Jel energıasy kózderi
«Prezıdentimiz N.Nazarbaev «Qazaqstan-2050» Strategıasynda atap ótkendeı, «kómirsýtegi shıkizatynyń naryǵynda iri oıynshy bolyp qala otyryp, biz energıanyń balamaly túrlerin óndirýdi damytýǵa, kún men jeldiń energıasyn paıdalanatyn tehnologıalardy belsendi engizýge tıispiz. 2050 jylǵa qaraı elde energıanyń balamaly jáne jańǵyrtylatyn túrlerin qosa alǵandaǵy barlyq energıa tutynýdyń kem degende teń jartysy kelýge tıis. Eldiń damýdyń «jasyl» jolyna kóshýine Astanadaǵy alda turǵan EKSPO-2017 qýatty serpilis berýi tıis»
Elimizde táýelsizdik alǵan kúnnen bastap arzan, tıimdi elektr energıa kózderin izdeý maqsatynda, “Qazaqstanda 2050 jylǵa deıin elektr energıasyn óndirýdi damytý týraly” memlekettik baǵdarlama qabyldandy. Osy baǵdarlamaǵa sáıkes qazirgi ýaqytta jel kúshimen óndiretin elektr energıasy qýatyn halyq sharýashylyǵyna qoldanýdyń tıimdi joldary qarastyrylýda.
Bizdi qorshaǵan orta únemi qozǵalysta jáne osy qozǵalystyń energıasy orasan zor. Jel energıasy jerdi barlyq ózenderdiń energıasynan 100 ese úlken. Jer betinde únemi jel soǵady: azdaǵan jeńil lepten bastap, orasan zor zıan ákeletin daýyoǵa deıin. Bizdiń elimizde soǵyp turǵan jel respýblıkamyzǵa qajet elektr energıasyn óndirýge shamasy bar. Jerdiń jel energıasy 1200 GVt, biraq jenrdiń ár túrli aımaǵynda jel energıasyn paıdalaný múmkindigi ár túrli. Jel energıasyn múmkindiginshe elektr energıasyna aınaldyrý úshin jer betinen 20 - 30 m bıiktiktegi jeldiń aǵynyń jyldamdyǵy úlken bolý kerek. Mysaly: ortasha jyldyq qýaty 500 Vt/m2 bolatyn jel qondyrǵysynyń osy qýattyń 75 paıyzǵa ǵana elektr energıasyna aınalady (jáne jeldiń jyldamdyǵy 7 m/s bolý kerke). Jel aǵynyndaǵy energıa, jeldiń jyldamdyǵynyń kýbyna týra proporsıonal. Biraq ta ıdeal mashınanyń ózi jel energıasyn túgel paıdaǵa jarata almaıdy.
Teorıa júzinde jel energıasyn paıdalaný koefısıenti (PÁK) 59,3 % artyq bolmaıdy. Al is júzinde bul kofısıent 50 %, biraqbul kórsetkishtiń ózi, eger jeldiń jyldamdyǵy jobada kórsetilgen optımal jyldamdyqta teń bolsa ǵana. Osynyń bárin eskergende jyl boıyndaǵy elektr energıasyn alý jel energıasynyń 15 – 30 % ǵana quraıdy.
Soǵan qaramastan adamdar erte zamannan beri jel energıasyn iske jaratqan. Oǵan mysal retinde joǵaryda aıtylǵan jelkendi keme men jel dıirmenderi bola alady.
Jel elektr stansıasy SSSR-de 1923 jyly Kýrsk mańaıynda salyndy. 1930 jyly Qyrymda qýaty 100 kVt JES salynda.
Shet elderde jel energıasyn qoldaný úlken tabystarǵa jetken. Fransıa, Danıada JES qýattary 1 MVt-tan asady. Eń qýattysy JES AQSH – ta. Onyń qýaty 4 MVt. Am erıka jaman gazdardyń shyǵýyn 2050 jylǵa deıin 60 % kemitýdi josparlap otyr. Olar 2030 jylǵa deıin shyǵarylatyn elektr energıasynyń 20 % jel energıasy bolady degen boljam jasaǵan.
