Күн энергиясының зерттелуі

 

22

 

 

1945  жылы  мен  1959  жылы  аралығында  келесі  аса  қажетті  "күн  үйі" 

салынды: Колорадодағы Булдердің үйі, архитекторы Г.Леф (1945 жылы); №2 

Массачусетсктің  технологиялық  институтының  "күн  үйі",  архитекторы 

Х.Хоттел (1947 жылы); Массачусетсктегі "күн үйі" Довер үйі, архитекторлары 

Телкас,  Раймонд,  Пибоди  (1948  жылы);  №3  Массачусетск  технологиялық 

институтының  "күн  үйі",  архитекторы  Х.Хоттел  (1949  жылы);  Нью-

Мексиканың  ұлттық  колледжіндегі  үй  (1953  жылы),  архитекторы  Л. 

Гарденшир;  Лефевра  "күн  үйі",  архитекторы  Х.Лефевр  (1954  жылы); 

Амододағы  үй,  Аризона,  архитекторлары  Денован,  Раймонд,  Балисс  (1954 

жылы);  Торонто  университетіндегі  үй,  архитекторы  Е.  Алькут  (1956  жылы); 

Альберкверктегі  офис  "күн  үйі",  архитекторлары  Х.  Бриджерс,  Д.  Пакстон 

(1956 жылы); Токиодағы "күн үйі", архитекторы М. Янагимачи (1956 жылы); 

Бристолдағы  "күн  үйі"  (Англия),  архитекторы  Л.  Гарднер  (1956  жылы); 

Англиядағы  Рикмансворс  үйі,  архитекторы  архитекторы  Е.Куртис  (1956 

жылы);  №4  Массачусетск  технологиялық  институтының  "күн  үйі", 

архитекторы 

Х.Хоттел 

(1958 

жылы); 

Бенедикт-Каньонындағы 

үй, 

архитекторы Р. Уайт (1958 жылы) Касабланкадағы "күн үйі", архитекторлары 

К-Шоу және Асе (1958 жылы); Нагойядағы "күн үйі", Жапония, архитекторы 

Яначимачи  (1958  жылы);  Колорадодағы  Денвердің  үйі,  архитекторы  Г.  Леф 

(1959  жылы);  Пристонск  университетінің  үйі,  архитекторы  А.  Ольгия  (1959 

жылы);  Туксондағы  офис  "күн  үйі",  архитекторы  Р.Блисс  (1959  жылы);  №1 

Томасонның "күн үйі", архитекторы А.Томасон (1959 жылы). 

Енді бұл "күн үйлері" архитектура тарихына жатады. Олар эстетикалық 

сапасы үшін емес, солардың негізінде жаңа қызықты техникалық жаңа дүние 

жасалуда. Қазіргі заманда сол бұрынғы қарапайым дүниеден үй құрылысының 

типі бойынша жаңа үйлер салынуда. Алғашқы әдістердің ішіндегі ең маңызды 

ойлап шығарылған зат-күн элементі болды. Күн элементі "Белл Телефон" атты 

компанияның лабораториясында Нью-Йоркте 1954 жылы ойлап табылған. 

Бұл  ойлап  табылған  зат  күн  энергиясын  тікелей  электр  энергиясына 

айналдыруға  мүмкіндік  берді.  Көп  ұзамай  ол  тек  космоста  ұшу  үшін  ғана 

емес,  сонымен  қатар,  күнделікті  өмірдегі  мақсаттарда  да  қолдануға 

экономикалық жағынан да тиімді болды. 1957 жылдың наурызында Аризона 

штатында  Феникс  қаласында  бірінші  архитектуралық  "Күнмен  бірге  өмір" 

атты  конкурс  өтті.  Осы  конкурсқа  1400-ге  жуық  архитекторлар  қатысты. 

Миннеаполистан  келген  Питер  Р.Ли  бірінші  сыйлыққа  ие  болды.  Оның 

проектісі  1958  жылы  жүзеге  асырылды  (AFASEФеникстегі  күн  үйі, 

архитекторлары Питер Р.Ли және Л.Гарденшир). 

1958  жылы  мұнайдың  бағасы  арзандау  салдарынан  күн  энергиясын 

қолдану қарқыны төмендеді, бірақ тоқтамады. 

1961  жылы  ООН  Римде  "Энергияның  жаңа  көздері"  атты  маңызды 

конференцияны ұйымдастырды. Күндік және геотермиялық энергия және жел 

энергиясы  атты  250  дискуссиялық  семинарларға  ,  бүкіл  әлемнің  30  елінен 

келген  бірнеше  жүз  ғалымдары  қатысты  (  жаңа  энергия  көздері  атты  ООН 

конференциясы).  Күн  энергиясын  қолданатын  барлық  аумақты  қамтитын 

 

23

 

 

қызықты  сурет  көрмесін  Франция,  Италия,  Израиль  және  Жаңа  Зеландия 

ұйымдастырылды.  1961  жылдың  қыркүйегінді  Грецияда  күн  энергиясына 

арналған  симпозиум  өтті.  Осы  жиналыстардың  арқасында  машықтық 

қорытындыға қол жеткізе алдық, әсіресе, күн энергиясын қолдануды қыздыру 

арқылы [11]. 

 

1.4 Күн энергиясының потенциалы 

 

Күн  энергиясы  энергияның  басқа  түрлерімен  салыстырғанда  тек  өзіне 

тән  ерекшеліктерге ие: экологиялық таза, басқарылы алады, адамзат қолдана 

алатын  энергия  көздерінен  мың  есе  артық,  іс  жүзінде  сарқылмайды.  Жердің 

бір  жылда  күн  сәуле  шығару  энергиясынан  алатын  энергия,  әлемдік  өндіріс 

энергия дәрежесінен 20 000 рет асып түседі. Маңызды кедергілердің бірі күн 

радиациясының қарқындылығы төмен. 

