Күн энергиясын тұрмыстық жағдайда қолдану

 

35

 

 

жоғары  бекітілген  бағасы  1  кВт.  Соған  қарамастан,  энергияны  тұтынудың 

қарқынды өсуі органикалық отындардың қымбаттауына әкеліп соғады. Ал күн 

энергиясын түрлендіру жолын жетілдіру, керісінше оның бағасын арзандатуға 

апарады.  Бұл  күн  энергетиканың  алдына  жаңа  белгілі  келешекті  ашады. 

Экологиялық  сипат  түсінігі  мұнда  маңызды  рөл  атқарады.  Жылу,  атомдық 

электр 

станциялар 

(келешекте 

термоядролық 

станцияларда) 

және 

транспорттың  барлық  түрлері  қоршаған  ортаға  50  %  жылу  береді.  Өндіріс 

қалдықтармен  пайдаланылған  газдарды  осында  қосуға  болады.  Осылардың 

    энергиясын  күннен  түсетін  энергия  W  ағынына  қосатын  энергия  Жер 

температурасы TₒK теңдігін T

 

 

 

  

Tₒ шамасына дейін өсіреді. 

Егер  талапқа  сүйенетін  болсақ,  онда  температураның  теңдігін  сақтап 

тұруы үшін 0,1К-нан аспауы керек. Бұл көрсеткіш Жердің климат жағдайына 

әсер етпейді. Тағы да қазіргі кезде өңдірілетін қуаттан бір ретке ғана жоғары 

W 

  

  

  кВт  қуатын  алуға  болады.  Бірақ  бұл  шектен  XXI  ғасырдың  бірінші 

ширегінде  асып  түсе  аламыз.  Егер  халық  саны  мен  үлесті  энергия 

қанықтылығын (~10 кВт/адам) сақтасақ, қазір бұл көрсеткішке дамыған елдер 

қол  жеткізді.  Бұдан  шығатын  жол  күн  энергиясынан  W   

 W  масштабы 

энергиясын  алу.  Сонда  біздің    планетамыздың  ысып  кетуіне  жол  бермейміз 

және жер өркениетінің дамуына қолайлы жағдай жасаймыз. 

Күн  энергиясының  түсуінің  жылдықорта  мөлшері  1600  кВт  сағ/

 

 

 

құрайды.  Қазіргі  уақытта  оны  қолдану  үшін  үлкен  масштабты  төрт  негізгі 

бағытта зерттеулер жүргізілуде: 

- күн энергиясын тікелей фотоэлектрлік түрлендіру; 

- фотоэлектрлік және биологиялық түрлендірулер; 

-  жоғары  потенциальды  жылуды  (t>200ºC)  қолданушы  күн  электр 

станциялары мен пештер; 

-  төмеңгі  потенциальды  жылуды  (t<100ºC)  тікелей  жылу  мен  суықпен 

қамтамасыздандыру  ғимаратында,  өндірісте  және  аз  бірлік  қуатты  ауыл 

шаруашылық объектілерінде қолдану; 

Батыс Еуропа мен Америка Құрама Штат елдерінде жартылай өткізгішті 

түрлендіргіштерді жасауға басты назар беріледі. 

Жартылай 

өткізгішті 

элементтер 

негізінде 

фотоэлектрлік 

түрлендіргіштің басты ерекшелігі: 

-

 

фото түрлендіргіш қондырғының модульділігі; 

-

 

қозғалтқыш бөліктің болмауы; 

-

 

жөңдеу мен қызмет көрсетуге кететін шығынның төмен болуы; 

-

 

қондырғыларының  ұзақ  жұмысқа  қабілеттілігі  мен  монтаждау 

тезділігі; 

-

 

қоршаған ортаға зияндылығы жоқ. 

Ал  кемшілігіне,  монокристалды  кремний  фото  түрлендіргішінің 

қымбаттылығын жатқызуға болады. 

Осы областтағы негізгі зерттеулер аморфты кремнийден тұратын, ПӘК 

5%, қазіргі кезде 8-12 %-ға дейін жететін, жұқа қабықшалы фотоэлементтерді 

 

36

 

 

өңдеуден  тұрады.  Жұқа  қабықшалы  фотоэлементтердің  ПӘК-н  16-18  %-ға 

дейін  жоғарлату  үшін,  көп  қабатты  байланыстырылған  фотоэлектрлік 

түрлендіргіштерді жасау керек. Оның әр қабаты күн спектрінің арнайы бөлігін 

жұту  үшін  үйлесімділінген.  0,3-1,1  МВт  қуатымен  күн  фотоэлектрлік 

станциялар  (КФЭС)  Германия  Федеративтік  Республикасында,  Сауд 

Аравияда,  Жапонияда  және  де  басқа  елдерде  жұмыс  істейді.  КФЭС 

эффективтілігін    одан  әрі  жоғарлату  үшін,  күн  шоғырландырғыштарын 

қолдансақ  қол  жеткізе  аламыз.  Республикамызда  Физикалық  Техникалық 

Институтында, 

Қазақстан 

Республикасының 

Білім 

және 

Ғылым 

Министрлігінде  және  ҚазҰУ-де  ғылыми  топтар  құрылды.  Олар  кристаллды 

кремний, галлидің арсениді бар жартылай өткізгішті  фототүрлендіргіштердің 

сипатын  зерттеумен  және  оны  жасаумен  айналысып  жатыр.  Сонымен  қатар, 

ионды  имплатанция  негізінде  аморфты  кремний  сияқты  жартылай  өткізгішті 

материалдардың сипатын мақсатты түрде өзгерту үстінде жұмыс істеуде. 

Фотоэлектрлік  әдістері  құрамында  суы  бар  электролиз  (су,  күкіртті 

сутек  және  тағы  сол  сияқты)  үшін  әр  түрлі  жартылай  өткізгішті 

материалдарды  фотоэлектрод  үшін  қолдануға  негізделген.  Әдістің  идеясы 

сәулелі  кванттардың  энергиясын  үстіңгі-қоспалы  кремнийден  (немесе  басқа 

жартылай  өткізгіштен)  тұратын  зонасын  электронды  концентрациясын 

жоғарлату  болып  табылады.  Олар  потенциал  контакттарының  әртүрлілігінен 

электролит-фотоэлектрод 

және 

электролит-қарама-қарсы 

электрод 

шекараларының бөлігінде фотоэлектродтың үстіңгі қабатына жетеді де, сутегі 

иондарын бейтараптандырады. 

Сонымен  қатар,  фотоэлектродтардың  электролизға  сырттай  электр 

энергиясын  беру  үшін  комбинациялы  схемаларға  да  қосылған.  Осыған 

байланысты,  электролизде  кернеудің  артуы  төмендейді  де,  оның 

үнемділіктілігі 

жоғарлайды. 

Мұндағы 

қиыншылықтар 

қышқылмен 

фотокатодтың үстіңгі қабатын пассивтеу және электролит ерітіндісіндегі оның 

коррозиясы арқылы тоқты азайтуда болып табылады. Күн энергиясын тікелей 

түрлендірудің  ПӘК-і  сыртқы  энергетика  көздерін  қолданбаса,  бұл  методика 

бойынша  өте  аз  (~1%),  бірақ  жартылай  өткізгішті  фототүрлендіргіштерден 

тұратын күн батареяларымен фотоэлектролиздің жақсы үйлесімділігі бар. 

Жоғары  температуралы  энергетикалық  қондырғылар  (t>500ºC)  екі 

бағытта даму үстінде: 

а)  Күн  электр  станцияларында  (КЭС)  бу  турбиналы  циклімен  электр 

энергиясын алу үшін; 

б) Аса жоғары таза қорытпа алу үшін жоғары температуралы пештерді 

(t~2000-25000ºС) жасап шығару. 

Америка  Құрама  Штатында  "Солар-1" күн  электр  тсанциясы,  қуаты  10 

МВт(э),  жұмыс  істеп  тұр.  Қуаттылығы  100МВт(э)  "Солар-2"  жобасы 

дайындалу үстінде. Ресейде 20 МВт(э) қуатымен КЭС құрастырылды. 

КЭС мұнаралы типінің негізгі компоненттері: 

-

 

шишалы гелиостат жазығы; 

 

37

 

 

-

 

қаныққан  буды  генерация  жүргізу  үшін  бу  генераторы,  металлды 

конструкциядан құрастырылып мұнараның төбесіне орналастырылған; 

-

 

күнде  аңдитын  гелиостаттарды  басқаратын  жетек-жүйені  автоматты 

басқару құралы; 

-

 

ауалы-кондиционалдық құрылғысы бар жылу аккумуляторы; 

-

 

түтікшелі электр генераторы. 