Evropanyń 10 iri bankisi jáne jeke ınvestorlar jel energıasyn alýdy qarjylandyrady. Bunda kóbinese JES turaqty tok alatyn elektr stansıalary.
Jel dóńgelegi elektr togynyń generatory dınamomashınany iske qosady, al ol paralel qosylǵan akýmýlátordy zarádtaıdy. Akýmýlátorlyq batareıa generatordyń klemmalaryndaǵy kerneý akýmýlátordyń klemmalaryndaǵykerneýden úlken bolǵan avtomatty túrde ajyratylady.
Eki jyldan beri Qazaqstan BUU baǵdarlamasyna birlesken jel qýatyn paıdalaný jobasyn oryndatýǵa kiristi. Qazaqstandaǵy energıa kózderi 8 mlrd. kVt/saǵ energıa shyǵarady. Jel qýatyn paıdalansa jylyna 1,8 trln kVt/saǵ óndirýge bolady eken. Jobanyń birinshi kezeńin iske asyrýǵa ǵalamdyq ekologıalyq qor respýblıkaǵa 2,5 mln. AQSH dollaryn berdi. Jekelengen ınvestorlar buǵan 4 mln. AQSH dollaryn qosty. Ótken jyly baǵdarlamanyń daıyndyq kezeńi aıaqtaldy. Respýblıkanyń ońtústik shyǵysynda shamamen 5 MVt elektr qýatyn shyǵaratyn tuńǵysh jel dıirmeni ornatý josparlandy. Almaty oblysynda Jońǵar Alataýyna salynatyn bul jel dıirmenine úlken úmit artylýda. Óıtkeni jyldyń tórt mezgilinde kúshti jel dıirmen ornatylmaqshy. Keleshekte sany 100 dıirmenge jetpekshi.
Ońtústik Qazaqstan oblysynda 2 jel elektrqondyrǵysynyń montajy jasalyp aıaqtaldy (2004 jyl, qazan aıy). Montajdy Indıa jáne Qazaqstandyq mamandar júrgizgen (Ketaý qalasynyń janyndaǵy Qotyrbulaq degen jerde). Árbir qondyrǵynyń baǵasy 150 000 dollar. Osy qondyrǵylar arqyly 6,1 km jerge Kentaýǵa elektr energıasy jetkiziledi. Eger osy qondyrǵylardyń jumysy rentabeldi bolsa, ondaı qondyrǵylar basqa da jerlerge qoıylmaqshy.
Dúnıe júzi ońaı ári arzan qýat kózderin izdestirgen zamanda óz elimizdiń resýrstaryn utymdy paıdalanǵan jón. Tipti jel dıirmeniniń agregattaryn óz elimizde jobalap qurastyryp shyǵarýǵa da bolady.
Jer betindegi jel energoqurylǵylardyń kemshilikteri:
1. Jel únemi soqpaıdy. Sondyqtan, generator birqalypsyz jumys isteıdi. Toktyń jıiligi de ózgerip otyrady. Tokty birqalypty ózgertý úshin akýmýlátor qoldanylady, biraq bul qymbatqa túsedi jáne effektiligi óte az. Keı kezde jeldiń jyldamdyǵy qajet jyldamdyqtan az, keıde kóp bolyp ketedi.
2. Jel agregattarynyń qýaty eń úlkeni 4 MVt, al únemi qoldanylatynynyń qýaty 200-250 kVt. Osyndaı az qýattyń ózinde onyń alyp jatatyn orny úlken bolady. Mysaly «Sokol» jel agregaty (R=4 kVt) machtasynyń bıiktigi 101 m, rotorynyń dıametri 12 m. «Grovıan» (Germanıada, qýaty 3 MVt) qondyrǵynyń rotory 100 m, al bıiktigi 30 qabatty úıdiń bıiktiginen úlken, massasy birneshe tonna.
3. Qýaty 4 MVt atom elektor stansıasyn almastyrý úshin 4myńǵa jýyq «Grovıan» agregaty qajet eken. Jeldiń ózi tegin bolsa da, beretin elektr energıasynyń quny qymbat bolyp shyǵady.
4. JES alyp jatatyn orny óte úlken, birneshe myń ga. Jumys kezinde úlken shý jáne jıiligi 16 Gs ınfradybys shyǵarady. Ol adam organızimine, sonymen qatar ańdar men qustarǵa úlken áser etedi. Sol jerdiń ekologıalyq jaǵdaıyn nasharlatady.
Jer betinen bıikke ornalasqan jel qondyrǵylary
Jer betindegi soǵatyn jeldi paıdalanatyn jel dıirmeniniń kóptegen kemshilikteri joǵaryda aıtyldy. Sol sebepten jerdiń betinen úlken bıiktikte soǵatyn jel energıasyn paıdalaný tıimdi.
Jel dvıgateliniń qýaty jeldiń jyldamdyǵynyń ύ3 táýeldi. Jerdiń betindegi ondaǵan metr bıiktikte jyldamdyq 5-6 m/s jetedi.
Al troposfera qabatynda jel óte kúshti soǵady jáne turaqty.
Mysaly 4,5 km bıiktikte ύ =20m/s. al 10-20 km-de ύ=40m/s. Sol sebepten qýatty kóbeıtý úshin jer betindegi kóptegen jel qondyrǵylardy bıikke kóterilgen bir jel qondyrǵysymen almastyrýǵa bolady.
Ol úshin aınalatyn jel dóńgelegi rotordy óte bıikke, turaqty jel soǵatyn bıiktikke ornalastyrý qajet. Ol jeldiń baǵytymen aınalý baǵytyn da ózgerte alatyn bolý kerek. Bıiktigi 10 km-ge deıin jetkizýge bolady. Eń mańyzdy jáne kúrdeli jerijeldiń mehanıkalyq energıasyn jerdegi elektr generatoryna jetkizý. Ol úshin jańa materıaldan jasalǵan trostar paıdalanady. Ol tásil jer betindegi qondyrǵylardyń kemshilikterin qaıtalamaıdy. Ol:
• 100 MVt qýatqa deıin alýǵa bolady. Sebebi jyldamdyq úlken, oǵan qosa arzan túsedi.
• Bıikte turǵyndyqtan qýat turaqty, sebebi únemi jel soǵady.
• Shýy estilmeıtin, sebebi bıikte tur. Ornalasqan jerdegi landshafty buzbaıdy. Sol sebepti úlken qalanyń qasyna ornalastyrýǵa bolady. Iaǵnı, energıany tasymaldaýǵa ketetin qarjy únemdeledi.
Sonymen qatar buǵan qarsy turatyn pikirler de bolýy múmkin. Ol eń birinshi rotordan mehanıkalyq energıany jerdegi elektrgeneratoryna jetkizetin trostyń salmaǵy. Qazirgi kezde shyǵyp jatqan ózi arzan, ózi jeńil jasandy talshyqtardan jasalǵan trostardy paıdalanýǵa bolady. Osy trostar bolattan 30-100 ese berik jáne 3 ese jeńil. Jáne sozylýǵa shydaýy bolattan 3-5 ese artyq. Qazir osyndaı materıaldan jasalǵan trostardy nanotrýbalar deıdi. Ol óte juqa kómirteginiń talshyqtarynan jasalǵan. Osy nanotrýbalar hımıalyq reaksıalarǵa da, jylý áserine de shydamdy.
Generatordyń ózi jerde bolǵandyqtan, ony paıdalaný, jóndeý yńǵaıly bolady. Qalanyń mańaıynda ornalasqandyqtan joǵary vóltti jelilerdiń qajeti joq, ustaǵysh baǵanalardyń da qajeti bolmaıdy, sol sebepten alynǵan energıa arzanǵa túsedi.
2. İske qosý, júrgizý, baqylaý, basqarý problemalary
Qondyrǵyny qajet bıiktikke kóteri qıyn jumys emes. Eger jeldiń jyldamdyǵy 2-3 m/s bolsa, qajet qondyrǵyny jerden jel ózi kótere bastaıdy. Al egerde qondyrǵy múlde kóterilmese, onda ony ońaı gelııge toltyrýǵa bolady. Sol kezde ol ózi de aýaǵa ushyp ketedi.
Rotordy aınaldyrý ol generator arqyly iske asady. Al aınalý jyldamdyǵy azdary ózderi aınala bastaıdy. Qýatty retteý rotordyń qalaqshalaryn jelge qatysty ár túrli burýlar arqyly iske asady. Al ol stabılızator arqyly oryndalady.
Bıktigi trostyń uzyndyǵy arqyly retteledi. Negizgi trosta jeldiń jyldamdyǵy anyqtaıtyn dachıkter bolý kerek. Sol arqyly qajet bıiktik retteledi.
Eger jeldiń jyldamdyǵy 0 bolyp qalsa, (ondaı jaǵdaı óte sırek, yqtımaldyǵy 0,001) onda qondyrǵyny aýa balony arqyly (dırıjabl sıaqty) ustap turýǵa bolady nemese jerdegi generator arqyly propellerdi aınaldyrýǵa bolady. Qatty jeldiń áserin jerde ornatylǵan ınersıaly mahovık arqyly retteýge bolady. Iaǵnı, ony jyldamdyǵy tómenirek bıiktikke túsirýge bolady.
Usynylǵan qondyrǵynyń artyqshylyǵy:
• Jer ústindegi qondyrǵymen salystyrǵanda ólshemderin úlkeıtip alý arqyly qýatyn arttyrýǵa bolady.
• Osy qondyrǵyny 100 m-den 14 km-ge deıin ornastyrýǵa bolady. Osy bıiktiktegi jel jyldamdyǵy jer betindegiden 3-4 ese úlken jáne turaqty.
• Jyldamdyq úsh ese artsa, qýaty 27 ese artady N~ύ3.
• Generator jerde ornalasady. Sebebi alynatyn qýat óte úlken, (12,5-20 MVt) ondaı qýattaǵy generatordyń massasy 10 tonnaǵa jetedi.
Eń bir utymdy jeri mehanıkalyq energıany elektr energıasyna aınaldyrý úshin qajet talshyqty tros. Onyń tyǵyzdyǵy 1800 kg/m3. Mysaly, eger kabel mystan jasalsa, 10 km (2 ese uzyn) bıiktikke qosatyn kabeldiń massasy 89360 t, osyndaı uzyndyqtaǵy nanotrýbanyń massasy 3,33 t. Ol 27000 ese jeńil.
Eń bir utymdy jeri mehanıkalyq energıany elektr energıasyna aınaldyrý úshin qajet talshyqty tros. Onyń tyǵyzdyǵy 1800 kg/m3. Mysaly, eger kabel mystan jasalsa, 10 km (2 ese uzyn) bıiktikke qosatyn kabeldiń massasy 89360 t, osyndaı uzyndyqtaǵy nanotrýbanyń massasy 3,33 t. Ol 27000 ese jeńil.
