Әлем елдерінде бар қолданыстағы фотоэлектрлік станцияларды сипаттау

жүктеу 47,3 Kb.

бет	1/2
Дата	04.03.2023
өлшемі	47,3 Kb.
	#41584

1 2

Қарабалин Д срс БЭ

Әлем елдерінде бар қолданыстағы фотоэлектрлік станцияларды сипаттау

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Физика-техникалық факультеті
Қатты дене физикасы және бейсызық физика кафедрасы
6В07109 – Өндірістік электроника және басқару жүйелері

Әлем елдерінде бар қолданыстағы фотоэлектрлік станцияларды сипаттау
Орындаған: Қарабалин Д.С.
Тексерген: Құттыбай Н.Б.

Алматы, 2022 ж

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ 3 1 ЖАҢАРТЫЛАТЫН ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІ 3 1.1 Қазіргі және перспективалы энергетикадағы рөлі мен орны 5 1.2 Әлемдегі ЖЭК дамуы 5 2 КҮН ЭНЕРГИЯСЫ 7 2.1 Күн фотоэлектрлік станциясы: әлемдегі танымалдылық 7 3 КҮН ЭНЕРГИЯСЫН КӨП ӨНДІРЕТІН ЕЛДЕР 9 3.1 Қытай 9 3.2 Еуропалық Одақ 9 3.3 АҚШ 10 3.4 Вьетнам 10 3.5 Жапония 10 ҚОРЫТЫНДЫ 12 ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 13

КІРІСПЕ
Фотоэлектрлік күн жүйелері күн энергиясын электр энергиясына айналдыратынын бәрі біледі. Алайда, "фотоэлектрлік" терминінің қызықты этимологиясын білетіндер аз. Бұл сөз алғаш рет XVIII ғасырдың соңында пайда болды. Ол екі бөліктен тұрады - гректің "жарық" сөзінен шыққан "фото" және электр қуатын ашушы Алессандро Вольттың құрметіне "вольт". Тарихи деректерге сәйкес, фотоэлектрлік әсерді француз физигі Эдмонд Беккерель 1839 жылы ашқан. Фотоэлектрлік жүйелер ұзақ уақыт бойы күнделікті өмірдің бір бөлігіне айналды. Бүгінгі таңда күн электр станциялары тұтынушыларды энергияның ең қолжетімді және таза түрлерінің бірімен қамтамасыз етеді. XIX ғасырдың аяғында селеннің фотоөткізгіштігі ашылғаннан кейін күн энергиясының дамуының жаңа кезеңі басталды, осылайша 1941 жылы пайдалы әсер ету коэффициенті шамамен 1% болатын алғашқы селен фотоэлементі салынды. 1955 жылы Western Electric Company күн панельдерін коммерцияландыруды бастаған әлемдегі алғашқы компания болды. Ғарыштағы күн радиациясы әлдеқайда жоғары болғандықтан, бұл төмен тиімді элементтер ғарыш станцияларын қуаттандыру үшін пайдаланылды. 1958 жылы ғарыштағы ең көне белсенді жерсерік болып табылатын Авангард 1 күн панелі бар алғашқы жер серігі ұшырылды. Оның артынан 1962 жылы "Телстар" келді, ол 14 Вт фотоэлектрлік ұяшықтармен жабдықталған алғашқы байланыс спутнигі болды. 1971 жылы "Салют" бағдарламасына қатысатын кеңестік ғарыш станциялары осы технологиямен жабдықталды. 1970 жылдары мұнай дағдарысынан туындаған NASA және АҚШ Энергетика министрлігі ғарыштағы спутниктер арқылы жер энергиясын тұтынуды қамтамасыз ету үшін күн энергиясы тұжырымдамасын белсенді түрде зерттей бастады. 1979 жылы спутниктік парк ұсынылды, оның белгіленген қуаты 10 ГВт-қа жетті, бірақ 1981 жылы жоба осы спутниктерді салудың қымбаттығына байланысты жабылды. Алғашқы жердегі күн фотоэлектрлік станциялары 1980 жылдардың басында дамыды және олардың көп бөлігі Америка Құрама Штаттарында салынды. 90-шы жылдарға қарай көптеген елдер осы технологиямен электр энергиясын өндіре бастады, олардың арасында Жапония, Испания, Германия, Италия және басқалары болды. Қытайдың күн электр станцияларын салудағы маңызды рөлін атап өту керек, ол 1997 жылға қарай АҚШ-тан асып түсіп, әлемдегі ең ірі күн өндірушісі болды. Бүгінгі таңда Қытай сонымен қатар күн энергетикасы жабдықтарын өнеркәсіптік өндіруде әлемдік көшбасшылардың бірі болып табылады.[1]
Фотоэлектрлік элемент күн энергиясын электр энергиясына қалай айналдырады? Бұл сұраққа жауап беру үшін табиғи күн сәулесінің қасиеттерін түсіну қажет. Күн энергиясы Жердегі тіршілік үшін өте маңызды екені белгілі. Ол жер бетінің температурасын анықтайды және көптеген өмірлік процестердің жүруін қамтамасыз етеді. Кейбір басқа жұлдыздар рентген сәулелері мен радиосигналдар түріндегі орасан зор энергия көздері болып табылады, бірақ күн энергияның негізгі бөлігін көрінетін жарық түрінде шығарады. Алайда көрінетін жарық электромагниттік спектрдің бір бөлігін ғана білдіреді. Күннің барлық дерлік энергиясы 2х10-7-ден 4х10-6 метрге дейінгі толқын ұзындығында. Электромагниттік толқынның әр ұзындығы белгілі бір жиілік пен энергияға сәйкес келеді. Толқын ұзындығы неғұрлым қысқа болса, жиілік соғұрлым жоғары болады және ол энергияны көбірек тасымалдайды. Мысалы, қызыл жарық көрінетін төмен энергия спектрінің соңында, ал күлгін жарық жоғары энергия спектрінің қарама — қарсы жағында орналасқан. Электромагниттік спектрдің көрінбейтін бөлігінде бірдей тәуелділік бар — ультракүлгін сәуленің энергиясы жоғары, ал инфрақызыл сәуленің энергиясы төмен. Демек, біз жылу ретінде қабылдайтын инфрақызыл сәулеленудің көрінетін аймақтағы сәулеленуге қарағанда энергиясы аз.

1 ЖАҢАРТЫЛАТЫН ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІ

1.1 Қазіргі және перспективалы энергетикадағы рөлі мен орны

Жаңартылатын энергия-бұл оны тұтыну жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен толықтырылатын табиғи көздерден алынатын энергия. Мұндай үнемі толықтырылатын көздердің мысалдары-күн сәулесі мен жел. Жаңартылатын көздер үлкен энергияны қамтамасыз ете алады және бізді барлық жерде қоршап алады.
Керісінше, қазба отындары-көмір, мұнай және газ-жүздеген миллион жылдарға созылатын қалпына келмейтін ресурстар. Энергия өндіру үшін қазба отындарын жағу кезінде көмірқышқыл газы сияқты зиянды парниктік газдар шығарылады.
Жаңартылатын көздерден энергия алу қазба отындарын жағуға қарағанда әлдеқайда аз шығарындыларды қамтиды. Қазіргі уақытта шығарындылардың Арыстан үлесін құрайтын қазба отындарынан жаңартылатын энергия көздеріне көшу Климаттық дағдарысты еңсеру үшін маңызды болып табылады.[2]
1.2 Әлемдегі ЖЭК дамуы
Бүгінгі таңда жаңартылатын энергия көздері көптеген елдерде арзан балама болып табылады және қазба отындарына қарағанда үш есе көп жұмыс орындарын ашады.
Еуропалық Электр энергетикасы қауымдастығы Eurelectric "энергетикалық барометрді" (Power Barometer) шығарды — бұл энергетика секторындағы тарихи дамуды көрсететін және 2050 жылға қарай Климаттық бейтарап еуропалық экономиканы құру мақсатына жету жолында туындайтын қиындықтарды көрсететін негізгі салалық көрсеткіштер жиынтығы.
Электр энергетикасын декарбонизациялау процесі қарқынды жүріп жатыр, деп атап өтті қауымдастық. Ағымдағы жылдың бірінші жартыжылдығында Еуропада өндірілген электр энергиясының үштен екісінде көміртегі шығарындылары жоқ. Үлесі жаңартылатын энергия жалпы өндірістің 40% құрайды, ал қазба отынына негізделген электр энергиясын өндіру 18% төмендеді. "Барометр" көмір электр станциялары өндірісінің төмендеу қарқыны еуропалық ұзақ мерзімді стратегия траекториясынан озып тұрғанын көрсетеді.[3]
2030 жылға қарай көмір өндірмейтін ЕО елдерінің саны 21-ге жетеді. Және бұл үрдіс жалғасады. Еуропалық экономика ұзаққа созылған экономикалық дағдарысқа тап бола ма, әлде тез қалпына келе ме, 2030 жылға қарай ЕО электр энергиясының 80% -. дейін қазба отынын пайдаланбай өндіруге болады. Бұл ретте ЖЭК (СЭС қоса алғанда) негізінде электр энергиясының 60% өндірілетін болады.
Атап өтілгендей, Еуропалық одақ жосықсыз бәсекелестік пен көмір негізіндегі электр энергиясын үшінші елдерден импорттауды болдырмау үшін шаралар қабылдауы керек. "Барометр" соңғы 5 жылда ЕО-дан жыл сайын импортталатын электр энергиясының 3 ТВт*сағ-тан 20 ТВт*сағ-қа дейін күрт және кенеттен өсуін тіркейді. Энергетика мен климаттың әлсіз нормаларына байланысты импортталатын электр энергиясындағы CO2 шығарындыларының орташа қарқындылығы Еуропада өндірілетін электр энергиясынан екі-үш есе жоғары.[4]

2 КҮН ЭНЕРГИЯСЫ

Күн энергиясы барлық энергия ресурстарының ішіндегі ең байлары болып табылады және оны бұлтты ауа-райында да пайдалануға болады. Күн энергиясының жермен ұсталу жылдамдығы адамзат энергияны тұтыну жылдамдығынан шамамен 10 мың есе көп.
Күн технологиясы көптеген қосымшалар үшін жылуды, салқындатуды, табиғи жарықтандыруды, электр қуатын және отынды қамтамасыз ете алады. Бұл технологиялар Күн сәулесін фотоэлектрлік панельдер немесе Күн радиациясын шоғырландыратын айналар арқылы электр энергиясына айналдыруға мүмкіндік береді.
Барлық елдер бірдей күн энергиясымен қамтамасыз етілмегенімен, олардың әрқайсысы күн энергиясы арқылы энергия балансына айтарлықтай үлес қоса алады.
Соңғы онжылдықта күн панельдерін өндіру құны күрт төмендеді, бұл оларды қол жетімді ғана емес, сонымен қатар электр энергиясын алудың ең арзан әдісі Етті. Күн панельдерінің қызмет ету мерзімі шамамен 30 жыл және оларды өндіруде қолданылатын материал түріне байланысты әртүрлі реңктерде келеді.
2.1 Күн фотоэлектрлік станциясы: әлемдегі танымалдылық
Ресурстардың қол жетімділігін, нарықтық әлеуеті мен бәсекеге қабілеттілігін ескере отырып, фотоэлектрлік технологиялар алдағы онжылдықта әлемнің көптеген аймақтарында ЖЭК саласында көшбасшылықты жалғастырады деп күтілуде. IRENA болжамына сәйкес, алдағы 10 жылда жаңа күн фотоэлектрлік станцияларының саны 5 есе артып, 2030 жылға қарай 2840 ГВт және 2050 жылға қарай 8500 ГВт жиынтық қуатқа жетуі мүмкін. Бұл 2050 жылы орнатылған PV қуаты 2018 жылмен салыстырғанда 18 есе көп болады дегенді білдіреді. Сарапшылардың бағалауы бойынша, бүкіл әлемде 2050 жылы қуаттың 60% - ы ірі фотоэлектрлік қондырғылардан, ал қалған 40% - ы шатыр жүйелерінен келеді.
Ауқымды қондырғылар 2050 жылы үстемдік етсе де, біз тиісті мемлекеттік саясаттар мен ынталандыруларға байланысты таратылған PV жүйелерінде жылдам өсуді күтеміз. Күн энергиясының әлемдік нарығында бүгінде әлемдегі жаңа фотоэлектрлік қуаттың жартысынан көбін құрайтын Азия басым. 2019 жылы Қытай 30 ГВт-тан астам қуаттылықты қосты, ал Еуропалық Одақ 16 ГВт, ал Америка Құрама Штаттары 13,3 ГВт.
2019 жылғы күн фотоэлектрлік станцияларының құрылысы 1 кестеде көрсетілген.

1 кесте

жүктеу 47,3 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2