Жоба мақсаты: Әр елдің күн батареяларын қарастыра отырып, заманауи күн қуатымен жүретін машина жасап, ерекшеліктерін көрсетіп зерттеу

жүктеу 20,1 Kb.

Дата	01.01.2018
өлшемі	20,1 Kb.
	#6689

«Күн қуатымен жүретін машина «ЭКСПО -2017»»

8-сынып оқушысы Сейілханова Айгерім

Маралды орта мектебі

Жоба мақсаты:
Әр елдің күн батареяларын қарастыра отырып, заманауи күн қуатымен жүретін машина жасап, ерекшеліктерін көрсетіп зерттеу.

Жоба міндеттері:
1.Ғылыми әдебиеттермен жұмыс істеу дағдыларын игеру
2.Ғылими әдебиеттерді басшылыққа ала отырып, заманауи күн батареяларының ерекшеліктерін көрсету
3.Интернет көзімен әр елдің күн батареяларын қолданысын бақылау
4.Заманауи күн қуатымен жүретін машина жасау

Күн энергиясын пайдалану

2)күн энергиясын электр энергиясына түрлендіру

1) күн энергиясын ішкі энергияға түрлендіру арқылы жылумен қамтамасыз ету ;

Күн энергетикасы дегеніміз – дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі – Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы – күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі

Жалпы алғанда, Күн сәулеленуінен электр энергиясы мен жылу алудың бірнеше әдістері бар. Олар:
1) Электр энергиясын фотоэлементтер көмегімен алу.
2) Күн энергиясын жылу машиналарының көмегі арқылы электр энергиясына айналдыру (Жылу машиналарының түрлері: поршеньдік немесе турбиналық бу машиналары. Стирлинг қозғалтқышы.).
3) Гелиотермальдық энергетика – Күн сәулелерін жұтатын беттің қызуы мен жылудың таралуы және қолданылуы.
4) Термоәуелік электр станциялары (Күн энергиясының турбогенератор арқылы бағытталып отыратын ауа ағыны энергиясына айналуы).
5) Күн аэростаттық электр станциялары (аэростат баллоны ішіндегі су буының аэростат бетіндегі күн сәулесі қызуы салдарынан генерациялануы).

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі – Күн батареялары. Күн батареясы немесе фотоэлектрлік генератор – Күн сәулесінің энергиясын электр энергиясына айналдыратын шала өткізгішті фотоэлектрлік түрлендіргіштен (ФЭТ) тұратын ток көзі. Көптеген тізбектей-параллель қосылған ФЭТ-тер Күн батареясын қажетті кернеу және ток күшімен қамтамасыз етеді. Жеке ФЭТ-тің электр қозғаушы күші 0,5-0,55 В-қа тең және ол оның ауданына тәуелсіз (1 см² ауданға келетін қысқа тұйықталу тогының шамасы – 35-40 мА).

. Фотоэлементтің сыртқы фотоэффект және ішкі фотоэффект құбылыстарына негізделіп жасалған түрлері бар. Мысалы: сыртқы фотоэффектіге негізделгені электровакуумды фотоэлемент болса, ішкі фотоэффектіге вентильді, жартылай өткізгішті, жаппалы қабатты фотоэлемент түрлері негізделіп жасалған. Соның ішінде жартылай өткізгішті кремний кристалынан жасалған фотоэлементтер (пайдалы әсер коэффициенті 15%-ға жуық) ғарыштық ұшу аппаратының қоректендіру көзі ретінде радиациялық құбылыстарды зерттеуде, т.б. жағдайларда да пайдаланылады. Сондай-ақ бүгінгі кезде фотоэлементтерді әр түрлі көлік түрлеріне – қайықтарға, электромобильдерге, гибридті автокөліктерге, ұшақтарға, дирижабльдерге, т.б. орнату мүмкіндігі бар.