Joǵary bıiktikte ornalasqan trosty týrbınanyń jel energetıkalyq qondyrǵysy
1 – rotor (týrbına)
2 – qanat
3 – mehanıkalyq energıany tasymaldaý sıstemasy
4 – genetor
5 – rettegish (stabılızator)
6 – qalaqshalar
7 – tartqysh (rastájka)
8 – dachıkter
9 – propeller
Rotordyń qalaqshalary eki tros arqyly bekitilgen. Soqqan jel, qalaqshalardy aınaldyrady, óziniń ornyqtylyǵyn jáne bıiktikte bolýyn qanat jáne stabılızator arqyly júzege asyrady. Rotordyń mehanıkalyq energıasy elektrgeneratoryna tasymaldaý sıstemasy arqyly beriledi.
Osy jel qondyrǵysyn N =1 km bıiktikke ornalastyrýǵa bolady. Osy bıiktiktegi jeldiń jyldamdyǵy 13 m/s. Al rotordyń aınaldyratyn jel aǵynynyń qýaty N =1/2*ύ3S*ρ*cosα formýlasyna táýeldi.
Bundaǵy ύ - jeldiń jyldamdyǵy, S – rotordyń aýdany, ρ – aýanyń tyǵyzdyǵy, sonda N~(13m/s)3. α =20°.
Eger rotordyń aýdany 50000 m2, ρ=1,225kg/ m3 bolsa, 1 km bıiktikte N~0,5*50000*1,225*0,94≈63MVt. Eger osynyń 20% elektr energıasyna aınalsa, onda paıdaly qýat Npaı=12,5 MVt. Bul qýat150000 adamy bar qalany energıamen tolyq qamtamasyz etedi.
Aýdandy 4 ese jáne bıiktikti biraz arttyrdyq delik. Jeldiń jyldamdyǵyn arttyrý arqyly 75 MVt qýaty bar 1 mln-nan asatyn halqy bar úlken qalany túgel elektr energıasymen qamtamasyz etýge bolady.
Qoldanylǵan ádebıetter tizimi
1. V.V.Volodın, P.M.Hazanovskıı «Energıa, vek dvadsat pervyı» Moskva, ızdatelstvo «Detskaıa lıteratýra» , 1989 god. Str. 59-69
2. B.N.Bırúkov «Ot vodánogo kolesa do kvantovogo ýskorıtelá» Moskva, ızdatelstvo «Mashınostroenıe», 1990 god. Str 10-15.
3. Sh.Q.Bıbolov «Oqýshy anyqtamasy: Fızıka» Almaty, «Arman –PV» baspasy, 2005 jyl
4. A.Goldın «Okeany Energıı» Per. S angl. I.Bocharovoı, Moskva, ızdatelstvo «Znanıe», 1983god str 25-30
5. L.S.Iýdasın «Energetıka problemy ı nadejdy» Moskva, ızdatelstvo «Prosveshenıe», 1990 god. Str. 37-45.
6. Tleýov T. «Ispolzovanıe netradısıonnyh ı vozobnovláemyh ıstochnıkov energıı dlá energosnabjenıa selskohozáıstvennyh obektov Kazahstana» Almaty, ızdatelstvo «bilim», 1995 god. Str. 49.
7. Neporojnıı P.S., Popkov V.I. «Energetıcheskıe resýrsy mıra» Moskva, ızdatelstvo «Energoatomızdat», 1995 god.
O.Turmaǵanbetuly atyndaǵy Jańaózen munaı jáne gaz koleji
Arnaıy pán oqytýshy
Kenesova Aıgýl
You Might Also Like
-
Jer betinde qansha ult bolsa, sonsha ulttyq erekshelik, dástúr bar. Ár halyqtyń týa bitken bolmysyna, ómir keshý jaǵdaıyna qaraı qalyptasqan osy dástúrlerdiń tozyǵyn ýaqyt ózi ekshep, ozyǵyn el kádesine...
-
«Prezıdentimiz N.Nazarbaev «Qazaqstan-2050» Strategıasynda atap ótkendeı, «kómirsýtegi shıkizatynyń naryǵynda iri oıynshy bolyp qala otyryp, biz energıanyń balamaly túrlerin ó...