Тіптен ең жақсы атмосфералық жағдайдың ( оңтүстік кеңдіктерде және 

ашық  аспанда)  өзінде  күн  радиациясының  қарқындылығы  бір  жылда  орташа 

есеппен  250  Вт/

 

 

-тан 

аспайды.  Сондықтан,  күн  радиациясының 

коллекторының 1Р бір жылда энергия "жинауы" үшін, 130 мың 

  

 

  ауданнан 

кем  емес  территорияда,  ал  45-4ºС/ш  кеңдікке  200  мың 

  

 

      орналастыру 

керек. 

Дәстүрлі  энергетика  шикізатпен  байланысқан,  оның  бағасы  ,  сұраныс 

пен  биржа  саудасында  анықталады.  Бұл  байланыс  нарықтық  конъюнктура 

шикізат  заттарға  ұсынылған  бағаның  тым  жоғары  құбылмалылығына  әкеліп 

соғады. Соңғы бес жыл көрсеткендей, көмір-сутегінің фьючерс бағасы төмен 

түсуі немесе бірнеше рет бір жылдың ішінде өсуі мүмкін. 

2009 жылы көмір-сутекті ресурстардың бағасы аса жоғары болуы, әлем 

экономика рецессиясының себебі болған. Ал, күн энергиясы шикізатты қажет 

етпейді, 

сондықтанда 

оның 

өндіретін 

электр 

энергиясынарқтық 

құбылмалылыққа  тәуелді  емес.  Бұл  фотовольтаиканы  кең  таратсақ,  әлемдік 

экономиканы тұрақты етеді деген сөз. 

Табиғи  ресурстарды  әркелкі  етіп  бөлінуі  тарихи  кезден  бастап 

политикалық  және  әскери  ұрыстардыңкөзі  болған.  Ал,  фотовольтаика 

болса,шексіз,  тегін  және  қол  жетімді  энергия  түрі-күннің  сәуле  шығаруын 

қолданады.  Яғни,  бұл  геополитикалық  ойындардың  ең  негізгі  мақсаты- 

ресурстарды  басқару-актуальды  болуын  тоқтатады.  Территориясында 

қазылатын отын запасы жоқ, гидроэнергетиканы дамытуға қажетті өзені жоқ 

елдер табиғи ресурстарға бай елдермен тең болады. 

Сонымен, күн энергетикасы әлемдік политика плюрализациясына және 

халықаралық гармониялық қарым-қатынасты түзуге өз үлесін қосады. 

Фотовольтаика  электр  энергетиканың  қоршаған  ортаға  ешқандай  зиян 

әкелмейтін  бағыт  деп  аталына  алады.  Жылу  электр  станциясында  жұмыс 

кезінде 

  

 

    эмиссиясы  жүретін  Күн  электр  станциясы  жылу  электр 

станциясына  қарағанда,  жұмыс  кезінде     

  

 

  эмиссиясы  жүрмейді  және 

климатты  өзгертетін  парник  газдардың  көзі  болып  табылмайды.  Сонымен 

 

24

 

 

қатар,  фотоэлектр  станцияларына  шикізат  қажет  емес.  Шикізатты  табу  және 

оны  тасымалдау  қоршаған  ортаның  бұлғауына  әрқашан  әкеліп  соғады. 

Фотовольтаика  тек  сарқылатын  энергетикамен  салыстырғанда  ғана 

экологиялық басымдылыққа ие емес. Сонымен қатар, гидроэлектр станцияны 

салу  үшін  су  қорларын  соғу  керек,  ол  үшін  жер  қазылуы  керек,  өрістегіш 

балықтардың  уылдырық  шашатын  жерлерін  жабатын  бөгет  салынуы  керек. 

Ал,  жел  генераторларының  энергиясын  кеңінен  қолдану,  яғни  ауада 

қозғалатын  массалардың  кинетикалық  энергиясымен  жұмыс  істеуші.  Ол  жел 

раушандарының өзгерісіне әкеледі, яғни, бүкіл сол жердің ауа рай-климаттық 

шартына  әсер  етеді.  Күн  энергетикасының  дамуы  экологиялық  зиян  әкелуі 

мүмкін, егер де күн электр станциясының салынуына бөлінген жердің шөптік 

жамылғысы  жойылған  кезде.  Бірақ  бұл  зиянды  белгілі  заңдардың 

қабылдануымен жоюға болады.  

Фотовольтаика  энергетикадағы  тез  дамушы  сала  болды.  2010  жылы 

фотоэлектрлік  нарық  130  %  өсімді  көрсетті.  Еуропа  нарығында  фотоэлектр 

дәстүрлі  электр  энергетика  бағытын  ығыстыруда:  электр  станцияға  кіретін 

қуат қосындысымен фотовольтаика көмір, атом және гидроэнергетикадан алға 

шықты. 

Соған 

қарамастан, 

әлемдік 

отын-энергетикалық 

балансында 

фотоэлектрдің  бөлігі  әлі  де  аз  аз.  2011  жылдың  аяғында  күн  электр 

станциясының  торабына  қосылған  қуат  80  ТВт-сағ.  Электр  энергиясын  жыл 

сайын тасымалдауға мүмкіндік береді. 

Бұл  күн  энергетикасы  үлкен  өсу  потенциалына  ие  деген  сөз.  Мұны 

түсіндіру  үщін қарапайым  есептеу  келтірсек болды.  Қуаты  1  МВткүн  электр 

станциясы  1-2  гектар  жерді  алып  жатыр.  Экватор  линиясында  орналасқан 

аудандарда, мұндай электр станция 2 ГВт-с бір заттың электр энергетикасына 

қажеттілігін  қамтамасыз  ету  үшін  100  мың  квадрат  километр  жеткілікті 

болатын  еді.  Салыстыру  үшін:  100 000 

  

 

  -  бұл  Сахара  шөлінің  ауданынан  

1,5%-ға кіші. 

Сонымен,  қазіргі  заманның  өзінде  адамзат  өңделмейтін  жерлерге, 

әлемдік  экономиканың  электр  энергияға  деген  қажеттілігін  толығымен 

қанағаттандыратын  күн  электр  станциясын  салуы  үшін  техникалық 

потенциалға ие[4]. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

2 Қазақстан Республикасында күн энергиясының игерілуі 

 

 

Әлемнің көпшілік елдерінде үйдің үстіне және ғимараттың қабырғасына 

түсетін  күн  энергиясы,  осы  үйлерде  тұратын  тұрғындардың  бір  жылда 

тұтынатын  энергиясынан  көп  болып  келеді.  Күннің  шуағы  мен  жылуын 

қолдану-бұл  бізге  қажетті  энергияның  барлық  түрін  алуға  болатын  таза, 

қарапайым  және  табиғи  тәсіл.  Күн  коллекторларының  көмегімен  тұрғын 

үйлер  мен  коммерциялық  ғимараттарды  жылытуға  болады  немесе  оларды 

жылу сумен қамтамасыз етуге болады. Күн шуағын параболалық айналардың 

концентрациясы  арқылы  (рефлекторларды)  жылу  алу  үшін  қолданады 

(бірнеше  мың  градус  Цельсия  температурасымен).  Оны  электр  энергияны 

өңдіру  үшін  немесе  қыздыру  үшін  де  қолдануға  болады.  Одан  басқа,  Күннің 

көмегімен  энергияны  ала  алатын  тағы  да  бір  жол  бар-фотоэлектрлік 

технология.  Фотоэлектрлік  элементі  –  бұл  күн  радиациясын  тікелей  электр 

энергиясына түрлендіретін құрылғы. 

Активті  және  пассивті  деп  аталатын  күн  жүйесін  қолдану  арқылы  күн 

радиациясын  қажетті  энергияға  түрлендіре  алады.  Активті  күн  жүйесіне  күн 

коллекторлары мен фотоэлектрлік элементтер жатады. 

Ал,  пассивті  жүйені  Күн  энергиясынан  максималды  қолдану  үшін, 

ғимараттарды  жобалаудың  көмегімен  және  құрылыс  материалдарды  таңдап 

алады. 

Күн  энергиясын  пайдалы  энергияға  жанама  жолмен  де  айналдыра 

аламыз. Ол үшін ол басқа энергия түрлеріне түрленеді. Мысалы: биомасса, су 

және  жел  энергиясына.  Жердегі  ауа  райы  Күн  энергиясын  "басқарады".  Күн 

радиациясының көп бөлігін теңіздермен, мұхиттар жұтып отырады. Олардағы 

су  қызады  да  жоғалады және  олар  жаңбыр  түрінде  жерге қайтадан  түседі  де 

гидроэлектр  станцияны  "тамақтандырады  ".  Жел  турбинасына  қажет  жел, 

ауаның  біркелкі  емес  қыздырылуынан  пайда  болады.  Күн  энергиясының 

көмегімен  пайда  болатын  басқа  сарқылмайтын  энергия  көзіне  жататын 

категория  –  биомасса.  Жасыл  өсімдіктер  күн  сәулесін  жұтып  алады  да 

фотосинтездің  арқасында  органикалық  зат  түзіледі.  Соңында  олардан  жылу 

және  электр  энергиясын  алуға  болады.  Осылайша,  жел,  су  және  биомасса 

энергиясы туынды күн энергиясы болып табылады. 

Күн зор мөлшерде энергия береді. Солардың біреуін біз физиологиялық 

өзгешелігімізге қолданамыз. Соған қарамастан миллиардтаған мегаватт біздің 

қасымыздан бос өтіп, қараңғы батқан әр кеш сайын жоқ болып кетеді. 

Әлі  келер  болашақта  адамзат,  тегін  күн  энергиясынан  максимальды 

пайда  табуды  үйренеді.  Әзірге  мұны  жасайтын  технологиялар  әлі  де  даму 

үстінде.  Дәл  қазір  күн  энергиясын  пайдалансақ  көп  пайдаға  кеңелетінімізді 

білеміз. Күн электр торабының негізгі артықшылықтары: 

1)  Уақыт  шексіздігі.  Жақын  бірнеше  миллион  жыл  ішінде  әйтеуір  Күн 

сөңбейді.  Соған  орай,  "күннің  шикізаты"  Жерге  түсуі  тоқтайды  немесе  оны 

біреу жауып тастайды немесе өшіріп тастайды деген қауіп жоқ. 

 

26

 

 

 

 

 

2.1 сурет – Күн батареяларын қолдану арқылы тұрмыстық жағдайда күн 

энергиясын алу 

 

2) Санының шексіздігі. Ешкім адамға күн сәулесін  мыңанша қолдануға 

болады деп айта алмайды, әркім оны қанша қолданғысы келсе сонша қолдана 

алады. Тіпті, барлық адам көп мөлшерде күн энергиясын қолданып, оны өзіне 

кейінге сақтаса да, бұл ештене өзгертпейді – аккумуляторларды зарядтауға да, 

жағажайда демалуға да жетеді. 

