14
1 Негізгі бөлім
1.1 Күн энергиясы
Күн энергиясы біздің планетамыздағы өмірдің көзі. Күн атмосфера мен
Жер бетін жылытады. Күн энергиясының арқасында жел соғады, табиғаттағы
судың айналымы жүреді, теңіздер мұхиттар жылынады, өсімдіктер дамиды,
жануралар қорек табады. Дәл осы күн сәулесінің арқасында Жерде отынның
қазбалық түрі пайда болады. Күн энергиясы жылуға немесе суыққа,
қозғалмалы күшке және электр энергиясына түрленеді.
1.1 Сурет – Күн сәулесінің жерге берілуі
1.2 Күн радиациясы
Күн радиациясы – бұл негізінен толқынының ұзындығы 0,28...3,0 мкм
аралығында болатын электромагниттік сәулелену. Күн спектрі мыналардан
тұрады:
- біздің көзімізге көрінбейтін, күн спектрінің 2 %-ын құрайтын
толқынының ұзындығы 0,28...0,38 мкм ультра күлгін сәулелерден;
- спектрдің 49 % - ын құрайтын толқынының ұзындығы 0,38...0,78 мкм
аралығында болатын жарық толқындарынан;
- күн спектрінің қалған 49 % - ының біраз бөлігін құрайтын толқынының
ұзындығы 0,78...3,0 мкм аралығында болатын инфрақызыл толқындардан.
Спектрдің қалған бөліктері Жердің жылулық баллансында азғантай роль
ойнайды.
15
1.2 Сурет – Күн радиациясының түсуі
1.3 Жерге күн энергиясының қаншасы түседі
Күн үлкен мөлшерде энергия сәулелендіреді – шамамен секундына 1,1
.
10
20
кВт сағ. Киловатт
.
сағат – бұл қуаты 100 ватт қыздыру шамының 10 сағат
ішінде жасайтын жұмысы үшін қажетті энергия мөлшері. Жер
атмосферасының сыртқы қабаты Күн сәулесінің энергиясының миллионнан
бір бөлігін немесе жылына шамамен 1500 квадриллион (1,5
.
10
18
) кВт сағ
энергияны ұстап қалады. Алайда шағылудан, атмосфералық газдар мен
аэрозольдармен шашырауынан және жұтылуынан барлық энергияның 47 %
ғана немесе шамамен 700 квадриллион(7
.
10
17
) кВт
.
сағ эенргия Жер бетіне
жетеді.
1.3 Сурет – Күн энергиясының жерге түсу процессы
16
Жер атмосферасындағы күн сәулесі тура сәулелену және атмосферасын
ауа, шаң, су т.б. бөлшектеріне шашырайтын шашыратқыш болып бөлінеді.
Олардың қосындысы қосарланған күн сәулесін түзеді.
1.4 Сурет – Қосарланған күн сәулесі
Ауданның бірлігіне және уақыттың бірлігіне келіп түсетін энергия
мөлшері бірқатар факторларға тәуелді болады: жергілікті климаттың ендігі,
жылдың маусымы, күнге қатысты беттің бұрышының қиғаштығы. [1].
1.4 Күн энергетикасы
Күн энергетикасы – күн сәулесінен алынған қандай да бір түрдегі
энергияны қолдану. Күн энергетикасы негізінде экологиялық таза бола
алатын, яғни зиянды қалдықтарды шығармайтын жаңартылмалы энергиясы
қолданылады.
Қазіргі уақытта күн энергетикасы энергияның басқа түрлері аз жетімді
және күн сәулесінің молшылығын экономикалық түрде сәйкестендірген
аймақтарда кеңінен қолднаылады.
Күн – бірнеше миллиард жыл аралығында Жер бетіндегі тірі
организмдерге туып өсуіне мүмкіндік беретін өмір көзі және қатал өлтіруші.
Күн жарығының технологиялық «жуасуына» расымен қарайтын адам өткен
ғасырда ойлана бастады.
1м
2
аудан арқылы өтетін және Күн ортасынан бір астрономиялық бірлік
ара қашықтық тағы сәуле ағынына перпендикуляр орналасқан күн сәулесінің
ағыны 1367 Вт/м
2
– қа тең болады(күн тұрақтысы). Жер атмосферасының
жұтылуына байланысты күн сәулесінің теңіз деңгейіндегі ағыны 1020 Вт/м
2
.
Алайда бірлік ауданнан өтетін күн сәулесінің ортатәуліктік мәні үш есе кіші
болатыны ескерген жөн (күн түннің ауысып тұруына және күннің көкжиекке
жасаған бұрышының өзгеруіне байланысты). Қыста біркелкі ендікте бұл мән
екі есе аз болады. Бірлік аудандағы осы энергияның мөлшері күн
энергетикасының мүмкіндігін анықтайды.
17
Күн энергиясын өңдеу перспективасы глобалды қараңғыланудан – Жер
бетіне жететін күн сәулесінің антропогенді азааюынан азайып бара жатыр.
1.5 Күн энергетикасының даму тарихы
1839 жылы Александр Эдмон Беккерель фотогальваникалық эффектіні
ашқан.
44 жыл өткен соң Чарльз Фриттс күн энергиясын қолдану арқылы
алғашқы модульді құрастырды, ал оған алтын жіңішке қабатымен жалатылған
селен негіз болды. Ғалым элементтердің осындай байланысы азғантай
дәрежедегі (шамамен 1 %) күн энергиясын электр энергиясына түрлендіруге
болатынын анықтады.
Дәл осы 1883 жылды күн энергетикасы дәуірінің туған жылы болып
есептеледі. Алайда бұлай ойлайтын барлық адам емес. Ғылыми жаңалықтарда
күн энергиясы заманының «әкесі» басқа басқа емес Альберт Эйнштейннің өзі
деген пікір бар.
1921 жылы Эйнштейн Нобель премиясына ие болды. Көптеген адамдар
ХХ ғасырдың осы ғалаымы осы жетістікті өзі жазған салыстырмалық
теориясы еңбегіне алған деп есептейді, бірақ ол олай емес. Шынында физик
бұл премияны сыртқы фотоэффект құбылысы заңын түсіндіргені үшін алды.
Жүз жыл ішінде ғалымдар ынталандырған жеке және мемлекеттік
инвестиция құрылымы көтеріліп тұмаса, онда қоғамға «күн технологиясын»
жірнеше жылға ұмытуға тура келер еді. [10].
Күн энергетикасын қолданудың артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары:
1) Жалпыға жеткіліктігі және көздің таусылмайтындығы (Күннің)
2) Қоршаған орта үшін теориялық толық қауіпсіздігі (алайды осы
уақытта фотоэлемент өндірісінде және олардың өзінде зиянды заттар
қолданылады) .
Кемшілігі:
Фундаментальды мәселелер:
1) Күн энергетикасы үшін күн тұрақтысының азғантай шамасының
қатынасына байланысты электростанциясының астындағы жердің үлкен
ауданын пайдалану талап етіледі (мысалы, қуаты 1 ГВт электр станциясы
үшін бұл бірнеше ондаған шаршы шақырым болады). Алайда бұл кемшілік
ондай маңызды емес (мысалы, гидроэнергетика жердік үлкен бөлігін
қолданудан шығарады). Оған қоса үлкен күн электр станцияларындағы
фотоэлектрлік элементтер 1,8-2,5 метр биіктікке орнатылады, бұл
электрстанция орналасқан жерді ауылшаруашылық қажеттілігіне қолдануға
мүмкіндік береді, мысалы мал бағу.
Күн электр станциялары үшін үлкен аудандағы жер табу мәселесі күн
аэростатикалық электр станцияларын қолданатын жағдайда, теңіздің жер
астының және биікке базалауға жарамды болғанда шешіледі.
Достарыңызбен бөлісу: | 