Металл 

сыйымдылықты 

қаңқалы 

гелиостаттар 

мен 

бу 

генераторларының мұнарасы, қымбат айнаны, Америка Құрама Штаттарының 

мәліметтерінше  олардың  бағасы  1990  жылы  170-180$  құраған,  параболалық 

диск  шағылыстырушыларға  көшу,  орналастыру  бағасын  төмендетеді.  Күн 

энергиясы  органикалық  отынды  қолдануды  40  %-ға  дейін  төмендетеді.  Ал 

жылдық  КЭС  5-7  млн.кв.сағ  өңдірілетін  энергия  2000т  шартты  отынды 

экономдағанға  тең.  Көп  қаржы  салынғанына  қарамастан,көп  елдерде  күн 

энергетикасы  болашақ  жоспарларда  маңызды  рөл  ойнайды.  Әртүрлі 

энергетика  көздеріне  салынған  салымдар  органикалық  отын  қалдығымен 

анықталады.  Халықаралық  қолданбалы  жүйе  анализ  Институтының 

мәліметтері  бойынша,  Батыс  Еуропаның  табиғи  ресурстарға  кедей  елдердің 

күн  энергетикасына  салынған  салымы  2030  жылға  дейін  7  %,  ал  XXI  ғ. 

соңында  38  %-дан  86  %-ға  дейін  барады.  Америка  Құрама  Штатындағы  күн 

энергиясын  зерттейтін  Америка  Институтының  болжамы  бойынша,  бұл 

салым, басқа сарқылмайтын энергия көздерімен қоса 20-30 % құрайды. Бұдан 

XXI ғасырдың ортасында күн энергетикасына салынған орташа салым 10 %-

ды  құрайды  деп  күтуге  болады.  Негізгі  энергетикалық  көз  ретінді  бұл 

периодта атом және отын энергетикасы қалады. 

Төмен потенциалды жылуды қолдану,  сәулені жұтушы, жұқа қабықтан 

тұратын  ауа  өткізгіштің  көмегімен  ауа  бассейнін  тазалау  идеясымен 

байланысты.  Мұндай  магистральдарды  жеткілікті  биіктікке  шығару 

ұмтылысын қамтамасыз етеді. Таудағы кең шығаратын орындарды және одан 

да  үлкен  ауалы  бассейндерді  желдету,  осы  бағытта  зерттеулер  Қазақстан 

Республикасының  Білім  және  Ғылым  Министрлігінің  тау-кең  ісі 

институтында жақсы жүргізілді. 

"Ауыл-энергияда" 

құрамдастырылған 

күн-отынды 

қазандықтың 

экономикалық  үнемділігіне  зерттеу  жұмысы  жүргізілді,  Маңғышлақтағы 

территориальды-өңдірістік  кешен  жағдайында  өндірілетін  электр  энергия 

дәстүрлі энергетика бағасы жақындай түсті. 

"Қазауылшаруашылықмеханизация" халықтық өңдірістік бірлестік ауыл 

шаруашылық 

Министрлігі 

мал 

шаруашылық 

кешеніне 

жылумен 

қамтамасыздандыру  жүйесін  жобалауда  өз  ынтасын  білдірді.  Ол 

"Қазақсантехжобамен"  бірлесіп,  200  сиыр  басына  арналған  құрылғыларды 

дайындау  үшін  және  оның  тәжірибелі  пайдалануына  қатысты.  Бірлестік  600 

сиыр басына және Қазақстанның жартылай шөлді жерлеріне күннің көмегімен 

тұщыландыруды,  күннің  көмегімен  жылу  және  сумен  қамтамасыздандыру 

жобасын жоспарлады. 

 

38

 

 

Қазақстанның  территориясын  түгелдей  алсақ,  күн  энергиясын 

қолданудан болашағы бар ел[16]. 

 

2.3 Қазақстандағы күн энергиясының потенциалы 

 

Қазақстан  өзінің  территориясындағы  күн  энергиясының  аса  жоғары 

техникалық потенциалынан көп пайда түсіре алады. 

Күн  энергиясын  қолданудың  тәжірибелік  мақсатқа  сәйкестігін 

анықтағанда,  оның  оңтүстік  еңдіктегі  тығыздығы  1-2  сағат  аралығында  1 

кВт/

 

 

  дейін жетеді. Жердің көпшілік аудандарында орташа сәуле ағынының 

тығыздығы 200-250 Вт/

 

 

   құрайды. 