3)  Қолдануға  шектеу  қойылмаса,  онда  неге  артығын  сатпасқа?  Кейбір 

адамдар  осылай  істеуде.  Мысалы,  жеке  елдерде  жергілікті  электрмен 

жабдықтаушы компаниялармен келісімге отырып, оған қолма-қол ақша үшін 

немесе кредит төлемақысы үшін электр энергиясын әкеліп тұруға болады.  

4) Электр энергия – қымбатляззат. Онсыз өмір сүре алмайсын, сонымен 

қатар, ол үшін аз ақша да төлемейсін. Электр энергиясына жанұя бюджетінің 

уштен бір бөлігін (немесе одан да көп) экономдасақ, өмір сүру одан да оңай 

болушы еді. 

5) Сонымен қатар, күнделікті тұрмыс қажеттілік жұмыстарын тегін күн 

сәулесіне  ауыстыруға  болады.  Бензин,  ағаш,  көмір,  газды  қолданудан  бас 

тарту керек. Ал, жылыту, сумен қамтамасыз ету, кондиционер, ыстық су мен 

автокөлікпен  жүруге  шусыз  және  экологиялық  таза  электр  энергия  жауап 

берсін. 

6) Географиялық тұрғыдан қол жетімділік. Күн әлемнің әр бұрышын әр 

түрлі  сәулелендіреді. Бір жерде жарық және ұзағырақ, ал кей жерде көмескі 

және  азырақ.  Бірақ  жерге  күннің  сәулесі  түспейтін  жер  жоқ.  Сым  арқылы 

электрмен жабдықталған аймақ өте аз. Сондықтан, ғаламшарды миллиондаған 

километр  "алмас  жіптермен"  орғанша,  кішігірім  күн  батарея  қондырғысын 

орнатқан оңайырақ емес па?-тіпті қол жетуі қиын жерге де. 

 

27

 

 

7)  Табиғатты  сақтау.  Пеш  жақпай-ақ,  тағы  да  "Чернобыль"  мен 

"Фукусимоларды"  салмай-ақ,  көмірді  жақпай-ақ,  мазут  пен  газ  жақпай-ақ, 

орманды  кеспесек,  мұнай  алмай-ақ  қойсақ  болады.  Осыншама  күш  жұмсап, 

ана-ғаламшарымызды  құрту  не  үшін  керек,  егер  аспанда  мәңгілік  және 

сарқылмайтын энергия көзі – Күн болса. 

 

 

 

2.2 сурет - Энергетикалық сұлба 

 

Бұл 

тек 

арман 

емес:  2020  жылға  дейін 

Еуропа 

өзінің 

электроэнергетикасының  15%-ын  күн  сәулесінен  алып  отырады.  Жыл  сайын 

адамзат, табиғат оған бергенін жақсырақ және қауіпсіз қолдануды үйренуде. 

Біздің ғаламшарымыз үшін күн басты энергия көзі болып табылады. Ол 

Жерді  жылытады,  өзендерді  қозғалысқа  әкеледі  және  желге  күшін 

хабарлайды. Адамзат үшін осы энергияны қолдануды үйрену маңызды. 

 

 

2.3 сурет - Күн энергиясының көмегімен қыздырылатын су 

қыздырғышы 

 

Тек  жазда  ғана  емес,  тіпті  күзбен  көктем  кезінде  де  күн  шуақты  ауа 

райында,  үйді  ыстық  сумен  еш  отын  шығынысыз  қамтамасыздандыруға 

болады. Ол үшін Күн энергиясын қабылдап алатын су қыздырғышты орнатса 

ғана  болды.  Оңтүстікке  жақын  болған  сайын,  осындай  қыздырғыштарды 

 

28

 

 

қолдану тиімдірек. Олар кең түрде Израильде қолданыста. Ол жақта 90 % үйге 

осындай қондырғы орнатылған. 

Күн  энергиясын  өндіріс  масштабында  электр  энергиясына  айналдыру 

үшін, қазір көбінесе б.з.д. III ғасырда әйгілі оқымысты Архимед Сиракузскпен 

ұсынған тәсілді қолдануда. Осы туралы византияның тарихшысы Цеци, өзінің 

"Тарихында"  былай  жазады:  "Римлік  кемелер  садақ  оғының  ұшу 

арақашықтығында  болғанда,  Архимед  алты  бұрышты  айнаны  қолдана 

бастады,  ол  кішігірім  төрт  бұрышты  айналардан  құралған  болатын.  Оны  ол 

топсалармен  металды  қақпашықтардың  көмегімен  қозғалтты.  Ол  осы 

айналарды  қысқы  және  жаздық  күн  линияларының  қиылысатын  жерінің 

ортасына орналастырды. Сондықтан, осы айнамен қабылданған күн сәулелері 

римликтердің  кемесіне  қаратылған  кезде,  ол  олардың  кемелерін  отқа  сонан 

соң күлге айналдырды". 

 

 

 

2.4 сурет - Күн энергиясын күн мұнаралы түрінің көмегімен алу 

 

Қазіргі  замандық  күн  электр  станциялары  осы  принципке  (Күн 

энергиясын  айналармен  жіберу)  сүйенген.  Бірнеше  мың  квадрат  метрге 

орналастырылған  айна,  Күннің  артынша  айналады.  Олар  күннен  шыққан 

сәулені  жылу  қабылдағыш  сыйымдылыққа  бұрады.  Сыйымдылық  ретінде 

көбінесе  су  болады.  Ары  қарай  кәдімгі  жылу  электр  станцияларындағыдай 

болады:  су  қыздырылады,  ол  қайнайды,  буға  айналады,  ол  турбинаны 

айналдырады,  ол  айналымды  генераторға  береді  және  ол  электр  энергиясын 

өңдіреді. 

Бірақтан  да,  Күн  энергиясын  күн  батареясын  қолдану  арқылы  тікелей 

электр энергияға айналдыруға болады. Оларды автокөліктердің үстіне, космос 

кемелерінің  қанатына,  тіпті  ұшақтарда  да  орнатуға  болады.  Голландиялық 

Херхюговард  қаласында  "Күн  қаласы"  атты  айдан  салынды.  Бұл  жердің 

үйлерінің  шатырының  барлығын  күн  панелімен  қаптаған.  Мұндай  үйлер 

өздерін электр энергиясымен қамтамасыз етті. 

 

29

 

 

Күнді транспорттарға да энергия көзі ретінде қолдануға болады. Барлық 

космос аппараттары автономды ұшу кезінде Күн энергиясы арқасында өздерін 

электр энергиясымен қамтамаыз етеді. Австралияда 19 жыл бойы Дарвин мен 

Аделаида  (3000  км)  қалаларының  аралығында  орналасқан  трасса  да  күн 

электромобильдерімен  жыл  сайын  жарыс  өткізіледі.  Нью-Йоркте  күн 

энергиясын тіпті қоқыс тазалаушылар қоқыс тасушының ішіндегісін нығыздау 

үшін қолданады. 

Күннің  сәулесінен  шыққан  энергиясы  арқылы  өңделген  энергия  2050 

жылы адамзаттың электр энергиясына 20 % қажеттілігін қамтамасыздандыра 

алады,  сонымен  қатар,  маңыздысы  көмірқышқыл  газын  атмосфераға 

тасымалын азайтады. 

Энергия  көздерінің  (көмір,  мұнай,  газ)  үштен  бір  бөлігін  біз  жылуға 

айналдырамыз:  энергияның  көп  бөлігі  бөлмелерді  жылыту  үшін  және  суды 

жылыту  үшін  қолданылады.  Климаттың  өзгеруі  және  сарқылатын  энергия 

көздері  жақын  оң  жылдықта  көрінерліктей  азаюы  және  оларға  деген 

тәуелділік біздің тез қимылдауымызға мәжбүр етуде. Күн энергиясын тұрғын 

үйлерде кең қолдануымыз қазірдің өзінде бұл мәселені шеше алатынымызды 

көрсетеді. Бұл тек жаңа стандарттарды құрылыс кезінде қолдануды ғана емес, 

сонымен қатар, үйде тұтынатын энергияны шұғыл қысқарту керек деген сөз. 

Үйдің қайта құрылысын қарап шығып, үлкен термиялық гелио жүйені қолдана 

отырып,  жылуға  кететін  шығынды  үштен  бір  немесе  төрттен  бір  бөлігіне 

дейін қысқартуға болады. 

Тек  осы  шарттардың  арқасында,  энергияның  қалған  қажеттілікті  өтеу 

үшін, шикізат болашақта жеткілікті болады. 

Күн энергиясын пассивті қолдану. 

Пассивті күн ғимараттары дегеніміз  – жергілікті климаттық шарттарды 

барынша  санаумен  қырастырылған  проект.  Ол  жақта  жылытуға  арналған 

материалдар мен сәйкесінше технология, ғимаратты суыту мен жарықтандыру 

үшін  Күн  энергиясы  қолданылады.  Оларға  оқшаулау,  терезенің  оңтүстігіне 

қаратылған көлемді едендер, дәстүрлі құрылыс материалдар мен материалдар 

жатады.  Мұндай  тұрғылықты  бөлмелер  кейбір  жағдайда  еш  шығынсыз 

салынады.  Басқа  жағдайда  құрылыс  кезінде  туындаған  шығындар 

энергошығынның  азаюымен  есесін  қайтарады.  Пассивті  күн  ғимараттары 

экологиялық  таза  болып  келеді.  Олар  энергетикалық  тәуелсізділікті  және 

болашаққа энергетикалық балансты жасауға септігін тигізеді. 

Пассивті  күн  жүйесінде  ғимараттың  құрылысына  құрастырылып 

салынған  жүйе  де  бар  (мысалы,  тас  салынған  жәшіктер  немесе  суға 

толтырылған  бөтелкелер  немесе  бактар).  Мұндай  жүйе  де  пассивті  күн 

энергиясына  жатқызылады.  Пассивті  күн  ғимараты-нағыз  өмір  сүруге 

арналған  орын.  Мұнда  табиғатпен  толықтай  байланыс  сезіледі,  көп  табиғи 

жарығы бар, көп электр энергия үнемделеді.  

 

 

30

 

 

 

 

2.5 сурет - Күн энергиясын пассивті қолдану 

 

Ғимаратты  жоспарлауға  жергілікті  климат  шарттары  мен  құрылыс 

материалдардың  қол  жетімділігінің  әсер  етуі  бұрыннан  қалыптасқан. 