Күн батареясының
артықшылықтары:
1) Күн энергиясы бәріне бірдей қолжетімді;
2) ол сарқылмайды;
3) қоршаған ортаға қауіпсіз;
кемшіліктері:
1) ауа райы мен тәуліктің уақытына тәуелді;
2) Күн энергиясын алу үшін қолданылатын құрылғылардың қымбаттылығы;
3) оны шағылдыратын бетті периодты түрде тазалап отыру қажет;
4) электр станциясының жанында атмосфера ысып кетеді;
5) энергияны аккумуляциялау қажет.

Осыдан 50 жылдай бұрын американдық ғалым Кинг Хуббертс айтқандай: «... Мұнай тек оны өндіруге кеткен электр энергиясы одан өндірілетін электр энергиясынан аз болған кезге дейін ғана электр энергиясының негізгі көзі ретінде саналады. Ал бұдан кейін мұнай өндіру оның бағасына қарамастан тоқтатылады». Ғалымдарымызға бұл тұжырым «К.Хуббертстің заңы» деген атпен белгілі

Ішкі фотоэффект – сәулеленудің әсерінен жартылай өткізгіштегі еркін зарядтар (электрондар мен кемтіктердің) концентрациясының арту құбылысы. Жарықтандырған кезде атомнан үзіліп шыққан еркін электрондар мен кемтіктер пайда болуының салдарынан электр өткізгіштік артады. Жартылай өткізгіштердің арасында ЭҚК-не тең потенциал айырымы пайда болады. Мұндай фотоэлементтер ток көздері (күн батареялары) ретінде қолданылады

Күн батареялары кремнийден жасалынады, бұл жер қойнауындағы оттегінен кейін екінші орындағы ең көп таралған элементтердің бірі болып табылады. Фотоэлектрлік станциядағы 30 жылғы 1 кг кремний өндіретін энергия, жылу электр станциясындағы 75 тонна мұнай жұмсап өндіретін энергиямен пара-пар. 1 кг кремний күн элементінде 30 жылда 300 Мвт сағ электр энергиясын өндіреді. Күн батареяларының отыны тегін күн сәулесі болып табылады. Ал ерекшеліктерін атасақ, бұл қолданылу мерзімнің ұзақтылығы ( 30 жыл, болашақта 50-100 жылға жеткізбек ) олар жөндеуді қажет етпейді, себебі оның механакалық детальдары қозғалмайды, экологиялық таза , жұмыс істеу барысында шуы да естілмейді. Кремнийден жасалған диодтың ерекшелігін ескерсек, оның жоғары шекті температурасы 1500С (ал германий үшін 700С), ал кері ауысудағы токтың шамасы германиймен салыстырғанда 1000 есе кем.

Жанама – қажетті энергия түрін алу үшін көп деңгейлік түрленулер мен трансформациялау жүйелері.

Тура – күн энергиясын түрлендіретін бір деңгейлік жүйелер.

Пассивті – активтіден жүйе контурында механизмдердің болмауымен ерекшеленеді.

Активті – түрлендіргіштермен бірге электромоторлар, әр түрлі механизмдер қолданылады. Күн энергиясы жарықтандыруда, вентиляцияда,ыстық сумен жабдықтауда қолданылады.

1.Жарықтандырудың (күн батареясы бар көше шамдары) фотоэлектр жүйелерінің бағасы 200-250 мың теңге ;
2.Зарядтаудың көшпелі станциялары: 170-200 мың теңге.
3.Энергиямен жабдықтаудың автономиялық жүйелері: 830 мыңнан 21,6 млн. теңгеге дейін.
4.Электр қазандықтары: 48-ден 95 мың теңгеге дейін.
Жабдықтың көптеген басым үлгілерінің қуаттылығы аз:
Фотоэлектр түрлендіргіштегі энергиямен жабдықтаудың автономдық жүйелері 0,3-3 кВт диапазонда кей кезде 5-8 кВт-қа дейін қуаттылығы бар.
3 кВт – бұл бір пәтердегі электр энергиясын тұтыну (мұздатқыш, теледидар, компьютер, 5-6 лампочка). Егер, сорғыны және суды жылытуды қажет ететін қала сыртындағы үйді алсақ, 20 кВт-қай дейін қуаттылық қажет. Сондықтан, күн энергетикасы ірі және орта бизнеске қызғылықты емес, өйткені оларға елеулі үлкен қуат керек.
Қуаттылығы 10 кВт дейінгі жабдық шағын қалалар мен ауылдық жерлерде көбіне жеке меншік үй иелерімен, сондай-ақ, ең шағын бизнесі бар жеке кәсіпкерлермен пайдаланылуы мүмкін. Бірақ олар үшін күн энергетикасының жабдығы бағасы бойынша қолжетімді емес.

Соңғы бірнеше жылда күн сәулесі қуатымен жүретін көлік технологиясы қарқындай дамып келді – бүгінгі күні мұндай машиналар сағатына 130 шақырым жылдамдықпен де жүре алады. Алайда, барған сайын қымбаттап келе жатқан жанар-жағар май бағасына алаңдаулы тұтынушылар мұндай көлік сатып алардан бұрын жадында сақтайтын бір нәрсе бар: күн батқанға дейін үйге жетіп үлгермесеңіз, машинаңызды сүйретуге мәжбүр болуыңыз да мүмкін. Голландиялық топтың Нуна4 машинасы биылғы жарыстан жеңімпаз шықты. Австралияның солтүстігіндегі Дарвин қаласынан басталған бәйге-жарыста бұл машина 3.000 шақырым қашықтықты 33 сағаттың ішінде тәмамдап, дәл осы Голландиялық топтың былтырғы рекордтық көрсеткішін 4 сағатқа жақсартып тастады. Жарысқа 16 елден келген топ қатысты. Соңғы бірнеше жылда күн сәулесі қуатымен жүретін көлік технологиясы қарқындай дамып келді – бүгінгі күні мұндай машиналар сағатына 130 шақырым жылдамдықпен де жүре алады. Алайда, барған сайын қымбаттап келе жатқан жанар-жағар май бағасына алаңдаулы тұтынушылар мұндай көлік сатып алардан бұрын жадында сақтайтын бір нәрсе бар: күн батқанға дейін үйге жетіп үлгермесеңіз, машинаңызды сүйретуге мәжбүр болуыңыз да мүмкін.

Бірінші бағыт – жаңартылатын энергия көздерін енгізу

Екінші бағыт – тұрғын үй-коммуналдық шаруашылығын-дағы қуат көздерін тиімді пайдалану

Үшінші бағыт – ауыл шаруашылығындағы органикалық егін шаруашылығы

Төртінші бағыт – қалдықтарды басқару жүйесін жетілдіру

Бесінші бағыт – Отандық фотомодуль -дер шығаратын зауыт- тарды көбейту;

Жетінші бағыт – экожүйелерді сақтау және тиімді басқару

Алтыншы бағыт – «таза» көлікті дамыту.

ЖӨН СІЛТЕЙТІН- ЖЕТІ БАҒЫТ

Қорытынды

Ғалымдардың болжауынша 2050 жылға қарай Күн энергиясы адамзаттың электр энергиясына деген 20-25%-дай қажеттілігін өтей алады. Сол сияқты Халықаралық энергетикалық агенттіктіктің мәліметі бойынша 40 жылдан кейін Күн энергетикасы көмегімен атмосфераға көмірқышқыл газының түсуін жылына 6 млрд тоннаға дейін қысқартуға болады екен.Қуатты үнемдеу мақсатында ,туындаған экологиялық про-блемаларды шешу мақсатында күн батареяларын қолдануды және күн қуатымен жүретін машинаның жобасын жасап,халыққа қол жетімді бағамен сатылса дегім келеді.

Зерттеу нәтижелері бойынша Қазақстанның күн қуатын халықтардың қолданылуына сараптама жасадым.
Зерттеу нәтижелері бойынша менің ұсынысым:
1.Отандық фотомодульдер шығаратын зауыттарды көбейтсе;
2.Күн батареясы және күнен зарядталатын машиналар халыққа қолжетімді бағамен сатуға шығарылса дегім келеді ;
3.Ауылдық жерлердегі мекемелерге, көшелерді жарықтандыруда арзан күн батарея панелдерін орнатса.

жүктеу 20,1 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: