,   деген   болатын.   Дағдарысты кезеңдерде   тәуелсіздігін   жариялаған   бүгінгі   табысты   Қазақстан   кедергілер арқылы кемелдікке жететінін талай мәрте дәлелдеген. Оған мың­сан мысал келтіруге болады. Қазіргі   таңда   әлемнің   қарқынды   дамуы,   жер   бетіндегі   адам   санының көбеюі, адамзаттың тұтынушылық қабілетінің өсуі әсерінен, біздің өмірімізге ең қажетті азық – түлік, ауыз судың тапшылығы көп елдерде сезілуде. Ал ХХІ ­ ғасырды электр құрылғыларынсыз (компьютер, теледидар, телефон, ас үй құрылғылары   т.с.с)   елестете   алмаймыз.   Біздің   өмір   сүруіміз   үшін   электр энергиясының алар орны ерекше. Күн сайын оған деген сұраныстың артуынан, тұтынушыларды электр энергиясымен толық қамтамасыз ету әлем елдерінің басты   мәселесіне   айналды.   Біздің   елімізде   осы   мәселені   шешу   жолында көптеген   істер   атқаруда.   Атап   айтатын   болсақ   Астана   қаласында «Болашақтың энергиясы» тақырыбымен өткізілетін ЭКСПО – 2017 көрмесі. Бұл  көрмеде   энергия   өндірудің   тиімді,  арзан,  табиғатқа   зияны   аз   болатын тәсілдері мен техникалары көрсетіледі деп жоспарлануда.  Қазіргі   кезде   электр   энергиясын   өндіру   әлемнің   басты   мәселесіне айналды. Электр энергиясын өндіру үшін күніне мыңдаған тонна көмір, мұнай жағылып   жатса   оның   табиғатқа   деген   зиянын   есептей   беріңіз.   Пайдалы қазбалар   азайып,  ауа  мен   су   ластанып,  орман   қоры   аяусыз   кесіліп   жатқан заманда, келер ұрпаққа не қалдырамыз деп толғанып көрейік.  2. Жел энергиясы туралы жалпы түсінік Жел энергетикасы – жел энергиясын механикалық, жылу немесе электр энергиясына   түрлендірудің   теориялық   негіздерін,   әдістері   мен   техникалық құралдарын   жасаумен   айналысатын   жаңартылатын   энергетиканың   саласы. Жел энергиясын халық  шаруашылығына  ұтымды пайдалану мүмкіндіктерін қарастырады.   Елімізде   арзан   элетр   энергия   көздерін   іздеу   мақсатында, «Қазақстанда 2030 жылға дейін электр энергиясын өндіруді дамыту туралы» мемлекеттік бағдарламаға сәйкес, жел күшімен өндіретін электр энергиясы қуатын халық шаруашылығына қолданудың тиімді жолдары қарастырылуда. Адамзат жел қуатын ерте заманнан бері пайдаланып келеді. Желкенді қайықтар мен кемелерді есімізге түсірейік. Ал жел диірмендерді алғаш рет біздің   дәуірімізге   дейінгі   200   жылдары   Персияда   астық   тарту   үшін пайдаланған.   Ислам   әлемінде   кең   тараған   диірмендерді   13   ғасырда   крест жорықшылары Еуропаға алып келеді. Жел айналдыратын  алғашқы диірмен XYI ғасырда Данияда ойлап табылып, оны ұн тартуға, батпақты жердің суын құрғату   үшін   пайдаланды.   1890   жылы   тұңғыш   жел   электр   стансасы   іске қосылды.   Одан   бері   Еуропа   елдерімен   қоса,   Қытай,   Жапония,   Египет, Үндістан секілді елдер өз өндірісінде қолданып келеді.  АҚШ күштілігі 35161 Мвт жел электр стансаларын салу арқылы әлемнің көшбасшылығына шықты, Дания   тұтынушыларын   электр   энергиясымен   қамтамасыз   етуде   алдыңғы орында тұр.  Қозғалатын   ауаның   –   желдің   –   энергиясын   пайдалануға   арналған құрылысты жел двигательдер деп атайды. Желдің энергиясы кейде «көгілдір көмір»  энергиясы деп аталады.  Энергияның бұл түрінің ауыл шаруашылығында үлкен маңызы бар, онда жел двигательдері көптеген түрлі жұмыстарды (ұн тарту, су шығару, балшық илеу т.с.с.) орындай алады. Жел – энергияның арзан, өте тұрақсыз көзі, сондықтан жел осы уақытқа дейін   жөнді   әсіресе   ауыл шаруашылығының мұқтаждарына пайдалану мақсатымен тек кейінгі жылдарда   пайдаланылмай   келеді.   Өнеркәсіптің, ғана жел энергиясына көңіл бөліне бастады.  Қазіргі   таңда,   Қазақстанда   жел   күшімен   алынатын   электр   энергиясы қуатын   кеңінен   және   мол   өндіруге   болады.   Республикамыздың   барлық өңірлерінде жел қуаты жеткілікті. 2015   жылдың   басындағы   деректер   бойынша   барлық   жел генераторларының қуаты — 369 гигаватт. 2010   жылы   әлемнің   барлық   жел   генераторларымен   өндірілген   электр энергиясының   мөлшері   —   430   терраватт­сағат   (жер   шары өндірген   электр қуатының 2,5%­ы). Кей  елдер   жел   энергетикасына   ерекше   белсенділікпен   дамытуда,  атап айтқанда Дания жел генераторларының көмегімен барлық электр қуатының 40%­ын өндіреді; Португалия — 23%; Испания — 16%; Ирландия — 14%; Германия — 8%. Ал Қазақстанда — 0,5%. 2014   жылдың   желтоқсанында   Шотландияда   жел   энергетикасы   үй шаруашылықтары тұтынатын электр қуатының 164%­ын қамтамасыз етті. 2009   жылдың   мамырында   әлемнің   80   елі   жел   энергетикасын коммерциялық мақсатта қолдана бастады. 2010  жылғы   деректер   бойынша   Еуропада   жел   электр   станцияларының 44%­ы шоғырланған, Азияда — 31%, Солтүстік Америкада — 22%. Алғашқы   жел   фермасы   1980  жылы   АҚШ­тың   солтүстік­шығысындағы Нью­Гемпшир қаласында пайда болды. Ең ірі электр станциясы АҚШ – тың Техас штатындағы Роско қаласында орналасқан. Жел паркінің қуаты 781 МВт. Ең ірі жел генераторы 2002 жылы Германияда жасалынған. Оның қуаты 4,5 МВт. Үш қалақты. Әр қалақтың ұзындығы 52 м, ені 6м, салмағы 20 тонна. Роторы 120м мұнараға бекітіледі.  Эйфель мұнарасына реконструкция жасау жоспарына сәйкес онда екі жел турбинасы орнатылады. Францияның   инжерлер   тобы   Wind   Tree   атты   ағаш   түріндегі   жел генераторын жасап шығарды. Құрылғының жапырақ түріндегі пластиналары желдің бағытына қарай орнын ауыстырып тұрады. Ресейдің   жел   энергетикасы   бір   жылда   өндіретін   энергия   көлемін қытайлық жел агрегаттары 2 сағатта өндіріп шығарады. Қазақстан жел энергетикасына аса бай аймақтың бірі болып табылады. Ұлаң   –   ғайыр   жер   көлемін   алып   жатқан   елімізде   желдің   орташа   жылдық жылдамдығы 4­5 м/с, ал бірқатар өңірлерде 6 м/с – қа дейін жетеді. Бұл жел энергетикасын өндіру үшін таптырмас қуат көзі екені белгілі. Сарапшылардың зерттеулері   бойынша,   Қазақстандағы   жел   энергетикасының   жалпы   қуаты жылына   1820   млрд.кВт   сағ.   электр   энергиясын   өндіруге   мүмкіндік   береді екен. БҰҰ – ның жел энергетикасын дамыту жөніндегі бағдарламасына сәйкес Қазақстанның   бірқатар   өңірлерінде   жер   энергиясы   қуатына   зерттеу жұмыстары   жүргізілген.   Соған   байланысты   еліміздің   бірқатар   өңірлері бойынша   жел   электр   стансаларын     салу   жөніндегі   атлас   жасалынған.   Осы атлас   бойынша   Оңтүстік   өңірде   (Алматы,   Жамбыл,   Оңтүстік   Қазақстан облыстарында),   Батыс   өңірде   (Атырау   және   Маңғыстау   облыстарында), Солтүстік   өңірде   (Ақмола   облысында)   және   орталық   өңірде   (Қарағанды облысында) жел электр стансаларын салу жұмыстарының жобасы жасалынған. 3.Жел энергиясының артықшылықтары мен кемшіліктері. Бір де бір ғылым саласы, өндіріс, мамандық тек жағымды немесе тек  қана жағымсыз факторлардан тұрмайды. Әдетте әр заттың жақсы­жаман  тұстары болады. Ендеше, жел энергиясының артықшылықтары мен  кемшіліктерін қарастыра кетейік Артықшылықтары: 1. Шикізатты сатып алу  ­ тасымалдаудың, қалдықтарды шығарудың  қажеті жоқ; 2. Электр қуатын беруші компаниялардан дербестік қамтамасыз етілген; 3. Ластаушы қалдықтар жоқ; 4. Табиғи ресурстар үнемделеді; 5. Отын, электр қуатының шығындары қысқарады; 6. Атмосфералық жылулық баласнсқа әсер етпейді; 7. Табиғаттың оттек қорын сақтайды; 8. Желдің кинетикалық энергиясын электр қуатына тегін айналдырады. Кемшіліктері: 1. Жел қондырғыларының жұмысы эфир кедергілерін тудырады; 2. Пайда болатын шу адамның және жануарлар әлемінің денсаулығына  кері әсерін тигізеді; 3. Жұмыстың тұрақсыздығы, энергияның берілуі бір қалыпты емес; 4. Үлкен аумақты қажет етеді; 5. Қымбат. ІІІ. Зерттеу бөлімі Жел   қондырғысын   орнату   үшін   біріншіден   бізге   тұтынатын энергиямыздың мөлшерін есептеп алуымыз керек және өз жерімізге орташа соғатын   желдің  жылдамдығын   білуіміз  керек.  Екіншіден   жел   қондырғысын орнататын жерді таңдау.  Негізінен тау жотасына жер қондырғысын орнату тамаша орын болып келеді. Себебі төбеде жел жылдамдығы жазық, тегіс жерге қарағанда ылғи да жоғары.  Жел қуаты оның жылдамдығының кубына тура пропорционал. Мысалы, жерден 30м биіктікте орнатылған жел турбинасы мен жерде 10м биіктікте орнатылған   турбинаның   жылдамдықтарының   айырмалшылықтары   100% болады.   10м   биіктікте   орнатылған   екі   жел   генераторы   мен   30м   биіктікте орнатылған бір генератордан өндірілген ток қуаты бірдей. Ауаның   ендік   бағыттағы   қозғалыстарын   жел   деп   атайды.   Жел жылдамдығы   м/с­пен   белгіленеді,   оны   елшейтін   құралды   анемометр   деп атайды.  Жел   жылдамдығын   12   балдық   арнайы   Бофорт   шкаласымен   де аныктайды. Мұндағы 0 балл желсіз тымықты білдірсе, 12 балмен жылдамдығы 30 м/с­тан жоғары болатын апатты дауылдарды белгілейді. Жел жылдамдығымен қатар, оның бағытын да білудің маңызы зор. Жел бағытын   оның   соғып   тұрған   жағының   бағытымен   анықтайды.   Кез   келген аудандағы   белгілі   бір   мерзім   ішінде   жел   бағыттары   мен   қайталануын   жел өрнегі деп аталатын сызба күйінде көрсетуге болады.  Жел   қондырғысын   орнатқаннан   кейін   зерттеулер   жүргізе   отырып анемометр   аспабының   көмегімен   жел   жылдамдығын   анықтауға   болады.   1 минуттағы айналым санын электрондық құрылғы тіркейді. Анемометр ­ жел бағытын анықтайтын аспап. Ол флюгермен жабдықталған.  Осы ғылыми жобаны әзірлеу барысында көптеген теориялық ақпараттар жинақтап, зерттей отырып, баламалы энергия көздеріне қол жеткізу туралы кеңінен   оқып   –   үйрендім.     Оны   практикамен   байланыстыруды   ұйғарып, шалғай   ауылды   жерде   орналасқан   жеке   үйдің   шатырына   желдің   күшімен электр энергиясын алуға арналған желқондырғысының макетін жасадым. Жел   қондырғысының   қалақшалары   айналғанда,   энергия   өндіреді. Нәтижесінде үйдің ішінде  электр шамы жанады.  Сонымен қатар жел жоқ күні де жел қондырғысына   магниттер орнату арқылы электр энергиясын алу жолдарын қарастырудамын. ІҮ. Қорытынды «Еліңнің   ұлы   болсаң,   еліңе   жаның   ашыса,   азаматтық   намысың   болса, қазақтың   мемлекетін   нығайтып,   көркеюі   жолында   теріңді   төгіп   еңбек   ет. Жердің де, елдің де иесі екеніңді ұмытпа», ­ дейді Елбасы Н.Ә.Назарбаев.   Қазақстан бірінші болып болашақты сақтау үшін энергияның баламалы түрлеріне көшу мәселесін көтеріп, әлемді залалсыз, табиғатқа да, адамзатқа да пайдалы баламалы қуат көздерін дамытуды насихаттап, елімізде жасалып жатқан сол бағыттағы жаңа технологияларды қолданысқа ұсынуда. Астанада   «Болашақтың   энергиясы»   атты   тақырыпта «EXPO­2017»   көрмесі ұйымдастырылуда.  Бүгін   біздің   пайдаланып   отырған   энергия   көздері   ­   жер   асты   пайда қазбақорлары   ­   мұнай,   көмір,   табиғи   газ   барлық   энергоқорлардың   90% құрайды. Американдық зерттеушілердің айтуынша жер бетіндегі мұнай 2025 жылға дейін жетеді. Қашан болса да, ол бітеді және әрі қарай не болады? Пайдалы   қазба   қорларының   таусылу   қарсаңында,   олардың   бағасы   да қарқындап өсуде. Жыл сайын атмосфераға түрлі жанғыш заттардың жануы нәтижесінде   23   млрд   тоннаға   жуық   көмірқышқыл   газы   бөлініп,   сондай мөлшерде оттек сіңіріледі. Атмосферадағы көмірқышқыл газының мөлшері 13%­ке өсті, соның салдарынан атмосфера температурасы бірнеше градусқа мөлшерден тыс жоғарылап, мұздықтар еріп, соның салдарынан Дүниежүзінің мұхиттық   деңгейі   көтеріліп,   табиғатта   түрлі   апаттар   болып   жатыр.   Дереу проблеманы   шешетін   амал   табу   керек.   Бүкіл   әлем   ғалымдары   мен инженерлері ізденістің арқасында баламалы энергия көзін табуды мақсат етіп қойды.  Ол сарқылмайтын қалпына келтіретін энергия көздері деп аталады.  Қалпына   келтіретін   дәстүрлі   емес   энергия   көздерінің   ерекшелігі   қор көздері ешуақытта сарқылмайды және экологиялық таза. Бұларды пайдалану табиғат   байланыстарын   бұзбайды.   Ал   менің   ұсынысып   отырған   ғылыми жобамның мақсаты – шалғайда  орналасқан үйлерді  жел энергиясы арқылы жарықтандыру болып табылады. Қосымша Анемометр флюгер              Жел қондырғысы Ү. Қолданылған әдебиеттер тізімі. 1. Жас талап­kz 2011ж ,Физика, математика , химия. 2. Физика журналы № 2, 2011ж 3. Интернет желісі.