Қазақстан  Республикасында  күн  сәулесін  шығару  потенциалы 

солтүстіктен  оңтүстікке  қарай  артады.  1280-2300  кВт.сағ/

 

 

      аралығындағы 

горизонтальды бетке энергия шуағының түсуін күн жарқырауының ұзақтығы 

қамтамасыз  етеді.  1280-2300  кВт.сағ/

 

 

      аралығында,  8760  (8736)  сағаттан 

жылына 2000-нан 3000 сағатқа дейін барады. 

Қазақстан  күн  энергиясының  бірталай  ресурсына  ие.  Қазақстанда 

өндірілетін  күн  энергиясының  потенциалды  ықтималдылығы  жылына  2,5 

млрд.кВт/сағ. Қазақстан территориясында жылына 70 %-ға жуық аудандарда 

күн шуақты болатын күндер басым. Күн шуағының жарқырауының ұзақтығы 

мұнда 2800-ден 3000 сағатқа дейін өзгеріп отырады. Күн радиациясының осы 

территорияға  жылына  келіп  түсуі  19

    

  

  ккал-дан  кем  емес,бұл  270 

млрд.т.у.т. тең. 

Жылдың  күн  энергия  потенциалының  қосындысы  Қазақстан 

территориясына 340 млрд. Тонна шартты отынға бағалануда. 

Бірақтан  да,  бұл  ресурстар  бүгінгі  күнге  дейін  әлі  кең  қолданысқа  ие 

болған  жоқ.  Кремний  негізіндегі  күн  батареялар  өңдіріп  шығаратын  елдегі 

ұйым қызығушылықты тудырушы еді. Әсіресе, Қазақсатн лайықты шикізатқа 

бай. 

Жақында,  Астанада  фотоэлектрлік  модульдерді  өңдіретін  зауыт  іске 

қосылды.  ЖШС  "Astana  Solar"  атты  Қазатомпром  кәсіпорынның  еңшілес 

өңдіру  линиясын  ашуды  Президент  Нұрсұлтан  Назарбаев  жасады.  Жаңа 

зауытта  100  пайыз  қазақстандық  кремнийден  жасалған  күн  батареялары 

шығарылады. 

Зауыт 

автоматтандырылған 

соңғы 

заман 

қоңдырғыларымен 

жабдықталған. Шығарылатын фотоэлектрлік тілімшелердің жобалық қуаты 50 

МВт-тан 100 МВт-қа дейін келешекте ұлғайтуына дейін жетеді. 

Қазақстанның  күн  энергиясын  пайдалану  айтарлықтай  аз.  Күн 

шуағының  жылдық  ұзақтығы  2200-3000  сағ.,  ал,  бағаланып  отырған  қуат  – 

1300 -1800 кВт 1 

 

 

   жылына.  

Осы  сферада  жетістікке  жеткен  қызметтестік  мысалдары  бар.  2012 

жылы  Қазақстандағы  "Күндік  шатыр"  консорциумы,  PRETHERM  Solutions 

Gmbh,  BAE  Batteriaen  Gmbh  фирмалары  Байқоңырда  "күндік  шатырды" 

тұрғызды. 

 

39

 

 

 

 

2.6 сурет - Қазақстандағы күн энергиясының потенциалы 

 

Және  екіншіден  айта  кететін  нәрсе  Астанада  Л.Н.Гумилев  атындағы 

Еуразиялық  ұлттық  университеті  қосылды.  10  кВт-тан  қуатынан  тұратын  екі 

қоңдырғы  да  DENA  "Күн  шатыры",  "Неміс  энергетикалық  агенттігімен" 

(DENA) программасы бойынша және Федеральды экономика мен технология 

Министрлігімен  "Қайта  қалпына  келетін  энергия  көздері"  атты  экспорттық 

бастамамен қаржыландырылды. Олар оң жыл аралығында пайдаланылады. 

Қазақстан  Орталық  Азия  елдеріндегі  ең  ірі  республика  болғандықтан, 

күн энергетикасына үлкен потенциалы бар. Кестеде айлық және жылдық күн 

шуағының  шашырауының  мәндері,  келесі  үш  ауданға  көрсетілген:  Форт-

Шевченко  (Каспий  теңіз  жағалауында),  Арал  теңізіне  (Арал  жағажайына 

жақын) және Алматы (елдің оңтүстік шығысы). 

Қазақстан Республикасының энергетикалық стратегиясы дәстүрлі емес, 

ең  бірінші  қайта  қалпына  келетін  ресурстарды  (жел,  күн,  геотермальды 

энергия,  биогаз)  пайдалануды  ары  қарай  дамыту  бағытын  ұстанды.  Биліктің 

басым  іс-шарасы  күн  энергетикасын  дамыту  үшін  келешегі  бар  территория 

қарастыруда. 

Қазіргі  кезде  Қазақстан  станциялар  желілеріне  ие.  13  станцияларда 

актинометрикалық  бақылау  жүргізілуде  және  қосымша  22  метеорологиялық 

станцияларда  гелиограф  бойынша  күн  жарқырауының  ұзақтығы  бақылау 

қолға  алынды.  Желінің  жиілігі  бір  станция  200  мың 

  

 

-қа  дейін  жетеді 

(ауданы 2724,9 мың 

  

 

 жерді алады). 

 

40

 

 

2.  1  к  е  с  т  е  –  Әр  айлық  жәнежылдық  горизонтальды  бетке  күн 

сәулесінің қосындысы, МДж/

 

 

 

 

Шевченко 

Арал теңізі 

Алматы 

Қаңтар 

157 

198 

178 

Ақпан 

230 

307 

234 

Наурыз 

387 

473 

363 

Сәуір 

551 

616 

491 

Мамыр 

724 

820 

656 

Маусым 

749 

850 

716 

Шілде 

752 

830 

758 

Тамыз 

675 

736 

668 

Қыркүйек 

512 

558 

506 

Қазан 

328 

343 

328 

Қараша 

179 

188 

186 

Желтоқсан 

124 

139 

134 

Жылдық 

5368 

6085 

5218 

 

2.2  к  е  с  т  е  –  Әр  айлық  және  жылдық  сәуле  шығару  ағынына 

перпендикуляр беттің күн сәулелену қосындысы, МДж/

 

 

 

 

Шевченко 

Арал теңізі 

Алматы 

Қаңтар 

190 

307 

234 

Ақпан 

249 

396 

226 

Наурыз 

353 

485 

272 

Сәуір 

492 

611 

400 

Мамыр 

654 

863 

542 

Маусым 

729 

890 

680 

Шілде 

737 

895 

733 

Тамыз 

705 

881 

686 

Қыркүйек 

578 

760 

550 

Қазан 

395 

510 

396 

Қараша 

232 

309 

251 

Желтоқсан 

137 

238 

175 

Жылдық 

5451 

7145 

5145 

 

Қазақстанда  күн  энергиясына  жеткілікті  бай.  Күннің    жарқырау 

ұзақтығы  2200-3000  сағ/жыл,  ал  күннің  жарқырау  энергиясы  1300-1800 

кВт/

 

 

  )  жыл.  Гелиоэнергетикалық  ресурстардың  негізгі  актинометриялық 

сипаттамасы  болып,  қысқа  толқынды  радиациямен  және  географиялық 

аудандар  бойынша  күн  жарқырау  ұзақтығы  туралы  мәліметтер  болып 

табылады. 

Күн  радиациясы  –  уақыт  аралығында  және  кеңістікте  өзгермелі  екенін 

ескерсек, гелиотехникалық ресурстарды есептегенде радиация ағынының орта 

және шекті сипаттамасы мен уақыт аралығында таралу туралы мәліметті ғана 

 

41

 

 

біліп  қоймай,  сонымен  қатар  әр  түрлі  географиялық  аудандарда  осы 

сипаттамалардың қайталатындығы туралы мағлұмат болуы керек. 

 

 

 

2.7 сурет - Сәулелендіруге перпендикулярлы бетке тікелей күн 

сәулелендіруі (NASA мәліметтерінен) 

 

Қазіргі  уақытқа  дейін  күн  радиациясының  потенциалын  бағалау  үшін, 

айлар  мен  жылдар  уақыт  аралығымен  орталандырылған  күн  радиациясының 

қосындысынан құралған климаттық сипаттама қолданылды. 

Күн радиациясының қол жетімді потенциалды бағалау жұмысы үшін, аз 

уақыт  аралығындатікелей  радиация  мәліметтері  қолданылды.  Тікелей  күн 

радиациясы  әр  түрдегісәуле  шығаруға  айналғанымен,  ол  төсенген  бетке 

кіретін ең негізгі күн энергия көзі болып табылады. 

Тікелей  күн  радиациясы  мен  күн  сәулесінің  жарқырау  ұзақтығы 

арасындағы бір күндік қосындысы былай анықталады: 

 

 

 

  

=

      

 

 

 

  

(2.1) 

 

мұндағы, 

 

 

  –  ағып  келуші  тікелей  радиацияның  ұзақтығы, 

 

 

  –ден 

асатын және оған тең болады; 

                 T – бір күндік күн сәулесінің жарқырау ұзақтығы; 

 

 

  –  ағып  келуші  тікелей  күн  радиациясының  берілген 

(бастапқы) мәні; 

                  S – ағып келуші күн радиациясының бір күндік орташа мәні. 

 

42

 

 

Статикалық анализбен ағып келуші тікелей күн радиациясының кеңістік 

–  уақыттық  таралу  заңдылықтарын  күні  бойы  бұлтты  жағдайдың 

динамикалық  өзгерісі  кезінде  әр  жаққа  қаралған  беттер  арқылы  келесі  күн 

энергиясының  потенциал  критерииларды  ұсынуға  мүмкіншілік  берді  (кесте 

2.3).  Күн  радиациясының  интенсивтілігі  ретінде  үш  деңгей  қабылданды:  419 

Вт/

 

 

 (1,5 МДж/

 

 

), 600 Вт/

 

 

 (2,16 МДж/

 

 

) және 800 Вт/

 

 

 (2,88 МДж/

 

 

). 

Күн аралығындағы ұзақтылықтың қосындысы ( I, сағ), бұл уақытта нақты күн 

радиациясының интенсивтілік дәрежесі, 3 шамасын жарты сағатта ғана асып 

түседі  немесе  тең  болады.  Және  күн  сәулесінің  жарқырауы  95  %-ға  дейін 

жетеді {

 

 

     }.[4] 

 

2.3  к  е  с  т  е  –  Бір  сағаттық  және  бір  күндік  уақыт  аралығымен  күн 

энергия потенциалдарының критерии мәндері 

S деңгейі 

бойынша 

басымдылығы 

1 сағ. Күн 

радиациясы, 

МДж/

 

 

 

1 сағаттағы басымдылық 

A 

B 

C 

O 

1 

2,88 

4,0 

3,0 

2,5 

1,5 

2 

2,16 

5,0 

4,0 

3,0 

1,5 

3 

1,50 

6,0 

5,0 

4,0 

1,5 

5 күндік 

қосынды 

МДж/

 

 

 

9-11,5 

7,5-8,6 

6,0-7,2 

2,2-4,3 

 

 

2.4 Күн энергиясын түрлендіру элементтері 

 

Адамзат ғасырдан ғасырға арзан энергия түрін іздеуде. Көне Египеттің 

өзінде адамдар судың күшін қолдануды үйренген және бұлпринциптер бүгінгі 

күнге  дейін  қолдануда.  Кейінірек  адам  жұмыс  ретінде  желдің  күшін  қойды. 

Бірақтанда,  көп  ғасырлар  бойы  энергияның  негізгі  көзі  –  күн,  қолданыста 

болмады, тек өткен ғасырдың басында техника дамуымен аккумуляторлардың 

пайда  болуымен,  ғалымдар  бірінші  рет  бұл  "ақысыз"  энергияны  қолдану 

туралы  ойлана  бастады.  Бірінші  батареялар  ауыр  әрі  қымбат  болды.  Екінші 

дүние  жүзілік  соғыстан  кейін,  елуінші  жылдары  осы  бағыттағы  зерттеулер 

қайтадан  жанданды.  Әсіресе,  бұл  бағытта  Голландия,  Жапония  мен  Израиль 

сияқты  елдер  алдыға  шықты.  Осыған  байланысты,  дәстүрлі  отындар, 

халықаралық ұйымдардың болжамы бойынша, азаюда және жақын болашақта 

адамзат үлкен қиыншылыққа тап болуы мүмкін. 

Дәстүрлі отын негізіндегі арзан энергия эрасы бітуіне аз қалды. Әр жыл 

сайын әлемде табиғат жағдайында 2 млн. жыл аралығында жасалатын мұнайға 

тең  мұнайды  құртуда.  Екі  ұзақ  уақытты  энергия  көзі  болады  –  бұл  ядролық 

және күндік. 

 

43

 

 

Соңғы  10  жылдықта  әлемде  электр  энергияны  жеке  және  көпшілікті 

тұтынудың  автономды  энергияны  үнемдеуді  ұйымдастыру  үшін  көп  жақсы 

тәжірибе  жинақтады.  Бұл  күндік  фотоэлектрлік  панелдердің  күн  энергиясын 

электр энергиясына айналдыру жолы арқылы мүмкін. 

Күн  батареясы  (күннің  сәуле  шығару  энергиясын  электр  энергияға 

айналдыратын  фотоэлектрлік  генератор)  1958  жылы  "Спутник-3"–те  алғаш 

қолданылды. Содан бері барлық космостық аппараттарда, тек өзі ұша алатын 

ресурсы  аз  транспорттық  космостық  кемелерден  басқа,  күн  батареялары 

бірінші  энергия  көзі  болып  табылады.  Күн  батареяларын  космоста  қолдану 

фотоэлектрлік  энергетиканың  дамуына  әкелді.  Ал,  соңғы  оң  жылдықта 

фотоэнергетика жерлік жағдайларға да қолданыла бастады. 

Күн батареяларын аз қуаттысын аз энергия сыйымдылық құрылғыларда 

қолдану:  калькуляторларда,  сағаттарда  және  тағы  сол  сияқты  – 

фотоэнергетиканың  көп  таралған  бағыты.  Басқа  бағыты  –  көп  мөлшерлі 

қуатты  күн  батареяларын  (жүздеген  және  мыңдаған  Вт)  электр  тарату 

құрылғысынан  алыста  орналасқан  автономды  объектілерді  энергиямен 

жабдықтау.  Мұнда  басқа  энергиямен  жабдықтау  түрі  мүмкін  емес  немесе 

экономика жағынан қымбат болып келеді. Осылайша, тек тұрғын объектілерді 

(сәулелендіру,  тоңазытқыштың  электр  тұтынуы,  радио,  телевизордың  және 

басқа  электр  аспаптарды)  ғана  емес,  сонымен  қатар  бірнеше  өнеркәсіптік  аз 

энергия  үнемдейтін  объектілерді  және  халықтық-шаруашылықтық  мақсатта 

электр  жабдықтау  (радиоретрансляторлар  мен  басқа  байланыс  объектілер, 

навигациялық  белгілер,  электр  тұтынудың  үздіксіз  резервтік  көздері, 

сигнализация, су көтеретін қондырғылар және сол сияқты) мәселесін шешуге 

болады. 

Мұндай  жүйелерде,  ережеге  сәйкес,  күн  батареялары  буферлік 

аккумуляторларды  қолданады.  Бұл  тұтынушыларды  кез  келген  тәуліктік 

уақытта,  тәулік  және  ауа  райда  күн  сәулесінің  қарқындылығының  өзгерісіне 

қарамастан  тұрақты  энергиямен  қамтамасыз  етеді.  Фотоэлектрлік  жүйе  күн 

батареялары, аккумулятор және энергия тұтынушыдан басқа, аккумулятордың 

қайта  зарядтауын  және  оның  ұзақ  зарядталуын  электронды  басқару 

қондырғысынан  тұрады.  Фотоэлектрлік  жүйелерде  әдетте  экономдық 

тұтынушылар 

қолданылады. 

Мысалы, 

қызатын 

шамның 

орнына 

люминесценттік шамдар қолданылады.  

Айнымалы  тоқ  алу  керек  болған  кезде  инверторлар  қолданылады. 

Мысалы,  инвертор  тұрақты  тоқты  12  В  кернеуімен  айнымалы  тоққа  220В, 

50Гц жиілігіне айналдыра алады. 

Күн  батареяларының  энергиясын  220  В  кернеулі  айнымалы  тоққа 

айналдырып  оны  электр  жүйесіне  берудің  тағы  бір  сұлбасы  бар.  Автономды 

тұтынушыларды  энергиямен  жабдықтауға  қарағанда,  мұндай  жобалар  бірен-

саран өнеркәсіптік аймақтардағы электр энергияның жетіспеушілігінің орнын 

толтыра алады. 

Көп  жағдайларда  энергия  алу  жолында  әртүрлі  комбинациялы  әдістер 

қолданылады: фотоэнергетикамен жел энергетикасын байланыстыру арқылы, 

 

44

 

 

фотоэлектрлік 

жүйелерді 

гелио 

қондырғыларымен 

(мысалы, 

күн 

коллекторларымен)  байланыстыру  арқылы,  сонымен  қоса  жүйеге  аз  қуатты 

дизель-генераторлардың  қорын қосу арқылы. 

Жүйенің  сырт  пішінін  және  сипаттамасын  таңдау,  тұтынушылардың 

уақытша  болжалды  жүктеме  графигімен  (тәуліктік,айлық,  жылдық)  және 

аймақтың  ауа  райлы-климаттық  жағдайына  байланысты.  Осы  мәліметтер 

бойынша  аккумулятор  батареялардың  сыйымдылығы  есептелінеді  және 

толықтыратын  аккумулятор  қондырғыларына  талаптар  анықталады.Бірнеше 

ваттан  бірнеше  жүз  ваттқа  дейін  белгіленген  мобильді  күн  тасымалдаушы 

батареяларды  және  бірнеше  киловаттқа  дейін  белгіленген  қуатты 

стационарларды  жасау    мобильді  күн  станциясын  салуға  әкелді.  Әртүрлі 

аккумуляторлардан  қоректенетін  барлық    көшпелі  құрылғылар,  аспаптар, 

қондырғылар,  жаңа  тұтынушылық  сапаға  ие  болады:  стационарлы  зарядтау 

құрылғыларды  немесе  ауыстырмалы  батарея  кешенін  қолданғанның  орнына 

далалық  жағдайда  мобильді  зарядтау  құрылғыларын  қолдану  мүмкіншілігі 

пайда болады. 

Бүгінгі  кезде  мобильді  фотоэлектрлік  жүйені  қолданатын  ортаны  айту 

қиын.  Олар  ықшам  тасымалданатын  компьютерлерге  зарядтау  құрылғысы 

ретінде, тасымалданатын радио және телевизорлы аппараттарға, геологиялық, 

химиялық, радиациялық барлау аспабы ретінде, тасымалданатын сәулелендіру 

жүйеде  және  транспорттық  құралдарда  зарядтайтын  аккумулятор  ретінде 

қолдануы мүмкін. 

Мобильді  күн  батареялары  асқарпаздармен  Эверестке  өрлеу  кезінде 

аккумулыторларды зарядтау үшін қолданылды. Бірнеше жыл бұрын Д.Шпаро 

бүктелмелі 

шағын 

күн 

батареяларын 

байланыс 

аппараттарының 

аккумуляторларын зарядтау үшін және Солтүстік полюске шаңғы жорығында 

қолданды. "Апостол Андрей" теңіз қайық экипажы жер шарын айналған кезде 

бүктелмелі  күн  батареяларын  резервтік  қоректену  көзі  ретінде  қолданған 

болатын. Осы саяхат кезінде экипаж күшті теңіз дауылы кезінде осы резервтік 

көзді  қолдануға  тура  келді.  Негізгі  қондырғы  су  астында  қалып,  экипаж  тек 

күн  батареясымен  зарядталған  авариялық  радиостанция  арқылы  байланысқа 

шыға алды. 

Мобильді 

фотоэлектрлік 

жүйе 

Қазақстан 

мен 

Ресей 

территорияларындағы  таулы  және  жазықтықта  штаттың  радиостанция 

аккумуляторларын  зарыдтау  үшін  әскери  адамдармен  сыналды.  Олардың 

қорытындауынша,  мобильді  күн  зарядтау  құрылғыларын  қолдану  мобильді 

байланыс аппараттарын тактикалық-техникалық сапасын жақсартады. 

Сонымен,  байқағандарыныздай,  Қазақстанға  күн  энергетикасын 

қазірден бастап еңгізу керек. Фотоэлектрлік жүйелерді ең алдымен мыналарда 

қолданғанымыз жөн болады: 

-

 

тасымалданатын  объектілерде  (лабораторияларда,  шеберханада  және 

тағы сол сияқты); 

-

 

оқшауланған  объектілерде  (лабораторияларда,  метео  және  басқа 

станцияларда); 

 

45

 

 

-

 

отынды тасымалдау қымбат болатын жерлерде (станцияларда, бензин 

құятын  жерлерде,  мал  асырайтын  жерлерде  және  мал  шаруашылық 

объектілерінде және тағы басқа); 

-

 

аз қабатты тұрғын үйлерде. 

Қазіргі кезде RealStroyGroup корпорациясы Талғар трассасы бойындағы 

"Думан"  ықшам  ауданында  үлкен  коттедждік  қалашық  салуды  жоспарлауда. 

Сол    үйлердің  арасындағы  бір  үйді  тәжірибе  ретінде  күнмен  энергия 

жабдықтау туралы шешім қабылданды. Әрине, мұндай үй бірінші кезде басқа 

үйлерге  қарағанда  қымбаттырақ  болады,бірақ  қолдану  кезінде  шығындар 

ақталады.  Сондықтан,  қазіргі  негізгі  міндет  –  тұтынушыны  осындай  энергия 

түрі болашақтың энергиясы екенін түсіндіру [1]. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

жүктеу/скачать 1,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: