Дәстүрлі емес , сарқылмайтын энергия көзі - жел энергиясын пайдалану. Желқондырғы

Қазақстан білім және ғылым минстрлігі

М.П.Русаков  атындағы №2 мектеп- интернаты.

 

 

 

 

   Бағыты : Ғылыми-техникалық прогресс – экономикалық

                      дамудың  басты кілті.

   Секция : жаратылыстану

 

 

 

 

 

Тақырыбы :

«Дәстүрлі емес , сарқылмайтын энергия көзі  - 

жел энергиясын  пайдалану.  Желқондырғы.» 

            

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                               Орындаған : Наметов Олжас

                                                                                 9«А» сынып оқушысы

                                                                                Жетекшісі : Бекышова Ш.Ж.

                                                                                 физика пәнінің мұғалімі

                                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қарағанды    2009 жыл

 

Мазмұны

 

      

 

Абстракт:

           Кz  …............................................................................   3

           En .................................................................................   4

Кіріспе ....................................................................................   5,6

Зерттеу бөлімі :

1. Жел энергиясы ..................................................................    7-10

1.2.Ауа тығыздығы  ..............................................................    7,8   

1.3. Ротор ауданы  ................................................................    8  

1.4.Жел жылдамдығы ...........................................................     8,9

1.5.Жер пішінінің кедір-бұдырлығы ....................................    10

2.1. Желэнергетикасынын  пайдланудың даму тарихы......   11

2.2. Қазіргі кездегі  жел энергиясын  пайдаланудың  дамуы...12, 13

3. Желқондырғысының электр энергиясын өндіру

     технологиясы ....................................................................... 13-16

3.1.Желқондырғылардың  негігі бөліктері.............................  15,16

4. Желқондырғыларын пайдалану..........................................   17,18

4.1. Үлкен жел қондырғысы....................................................   17

4.2. Теңіз базасының  желқондырғылары...............................   17

4.3. Кіші желқондырғыларын пайдалану...............................   18

5.Желэнергетикасының  экологияға  әсері............................   19

6. Жел энергиясын қалай  пайдалану туралы кейбір

    ұсыныстар.............................................................................  19,20  

Қорытынды ..............................................................................   21

Пайдаланылған әдебиеттер ....................................................   22

 

 

                                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Абстракт

 

Халық санының жедел өсуі мен ғылыми – техникалық прогресстің

қарқынды дамуы, айнала қоршаған ортаға экологиялық проблемалар тудырумен қатар, энергетикалық ресурстардың таусылу тапшылығына әкеліп соқты. Адам баласына кейінгі кезде энергия жетпейді. Адамдардың материалдық деңгейі, тіпті рухани мәдениетінің өзі энергия шамасына тікелей тәуелді болды. Ал бүгінгі қолданып отырған энергия негізінен жер асты пайдалы қазбалар қорлары – мұнай, көмір, табиғи газ – миллиондаған жылдар бойы үлкен температура мен қысымның әсерінен, жануарлар мен өсімдіктердің ыдырау процесінің нәтижесінде пайда болатындықтан, бізге сарқылмайтын, қоршаған ортаны ластамайтын таза энергия көзі қажет.

        Ел болашағының ертеңі – білімді физологиялық жағынан қуатты, жұмысқа қабілетті, өмір сүруге бейім ұрпақ   тәрбиелеу. Біздің мектебімізде денсаулығы нашар, ата – аналары, туған – туыстары туберкулез диспансерлік тіркеудегі және олармен тығыз қарым – қатынаста болатын, иммуниттеріі әлсіз, түрлі инфекциялық ауруға тез бейімделгіш балалар тәрбиеленеді. Мектебіміз санаторлық болғандықтан, балалардың денсаулығына көп көңіл бөлінеді. Мектебімізде Балқаш көлінің жағасында орналасқан Чубар-Түбек поселкесіндегі «Болашақ» жазғы лагеріміздің сарқылмайтын энергия көздерін орнату және көгалдандыру мәселесі жөніндегі «Агро-энергокомплекс» ғылыми жобасы құрылған. Сол ғылыми «агроэнергокомплекс» жобаға қатысты, менің мақсатым қуатты үнемдейтін    экологиялық таза, энергия көзі – жел, күн энергиясын пайдалануды ұсыну.

Жел энергиясының қоры бүкіл планета өзендерінің гидроэнергиясынан

100 есе асып түседі. Ылғи да және барлық жерде, жел соғып тұрады. Жел энергетикасын дайындауда Балқаштың климаттық жағдайы қолайлы болып табылады. Балқаш өніріңде Сарыарқаның аңызық желі үздіксіз соғып тұрады. Желдің  орташа жылдамдығы 4,8 м/с. Жел көлдің батыс бөлігінде, солтүстігінде, шығысында солтүстік – шығысына қарай соғады. Осы себепті көлде үнемі күшті толқын болады.

Барлық жел двигателінің жұмыс істеу принципі біреу – ақ, онда желдің

әсерінен қозғалатын жел доңғалағының  қалақшаларының қозғалысы электр энергиясын өндіретін генераторының айналып тұратын бөлігіне беріледі.

Егер осындай қондырғыны өз –  интернатымның лагерінде Балқаш көлінің

жағасына орналастыратын болсақ, электр шығының үнемдер едік. Ай сайын

8000 кВт – сағ. энергия жұмсайтын болсақ, ол 45700 теңге ақшаны құрайды. Жел двигателінің энергия қоры үздіксіз соғып тұратын Сарыарқаның аңызық желі болғандықтан, біз энергия қорының 3 айдағы 137100 теңге ақша қоры үнемдер едік. Қалақшаларының диаметрі 15 метрлік жел двигателі 400 кВт. энергия өндіреді.

 

 

 

 

                                                       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. The Rash development of the research progress has brought about deficit energy resource. In recently is more and more felt lack to energy. On page of the newspapers and journal all, more often meet the article about energy crisis. The 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. Let us stop on some questions of technologies of the reception and use to wind energy. In modern world using 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 clean source to energy so is weakly used? At our days of the engines, using wind, cover whole one thousandth world needs for energy.

       The Technology of 20^th age has opened new possibilities for wind energy, which problem became other - a reception to electric powers. At the beginning initially age N.E.Zhukovskiy have developed the theory of wind engine, on base that could be created large powered installation, capable to get the energy from the weakest wind.

   The Principle of the action all wind engine is one: under pressure winds revolves wind wheel with blade, sending turning moment through system of the transmissions gross generator, working out electric power, water pump. Than more diameter of wind wheel, that greater air stream it seizes and that more energy works out the unit. The Principle simplicity gives here exclusive elbowroom for design creative activity, but only inexperienced glance wind engine introduces the idle time a design.    

      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

 

          Бүгінгі күнде адамдардың тұрмыс тіршілігі табиаттағы басқару арқылы,

жақсартуға ұмтылу және жаңа өндірістерді дамытудың салдары  айнала қоршаған ортаға экологиялық  проблемалар тудыруда. Адам баласына кейінгі кезде энергия жетпейді. Газет, журнал беттерінде энергетикалық кризис жайлы мақалаларды жиі кездестіреміз. Мұнай үшін кейбір мемлекеттер бір-бірімен жауласып жатса, ал кейбіреулері экологиялық дағдарысқа, құлдырауға ұшырайды екен.

1930 жылы бүкіл әлемде 300 млрд кВт-сағат энергия өндірілсе, ал қазір

60 000 млрд кВт-сағат энергия  өндірілуде.  Бұл өте үлкен көрсеткіш! Адамның энергетикалық сұранысы күннен-күнге өсуде.

Бүгін біздің пайдаланып отырған энергия көздері-жер асты пайда қазба 

қорлары-мұнай, көмір, табиғи газ барлық энергоқорлардың 90% құрайды. Американдық зерттеушілердің айтуынша жер бетіндегі мұнай 2025 жылға дейін жетеді. Ал олардың орыс қаламдастарының сенімдері нығырақ , олардың болжамына сенсек мұнай жиырма бірінші ғасырдың ортасына жетуі мүмкін.

Қашан болса да, ол бітеді және әрі қарай не болады? Әрі қарай қиын болатынын эксперт болмай-ақ тұжырымдауға 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.

1980 мен 2004 жылдардың  аралығында жер бетінде 14500 табиғат

апаттары тіркеліпті, осы апаттардан миллиондаған адамдар қаза болды. 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. Оған жел энергиясы, геотермиялық энергия, биомасса, су ағынының энергиясы, мұхиттардағы тасу мен қайту кезіндегі судық көтерілуінен болатын энергия, күн энергиясы  жатады.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- туындаған

проблеманы шешудегі энергетикалық сұранысты қанағаттандыра алатын энергия көзі – жел энергиясын пайдалану.

          XX ғасырдың басында Н.Е.Жуковский  жел двигателі теориясының негізін  қалады, осы теорияны негіздей отырып әлсіз желдің ырғағынан жұмыс істелетін жоғары өнімді жетілдірілген желагрегаттардың конструкциялары жасалынды,    Барлық жел двигателінің жұмыс істеу принципі біреу-ақ, онда желдің әсерінен қозғалатын желдоңғалағының қалақшаларының қозғалысы электр энергиясын өндіретін генераторының айналып тұратын білігіне беріледі.

        Желдоңғалағының диематрі үлкен болған сайын соққан желдің үлкен ағысын қамтиды және агрегат неғұрлым үлкен энергия өндіреді.

          Қалақшалы жел двигателінің айналу жылдамдығы олардың қалақшалар санына кері пропорционал,сондықтан агрегаттық қалақшаларын үштен артық жасамайды. Жел жылдамдығы 5м/с соққанда оның қалақшаларының жылдамдығы 14-16м/с дейін жетеді. Ал оның диаметрін үлкейте отырып 2000 кВт-қа шейін энергия алуға болады. Мысалы 40 метрлік жел двигателі 2000 кВт энергия өндіреді.

       Жыл сайын жазғы демалыс кезінде біз мектебіміздің коллективтері ұйымдастырған, Алматыдағы Аль-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университетінің биофизика экология орталығының мамандары өткізетін семинарға қатысамыз. Онда лекция тыңдап, практикалық жұмыстармен айналысамыз, осы экология орталығының мамандарының тәжірибелері  мен зерттеулерін ұстана отырып, біз жел двигателінің кейбір конструкцияларын өз қолымызбен жасадық. Қуатты үнемдеу экологиялық туындаған проблемаларды шешу мақсатында, мен Балқаш көлінің жағасына желагрегатының комплексін салуды мақсат етіп қойдым.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Жел энергиясы

 

       Жел энергиясы негізінен Күн энергиясының Жер бетін бірқалыпты қыздырмауынан туындайды. Сағат сайын Жер Күннен 10¹⁴ кВт сағ энергия алады. Күн энергиясының 1-2 % -і жел энергиясына түрленеді. Бұл көрсеткіш жер бетіндегі барлық өсімдіктердің биоқалдыққа айналғанда бөлініп шығатын энергиясынан 50-100 есе асып түседі.

Бірнеше мыңдаған жылдар бойы адамдар желді – энергия  көзі ретінде пайдаланған. Жел энергиясын пайдаланып желкен көмегімен жүзген. Жер суландыру кезінде, жел диірмені ретінде дәнді-дақыл өнімдерін ұнтақтау үшін қолданған.

Жел энергиясының қоры бүкіл планета өзендерінің гидроэнергиясынан 100 есе асып түседі. Ылғи да және барлық жерде жел соғып тұрады. Жаздың қоңыр салқын самал желін, апат, зардап шығын әкелетін керемет дауылдарды атап өтуге болады.

Қалпына келтіретін дәстүрлі емес жел энергиясының келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, әрі арзан, тиімді. Бұларды пайдалану  табиғат баланстарын  бұзбайды. Жел энергиясын қолдану таулы аймақтардың жоғары бөктерінде толқынды теңіз жағалауларында ыңғайлы екені бәрімізге танымал. Жел энергетикасын дамытуға қолайлы аймақтар өте көптеп табылады. Жел күші жер бетінің ойлы-қырлы болуына тікелей байланысты. Мысалы, таулы аймақтың екі бөлігін қарастырайық, Күн көзінің екі бөлікке  түскен энергиясы бірдей болғанымен, жердің кедір-бұдыры әр қилы болғандықтан, жел күшінің ықпалы, бағыты да әр түрлі болады. Жел күшінің ықпалы жыл мезгілінің ауысуына, ауа райының өзгеруіне байланысты   өзгеріп отырады. Мысалы, Дания елінің климаттық жағдайын ескерер болсақ, фотоэлектрлік жүйемен қамтамасыз етілген энергия қыста - 18% , ал жазда - 100% берсе , ал жел станциясынан алынатын энергия қыста – 100%, жазда – 55% береді екен. Осындай үйлесімділікпен қарастырылған желқондырғысы мен фотоэлектрлік жүйеден тұратын желқондырғысын  біріктіріп пайдаланған, әрине тиімдірек болады, жеке пайдаланғаннан гөрі.