Кейінірек,  адамзат  өзін  табиғаттан  бөліп,  өзінің  жолына  өзі  қожа  және  оны 

басқаратын болды. Бұл жол айтарлықтай барлық жерлерде бір типті ғимарат 

стиліне әкелді. Б.з. 100 ж. Тарихшы Кіші Плиний Солтүстік Италияда жазғы 

үй  соқты.  Бөлмелердің  біреуінің  терезесі  жұқа  слюдадан  жасалған.  Басқа 

бөлмелерге қарағанда бөлме қараңғы болды, бірақ оны жылыту үшін аз ағаш 

кетті.  Б.з.I-IV  ғасырларында  белгілі  рим  моншаларында  әдейі  ғимаратқа  көп 

күн  жылуы  түсуі  үшін,  оңтүстікке  шығатын  үлкен  терезе  орнатылған.  VI 

ғасырда  үйлердегі  және  көпшілік  ғимараттарда  күн  бөлмелері  танымал 

болғаны сонша, тіпті Джастиниан Коуд "күнге құқықты" еңгізді. Ол бойынша 

Күнге  жекешеленген  рұқсат  кепілдендірілді.  XIX  ғасырда  сәнді  өсімдік 

жапырақтарының  панасында  қыдырып  жүруге  арналған  жылыжайлар 

танымал болды. 

Екінші  дүние  жүзілік  соғыс  кезінде  1947  жылы  Америка  Құрама 

Штаттарындағы  электр  энергияның  шалыс  істеуінен,  электр  энергияны 

пассивті  қолданушы  ғимараттар  үлкен  сұранысқа  ие  болғаны  соншалық,  сол 

жылы  "Libbey-Owens-Ford  Glass  Company"  "Сіздің  күн  үйіңіз"  атты  кітапты 

басып шығарды. Онда 49 ең үздік күн ғимаратының жобалары ұсынылды. XX 

ғасырдың 50 жылдарының ортасында архитектор Франк Брайдджерс әлемдегі 

ең  бірінші  офиске  арналған  күн  ғимаратын  құрастырды.  Онда  ыстық  сумен 

қамтамасыздандыру  үшін  орналастырылған  күн  жүйесі  сол  уақыттан  бері 

үздіксіз  жұмыс  істеуде.  Бұл  "Брайдджерс-  Пэкстон"  ғимараты  елдің  ұлттық 

 

31

 

 

тарихи  тіркелімінде  әлемдегі  ең  бірінші  күн  энергиясымен  офис  ғимаратын 

жылытатын ғимарат ретінде еңгізілді. 

Екінші  дүние  жүзілік  соғыстан  кейін,  халықты  күн  ғимаратынан  және 

энерго  үнемділік  сұрағынан  мұнайдың  бағасы  түсуіне  назар  аудартты.  1990 

жылдың  ортасынан  бастап  нарық  экология  мен  қайта  қалпына  келетін 

энергияға  көзқарасын  өзгертті.  Құрылыста  болашақ  ғимараттарды  қоршаған 

ортамен байланыстыру үрдісі келеді. 

Активті күн энергиясын қолдану. 

Күн  энергиясын  активті  қолдану  күн  коллекторы  мен  күн  жүйесі 

арқылы жүзеге асырылады. 

Көптеген  күн  энергетика  жүйесінің  негізінде  күн  коллекторларын 

қолдану  жатыр.  Коллектор  Күннің  сәуле  энергиясын  жұтып,  оны  жылуға 

түрлендіреді. Ол жылу ұстап тұрғышқа (сұйықтыққа немесе ауаға) беріледі де, 

ғимараттарды  қыздыру  үшін,  суды  қайнату  үшін,  электр  энергиясын  бөлу 

үшін,  ауыл  шаруашылықтағы  тауарларды  кептіру  үшін  немесе  тамақты 

даярлауға  қолданылады.  Күн  коллекторларын  айтарлықтай  жылуды 

қолданатын барлық процесстерге қолданады. 1908 жылы күн коллекторларын 

жасап шығару жаңа сатыға көтерілді. 

"Carnegie  Steel  Company"  атты  америкалық  компаниядан  Вильям  Бейм 

жылуды  сақтайтын  корпуспен  мыс  түтіктен  тұратын  коллекторды  ойлап 

тапты. Бұл коллектор қазіргі заманғы термосифонды жүйеге ұқсаған.  

Бірінші  дүние  жүзілік  соғыстың  соңында  Бейли  4000  осындай 

коллекторларды сатты, ал одан иеқұжат сатып алған Флориданың бизнесмені 

1941 жылы 60 000-ға жуық коллектор сатты. 

Қарапайым  күн  коллекторлары  күн  энергиясының  радиациясын 

барынша  қабылдау  үшін,  қара  түске  боялған  ғимараттардың  шатырында 

орналастырылған  металл  тілімшесі  және  түтікше  модулі  күн  энергиясын 

жинайды.  Олар  айналы  және  пластмассалық  корпустың  ішіне  салынылып, 

барынша  күн  сәулесін  қабылдау  үшін  оңтүстікке  еңкейтілген.  Осылайша, 

коллектор  –  айналы  панельдің  астында  жылу  жинаушы,  кішігірім  жылыжай. 

Күннің  радиациясы  үстіңгі  қабат  бойынша  таралғандықтан,  коллектор  үлкен 

аймақты алуы керек. 

Күн  коллекторларын  қолдануына  байланысты,  әртүрлі  көлемі  мен 

конструкциясы  болады.  Олар  тұрмысқа  қажетті  кір  жууға,  тамақ  даярлауға 

және  жууға,  немесе  су  қыздырушыларға  алдын  ала  суды  қыздыру  үшін 

қолданылады. 

Қазіргі  уақытта  нарық  коллекторлардың  көптеген  әртүрлі  моделдерін 

ұсынуда. 

 

 

 

Біріктірілген коллекторлар. 

Күн коллекторларының қарапайым түрі – бұл "сыйымдылықты" немесе 

"термосифонды  коллектор".  Өз  атауын  жылу  аккумуляторлы  бак  болғаны 

 

32

 

 

үшін алған. Онда "бір рет қолданылатын" су мөлшері қайнатылып, сақталады. 

Мұндай  коллекторлар  алдын-ала  суды  қайнату  үшін  қолданылады.  Содан 

кейін,  ол  газды  колонкасы  сияқты  дәстүрлі  қондырғыларда  керекті 

температураға  дейін  қайнатылады.  Үй  тұрмыс  жағдайында  алдын-ала 

қайнатылған  су  жинағыш  бакқа  түседі.  Осы  үшін  оны  қайтадан  қайнатуға 

кететін  энергия  азаяды.  Мұндай  коллектор  –  активті  күндік  су  қайнатқыш 

жүйеде  қымбат  емес  таңдау.  Ол  қозғалтқыш  бөліктерді  (сорғышты) 

қолданбайды,  төмен  деңгейде  техникалық  қызмет  көрсетуді  талап  етеді, 

нөлдік пайдалану шығынымен.  

Жазық коллекторлар. 

Жазық  коллекторлар  –  ең  көп  таралған  күн  коллекторларының  түрі. 

Тұрмыста су қайнатуға және жылыту жүйесінде қолданылады. Бұл коллектор 

–  айнадан  немесе  пластмассадан  жасалған  жабқышы  бар,  онда  қара  түске  

боялған  абсорб  (жұтып  алушы)  тілімшесі  салынған  жылу  шығармайтын 

металл жәшік. 

Айнасы  ішкі  жағы  көрінетін  немесе  күңгірт  болуы  мүмкін.  Жазық 

коллекторларда  сәулені  ғана  кіргізетін,  аз  мөлшерде  темір  бар  айнадан 

тұратын  (коллекторға  түсетін  күн  сәулесінің  көпшілік  бөлігін  өткізеді)  – 

күңгіртті  қолданады.  Күн  сәулесі  жылуды  қабылдайтын  тілімше  арқылы 

кіреді, ол айнамен қапталғандықтан жылу шығыны төмендейді. Коллектордың 

түбі мен шеткі қабырғалары жылу шығармайтын материалмен қапталады, бұл 

жылу шығынын одан сайын азайтады. 

Жазық коллекторлар сұйық және ауалы болып бөлінеді. Коллектордың 

екі түрі де айнамен қапталған немесе қапталмаған болып бөлінеді. 

Күндік түтікшелі вакуумды коллекторлар. 

Жылы  күнді  климатты  өңірлерінде  қолдану  үшін  жасалған  дәстүрлі 

қарапайым  жазық  күн  коллекторлары.  Олар  суық,  бұлтты  және  желді  ауа 

райында  өздерінің  тиімділігін  жоғалтады.  Ауа  райы  жағдайының  әсерінен 

конденсация  мен  ылғалдылық  ішкі  материалдардың  уақытынан  бұрын 

құруына әкеліп соғады. Бұл кемшіліктер вакуумдық коллекторларды қолдану 

арқылы шешіледі. 

Вакуумды коллекторлар тұрмысқа қолдануға жоғары температуралы су 

керек жерде қыздырылады.Күн радиациясы ішкі айна түтікшесі арқылы өтеді 

де,  жұтқыш-түтікшеге  түседі  де,  жылуға  айналады.  Ол  түтікше  арқылы  өтіп 

жатқан  сұйықпен  беріліп  отырады.  Коллектор  –  іріктемелі  жабындымен 

қапталған  жұтқыш-түтікше  (жазық  коллекторлардағы  жұтқыш-тілімшесінің 

орнында)  жабыстырылған  бірнеше  параллельді  айналы  түтікшеден  тұрады. 

Сұйықтықты  қайнатқанда  жылу  алмасқыш  арқылы  айналады  да,  жинағыш 

бактағы суға жылу береді. 

Айналы  түтікшедегі  вакуум-коллектор  үшін  ең  үздік  жылу 

оқшаулағышы.  Ол  жылу  шығынын  төмендетеді,  жұтқышты  және  жылу 

өткізетін  түтікшені  сыртқы  қолайсыз  әсерлерден  қорғайды.  Қорытындылай 

келгенде,  жақсы  жұмыс  сипаттамасы,  басқа  күн  коллекторларынан  асып 

түседі. 

 

33

 

 

Шоғырландырылған коллекторлар. 

"Жылу  қабылдағыш"  деп  аталатын,  күн  энергиясын  жұтқышта 

шоғырландыру  үшін,  шоғырландырылған  коллекторлар  айналы  бетті 

қолданады. 

Жазық 

коллекторларға 

қарағанда 

шоғырландырылған 

коллекторлардың  жететін  температурасы  жоғарырақ.  Бірақтанда,  олар  тек 

тікелей  күн  шуағын  шоғырландырады,  бұл  тұманды  немесе  бұлтты  күндері 

төмеңгі  көрсеткішке  әкеледі.  Жоғарғы  беттен  төмеңгі  абсорбтың  бетіне 

түсірілген  күн  шуағын  айналы  бет  шоғырландырады.  Осыған  орай  жоғары 

температураға қол жетіледі. 

Кейбір  модельдерде  күн  сәулесінің  шығуы  фокустық  нүктеде 

шоғырланады.  Ал,  басқаларында  күн  шуағы  жіңішке  фокальды  сызыққа 

шоғырланады.  Қабылдағыш  фокустық  нүктеде  немесе  фокальды  сызықты 

бойлай орналасады. 

Сұйық – жылу ұстағыш-қабылдағыш арқылы өтеді де жылуды жұтады. 

Мұндай  шоғырландырғыш  коллекторлар  экваторға  жақын  және  шөлді 

аудандарға арналған. 

Басқа  да  қымбат  емес,  технологиялық  қиын  емес,  қымбат  емес,  таяз 

жерге қолданылатын күн коллекторлары,  күн пештері (тамақты әзірлеу үшін) 

және  күн  тазартқыштары  бар.  Тазартылған  суды  арзан  әр  су  көзінен  алуға 

мүмкіншілік береді. 

Күн пештері. 

Олар  арзан  әрі  дайындалуы  қарапайым.  Олар  айнамен  жабылған  және 

сыртқы  шығылдырғышпен 

жабдықталған, 

сәулені 

шағылыстыратын 

материалмен  (мысалы,  фольга)  төселген  кең  жақсы  жылу  жіберілмейтін 

қораптан  тұрады.  Кәдімгі  алюминийден  жасалған  немесе  тот  баспайтын 

болаттан  жасалған  ыдыстарға  қарағанда,  қара  түсті  кастрөл  жұтқыш  рөлін 

атқарады.  Күн  пештерінің  көмегімен  суды  зарарсыздандыру  үшін  судың 

қайнауына  дейін  жеткізу  керек.  Күн  пештері  жәшікті  және  айналы 

(шағылыстырғышымен) болады. 

Күн тазартқыштары. 

Тым  тұздалған  немесе  аса  ластанған  су  болса  да,  күн  тазартқыштары 

арзан  тазартылған  сумен  қамтамасыз  етеді.  Оның  негізінде  ашық 

контейнердегі  судың  булануы  жатыр.  Күн  тазартқышы  Күн  энергиясын 

қолдану  арқылы  бұл  процесті  тездетеді.  Ол  шишаландырылған  қара  түсті 

жылу  өткізбейтін  контейнерден  тұрады,  ол  буландыратын  тұщы  су  арнайы 

сыйымдылыққа  ағуы  үшін,  контейнер  еңкейтіліп  жасалған.  Өлшемі  ас 

плитасымен  бірдей  кішігірім  күн  тазартқышы  күн  шуақты  күндері  10  литр 

тазартылған су өңдіруі мүмкін. 

Күн  энергиясын  активті  қолдану  арнайы  құрылғының  болуы  кезінде 

ғана мүмкін. Күн энергиясының күн шуағының сәуле шығаруын жылуға күн 

панельдерін  (жазық  немесе  вакуум)  қолдану  арқылы  алады.  Оларда 

сорғыштың 

көмегімен 

жылу 

ұстағыш 

– 

антифриздің 

(сумен 

пропиленгликольдің  арнайы  ерітіндісі)  айналымы  ұсталып  тұрады.  Жылу 

жылу  ұстағыштан  жылу  алмастырғыш  арқылы  жылу  аккумуляторға  немесе 

 

34

 

 

жылу жинақтағыш су қыздырғышқа беріледі. Сонымен, күннің энергия жүйесі 

толықтай  күн  панельдерімен,  жылу  аккумуляторлардан,  сорғыштан,  басқару 

блогынан және құбырдан тұрады. 

Күн  жылуын  көбінесе  жылыту  үшін  және  мысалы  жеке  үйлерде, 

өндірістік  кәсіпорындарда,  бассейндерде  және  тағы  басқа  жерлерде    өндіру 

үшін қолданылады. Күннің жылыту жүйесін жылытудың барлық түріне, яғни 

жүйесіне  қосуға  болады.  Әсіресе,  сулы  жылу  аккумуляторымен  (мысалы, 

берік  отынды  немесе  аккумуляторлық  электр  жылытқыш  Jaspi  GTV.  Ovali 

аккумуляторымен)  жабдықталғандар.  Қосымша  энергия  көзі  ретінде  күн 

жылуы  дизельді  немесе  газдық  жылыту  жүйесіне  жақсы  келеді  (Jaspi  Solar 

Economy;  Solar  17+Solar750).  Электр  энергиямен  жылытатын  үйлерде  ыстық 

сумен қамтамасыздандыру үшін күн энергиясын қолдануға болады (Jaspi Solar 

300/500). Күн энергиясымен ирек түтікке және жанама жылыту ирек түтігімен 

(мысалы, жылыту қазанынан зарядтау үшін), сонымен қатра, электротэноммен 

жабдықталған Solar X әртүрлі көлемдегі су қыздырғыштар да кездеседі. 

Жалпақ күн панельдері (күн бұлтты болғанда да шашыранды энергияны 

жұта алады) Финляндияның климаттық жағдайына жақсы бейімделген. 

Күн  энергиясын  ең  алдымен  тұрмыстық  ыстық  суды  алу  үшін 

қолданылады. Су айналымы бар жылыту жүйесіне күн панельдерін қоссақ, ол 

одан  бізге  пайдалы  болып  келеді.  Күн  жылуы  ыстық  сумен  қамтамасыз  ету 

көлемінің  жартысын  өңдіру  үшін  жеткілікті.  Егер  де  панельдер  жылыту 

жүйесіне қосылған болса, онда күн энергиясы барлық жылу тұтынудың 25-35 

%-ы  ғана  жеткілікті.  Аз  энергия  тұтынатын  және  пассивті  үйлерде  бұл  бөлік 

одан көп болуы мүмкін.[4] 

 

жүктеу/скачать 1,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: