Вестник казахского государственного женского педагогического университета

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
48 
 
ӘОЖ 372.853 
Б 52 
МЕКТЕП ФИЗИКА КУРСЫНДА ОҚУШЫЛАРДЫҢ БЕЛСЕНДІЛІГІ МЕН ӨЗ 
БЕТІНШЕ ШЫҒАРМАШЫЛЫҚПЕН ОЙЛАУ ҚАБІЛЕТТЕРІН АРТТЫРУ ӘДІСТЕРІ 
 
Т.Бижігітов, ф.-м.ғ.к., профессор, 
(Тараз қ., Тараз мемлекеттік педагогикалық институты),  
У.Парманбеков, ф.-м.ғ.к., доцент, 
М.Избасарова, аға оқытушы, 
(Алматы қ., Қазақ мемлекеттік қыздар  
педагогикалық университеті) 
А.Сембиева, магистрант 
(Таразқ., Тараз мемлекеттік педагогикалық институты)  
 
Аңдатпа:  Мақалада  мектеп  оқушыларының  белсенділігін  және  өз  бетінше 
шығармашылықпен  ойлау  қабілеттерін  арттырудың  жолдары  нақты  мысалдар  келтіру 
арқылы талқыланған. Мектеп физика курсындағы есептер жинағындағы есептердің көпшілігі 
оқушылардың  шығармашылықпен  ойлауларын  қажет  етпейді.  Яғни,  есептер  жинағында 
келтірілген  есептерді  шешу  үшін,  оларда  берілген  жүйені  бір  жүйеге  келтіріп,  белгілі  бір 
физиканың  заңдылықтарынан  белгісіз  параметрді  тауып,  оның  шамасы  есептеледі.  Бұл 
жағдайда  физика  пәнін  теориялық  тұрғыдан  жақсы  меңгерген  оқушы  есепті  жылдам 
шығарады.  Физика  пәнінің  мұғалімі  есептің  параметрлерін  бермей  (оқушылар  оны  өз 
беттерінше  анықтамалардан  іздейді)  өз  беттерінше  шығаруларына  мәжбүрлеу  керек. 
Мысалы,  фокусында  қорғасынды  еріту  үшін  жинағыш  линзаның  өлшемдері  қандай  болуы 
қажет. Сорғыш 10 метр тереңдіктен суды жоғары шығаруы үшін оның қуаты қандай болуы 
тиісті  деген  сұраққа  жауап  беру  үшін  оқушы  анықтамаларды  іздеп,  өз  бетінше 
шығармашылықпен ойланады.  
Түйін сөздер: тікелей және жанама әдістермен өлшеу.  
Адам  баласы  табиғатта,  техникада,  өндіріс  орындарында,  ауыл  шаруашылығында, 
ғылымда, космонавтикада, медицинада өтетін үдерістерге талдаулар жасауы үшін қандайда 
бір  шаманы  өлшеулеріне  тура  келеді.  Мысалы,  ауаның  температурасы  мен  қысымын, 
ылғалдылығын,  дененің  көлемін,  тізбектегі  тоқтың  кернеулігі  мен  тоқтың  шамасын, 
археологиялық  қазбалардың  жасын  анықтау  мақсатында  арнайы  өлшеуіш  құралдар 
пайдаланылады. Дененің сызықты өлшемдері сызғыштың, штангенциркульдің және метрдің 
немесе  микрометрдің,  ал  температурасы  термометрдің,  массасы  тараздың  көмегімен 
өлшенеді.  Бұл  жағдайларда  өлшеулер  тікелей  өлшеу  деп  аталады.  Бірақ  көптеген 
жағдайларда  тікелей  өлшеу  әдісін  қолдану  ыңғайсыз  және  мүлдем  мүмкін  емес  екендігі 
шығады.  Яғни,  басқа  параметрлерді  өлшеп,  бізге  қажеттілерін  белгілі  формулаларды 
пайдаланып  есептеп  шығарамыз.  Бұл  тәсілді  жанама  әдіс  деп  атайды.  Жанама  тәсілдермен 
үдерістерде маңызды рөл атқаратын параметрлерді  анықтау оқушылардың белсенділігі мен 
өз  бетінше  шығармашылықпен  ойлау  қабілеттерін  арттыруға  ықпалын  тигізеді.  Мысалы, 
дененің тығыздығын анықтау үшін оның массасын таразы арқылы,  ал  дұрыс геометриялық 
формалы  дененің  көлемін,  қажетті  параметрлерін  сызғышты  қолданып  өлшеп  [1] 
формуламен  есептейміз.  Медициналық  термометрдегі  түтікшенің  диаметрін  сызғышты 
пайдаланып  дәл  өлшеу  мүмкін  емес.  Өйткені,  бұл  жағдайда  өрескел  қателік  жібереміз. 
Сондықтан,  тікелей  өлшеуді  жанама  өлшеумен  алмастырамыз.  Таразыға  тартып  анықтаған 
бос түтікшенің массасын ??????
1
, ал түтікшемен оған сору арқылы енгізілген сынаптың массасын  
??????
2
 деп белгілейік. Демек, түтікшедегі сынаптың массасы мынаған тең: 
?????? = ??????
2
− ??????
1
 
m–массаны  түтікшедегі  сынап  бағанасының  l  ұзындығымен,  оның  d  диаметрін  және 
сынаптың D тығыздығын төмендегі формуламен өрнектейміз: 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
49 
 
?????? = ??????
????????????
2
4
?????? 
Жоғарыда келтірілген екі формуладан мына қатынас алынады: 
?????? = √
4(??????
2
−??????
1
)
??????????????????
                                                 (1) 
Сынап  бағанасының  ұзындығын  сызғыш  көмегімен  оңай  анықтаймыз.  Сынаптың 
тығыздығын  сәйкес  кестелерден  алып,  ізделіп  отырған  параметрлерді  есептейміз.  Барлық 
уақытта тығыздықты стандартты әдіспен өлшеу мүмкін емес. Мысалы, планетаның массасын 
таразға  тарту  арқылы  өлшей  алмаймыз.  Сондықтан,  оның  тығыздығын  анықтаудың  басқа 
әдісін  қарастырайық.  Егер  ғарыштық  кеме  планетаның  айналасында  сөндірілген 
қозғағышымен  қозғалса,  оған  әсер  ететін  жалғыз  гравитациялық  күш  мына  өрнекпен 
есептеледі. 
??????
грав
= ??????
????????????
??????
2
    
 
 
 
(2) 
Мұндағы,  G  –  гравитациялық  тұрақты  шама,  M  –  планетаның  массасы,  m  –  кеменің 
массасы, R  – планета  мен кеменің арақашықтығы. Үлкен емес ұшу R биіктігін планетаның 
радиусына  теңестіруге  болады.  Планетаның  массасын  оның  радиусы  және  орташа  D 
тығыздығымен өрнектейік: 
?????? = ???????????? =
4
3
????????????
3
?????? 
Немесе                              ??????
грав
=
4
3
?????????????????????????????? 
Кеме  дөңгелек  орбитамен  қозғалатындықтан,  оған  төмендегідей  орталықтан  тебетін 
күш әсер етеді: 
??????
ц.т.
=
????????????
2
??????
= ????????????
2
?????? = ??????
4??????
2
??????
2
?????? 
 
 
 (3) 
Мұндағы, ??????, ?????? ғарыштық кеменің сызықтық және бұрыштық жылдамдықтары, Т оның 
планетаны  айналатын  периоды.  Центрден  тепкіш  күштің  рөлін  гравитациялық  күш 
атқаратындықтан, төмендегі теңдік орындалады: 
?????? =
3??????
????????????
2
 
Сағаттың  көмегімен  кеменің  планетаны  айналу  периодын  өлшеп,  оның  орташа 
тығыздығын есептейміз. Жердің жасанды серігінің периоды 5400 с болғандықтан: 
?????? =
3 ∙ 3,14
6,67 ∙ 10
−11
м
2
кг ∙ с
2
(5400с)
2
≈ 5000
кг
м
3
 
Айдың орташа тығыздығы мынаған тең: 
?????? =
3 ∙ 3,14
6,67 ∙ 10
−11
м
2
кг ∙ с
2
(7140с)
2
≈ 3000
кг
м
3
 
Шындығында,  Жер  мен  Айдың  тығыздығы  10%  артық.  Айырмашылықтың 
туындауының  себебі  кеме  Жер  мен  Айдың  бетінен  едәуір  қашықтықта  қозғалады.  Жердің 
және Айдың бетімен қозғалса (ауаның кедергісінің нәтижесінде мүмкін емес) тығыздықтар 
5500
кг
м
3
, 
3360
кг
м
3
  теңеледі.  Биік  орбиталар  үшін  тығыздықтың  формуласы  төмендегідей 
түрленеді: 
?????? =
3??????
????????????
2
(1 +
ℎ
??????
)
3
 
Мұндағы,  h  орбитаның  биіктігі.  Осы  формуланы  пайдаланып  тығыздықтың  дұрыс 
мәнін  аламыз.  Мысалы,  стандартты  әдісте  екі  дененің  арасындағы  үйкеліс  коэффициентін 
табу  үшін  оны  қозғалтатын  күштің  шамасы  мен  дененің  салмағын  білу  жеткілікті.  Дененің 
массасын таразы, ал әсер ететін күштің шамасын динамометр арқылы өлшейміз [4]. 
Үйкеліс коэффициентін анықтаудың жанама жолын қарастырайық. Темірден жасалған 
қалақшаға  тік  орналасқан  пішіні  паралеллепипед  тәріздес  ағашқа  төмен  бағытталған  (№1 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
50 
 
сызба) F күшпен әсер етеді. Ағаш темір қалақшасымен қандайда бір ?????? бұрышын жасағанда 
ол  темірдің  бетімен  сырғанай  бастайды.  Бұл  үдеріс  F  күшінің  горизонталь  құраушысы 
үйкеліс күшіне теңелген мезетте орындалады. F күшінің горизонталь құраушысы ?????????????????????????????? тең. 
Бұл жағдайда үйкеліс күші төмендегідей өрнектеледі:   
??????
үй
= ??????(?????? + ??????????????????????????????) 
Мұндағы, k ізделініп отырған үйкеліс коэффициенті, P ағаштың салмағы, F күшінің тік 
құраушысы ??????????????????????????????. Осы күштерді теңестірсек, мына өрнекті [5] аламыз. 
??????(?????? + ??????????????????????????????) = ?????????????????????????????? 
Бұдан 
?????? =
??????????????????????????????
?????? + ??????????????????????????????
 
Тапсырманың  шарты  бойынша  ағаштың  салмағы  аз  болғандықтан,  қатынастың 
бөліміндегі бірінші қосылғышты ескермесек, төмендегі формула шығады: 
?????? =
??????????????????????????????
??????????????????????????????
= ???????????????????????? =
??????
??????
 
 
 
Сызба 1 – Жазық темір бетіне ?????? бұрыш жасап орналасқан ағаштың сырғанауы 
 
Келтірілген әдіспен үйкеліс коэффициентін анықтау үшін сызғыштың көмегімен a мен 
b–ны өлшесек жеткілікті. 
Келесі мысалда массасы белгілі қолында метрі бар қайықтағы адам қайықтың массасын 
қандай тәсілмен анықтайды? 
Егер адам тыныштықтағы қайықтың бір ұшында тұрса, олардың қозғалыс мөлшерінің 
[5]  қосындысы  нөлге  тең.  Кішкентай  жылдамдықта  судың  кедергісін  ескермесек,  адам 
қайықтың  екінші  ұшына  орын  ауыстыра  бастаған  жағдайда  қосынды  жоғарыдағы  күйін 
сақтайды. Яғни: 
??????
1
??????
1
+ ??????
2
??????
2
= 0 
Мұндағы,  ??????
1
, ??????
1
  адамның  массасы  мен  жылдамдығы, 
??????
2
, ??????
2
  қайықтың  массасы  мен 
жылдамдығы.  Теңдіктің  екі  жағын  адамның  қайықтың  бір  ұшынан  екіншісіне  қарай 
жүргендегі орын ауыстыруға кеткен уақытқа көбейтсек мына теңдеу [6] шығады: 
??????
1
??????
1
?????? + ??????
2
??????
2
?????? = 0 немесе ??????
1
??????
1
+ ??????
2
??????
2
= 0 
Бұдан ??????
2
= −??????
1
??????
1
??????
2
 
Бұл  өрнектегі  ??????
1
  мен 
??????
2
  адам  мен  қайықтың  тыныштықтағы  сумен  салыстырғандағы 
орын  ауыстырулары.  Адам  қайықпен  салыстырғанда  l  жол  жүрсе,  олардың  арасындағы 
байланыс мына формуламен өрнектеледі: 
??????
1
= ?????? − ??????
2
 немесе 
??????
2
= ??????
1
??????−??????
2
??????
2
 
Демек,  кеменің  ұзындығын  және  жүрген  жолын  метрдің  көмегімен  өлшеп,  оның 
массасын анықтауға болады. Адамның массасы белгілі. 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
51 
 
Тәжірибе жүргізу барысында оқушы шындыққа сай келетін нәтиже алуы үшін ондағы 
өлшеулер мен тәжірибенің өзін өте мұқият және үлкен шеберлікпен өткізуі қажет. Мақалада 
заттардың  физикалық  қасиеттерін  сипаттайтын  параметрлерді  анықтаудың  стандартты 
түрінен  (өлшеуіш  құралдармен  өлшенуі)  басқа  тәсілдері  көрсетілген.  Мұндай  мысалдар 
оқушының  физика  пәніне  қызығушылығы  мен  белсенділігін  арттырып,  өз  бетінше 
шығармашылықпен жұмыс істеу қабілеттіліктерін шыңдай түседі. 
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 
1.
 
Иванов Б.Н. Законы физики. – М.: Высшая школа, 1985. 
2.
 
Кухлинг Х. Справочник по физике. – М.: Мир. 1983. 
3.
 
Мясников С.Н. Пособие по физике. – М.: Высшая школа, 1981. 
4.
 
 Майер В.В. Простые опыты по физике. – М.: Наука, 1987. 
5.
 
Силин А.А. Трение и мы. – М.: Наука, 1987. – 162 с. 
6.
 
Яворский  Б.М.,  Селезнев  Ю.А.  Справочное  руководство  по  физике.  –  М.:  Наука, 
1989.  
Резюме 
Т.Бижигитов, к.ф.м.н., профессор, А.Сембиева, магистрант
 
(г. Тараз, Таразский государственный педагогический институт), 
У.Парманбеков, к.ф.м.н.,доцент, М.Избасарова, старший преподаватель 
(г. Алматы, Казахский государственный женский педагогический университет) 
Методы развития творческого мышления и активной деятельности учеников в 
школьном курсе физики 
В  статье  рассмотрено  методы  развития  творческого  мышления  и  активной 
деятельности  учеников,  с  использованием  конкретных  примеров.  Большая  часть  задач, 
содержащихся  в  задачниках  школьного  курса  физики  не  требуют  творческого  мышления 
учеников. И так, чтобы решить задачи в задачниках, данные в задачах систематизируются и 
находится  неизвестный  параметр  из  физических  законов,  для  дальнейшего  вычисления.  В 
этом случае, ученик хорошо освоивший  теорию курса физики решит задачу очень быстро. 
Преподаватель  физики  не  сообщая  параметров    (ученики  самостоятельно  находят  из 
справочников)  задач  должен  давать  возможность  ученикам  находить  решения 
самостоятельно.  Например,  чтобы  расплавить  свинец  какие  параметры  должен  иметь 
собирательная  линза  в  фокусе.  Чтобы  ответить  на  вопрос  о  том,  какой  должна  быть 
мощность насоса для откачки воды из глубины 10 метров, ученик должен мыслить творчески 
и уметь работать со справочниками. 
Ключевые слова: прямые и косвенные методы измерения. 
Summary 
T.Bizhigitov, candidate of phys.-mathem. sciences, professor, A.Sembiyevа, undergraduate
 
(c. Taraz, Taraz State Pedagogical Institute),  
Y.Parmanbekov, Candidate of phys.-mathem. sciences, professor,  
M.Izbasarovа, senior teacher 
(c. Almaty, Kazakh State Women's Teacher Training University) 
Methods of the development of creative thinking and active student’s activities in a 
school course of physics
 
The  article  deals  with  methods  of  creative  thinking  and  activity  ,  using  concrete  examples. 
Most  of  the  tasks  contained  in  the  taskbook  of  a  school  course  of  physics  do  not  require  creative 
thinking of students. So, to solve the problem in the taskbook, the data in tasks are systematized and 
is the unknown parameter of the physical laws, for further calculations. In this case, the student has 
mastered  the  theory  of  physics  course  solves  the  tasks  very  quickly.  Teacher  of  physics  without 
telling  parameter  (students  find  their  own  directories  of)  tasks  should  allow  students  to  find  their 
own solutions. For example, to melt lead which parameters must have a collective lens is in focus. 
To answer the question of what should be the pump power for pumping water from a depth of 10 
meters, the student must be able to think creatively and work with directories. 
Keywords: direct and indirect methods of measurement. 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
52 
 
УДК 621.311.24. 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ – 
СНИЖЕНИЕ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА 
 
А.К.Ершина, д.ф.-м.н., профессор 
А.С.Копенбаева, магистр физики 
(г. Алматы, Казахский государственный  
женский педагогический университет) 
 
Аннотация: Изменение климата  – одна из наиболее широко обсуждаемых проблем в 
современном  мире.  Этой  проблеме  посвящены  публикации  в  газетах  и  журналах, 
телевизионные  передачи,  дискуссии  ученых,  выступления  политиков.  Переход  на 
возобновляемые  источники  энергии  является  общемировой  тенденцией  и  реализуется  при 
широкой  политической  поддержке  многих  стран,  в  том  числе  в  Республике  Казахстан.  В 
статье  излагается  использование  возобновляемых  источников  энергии  (ветро,  солнечная 
энергетика и т.д.) в Казахстане, описание конструкций новой версии ветротурбины Дарье с 
высокими  технико-экономическими  показателями  как  в  случае  Н-ротора,  так  и  системы 
тропоскино. При конструкции Н-ротор требуется фиксатор поддерживающий махи в строго 
определенном  положении.  В  случае  тропоскино  валы  могут  вращаться  в  протиположных 
направлениях,  что  обеспечивает  автономность  вращение  двух  пар  рабочих  лопастей  без 
фиксатора.  Приводятся  результаты  испытания  действующей  лабораторной  модели  в 
аэродинамической трубе и полупромышленного аппарата в натурных условиях.  
Ключевые  слова:  возобновляемые  источники  энергии,  парниковый  эффект, 
ветротурбина, Бидарье. 
Основные выбросы вредных газов приходятся на тепловые электростанции. Поэтому одна 
из  важнейших  проблем  современности  состоит  в  разработке  и  использовании  экологически 
чистых  технологий  производства  электроэнергии.  В  июне  1992  г.  на  Конференции  ООН  по 
окружающей  среде  в  Рио-де-Жанейро  150 стран  подписали  рамочную  Конвенцию  ООН  об 
изменении климата. Делая это, они определили изменение климата как  «общечеловеческую 
проблему». Их задачей было выработать глобальную стратегию  «для того,  чтобы защитить 
систему климата и жизни населения планеты Земля. В 1999 г. и Казахстан присоединился к 
этой Конвенции, в которой отмечается, что одной из главнейших задач является использование 
возобновляемых  источников  энергии  (ВИЭ)  как  наиболее  совершенный  способ  получения 
цивилизованного вида энергии-электричества. 
Не  последнее  место  в  неблагоприятном  изменении  климата  занимает  и  Казахстан, 
например,  в  2010  г.  перешел  с  третьего  на  первое  место  в  мире  по  выбросам  углекислых 
газов,  на  единицы  ВВП,  обогнав  США  и  Канаду  [1].  Столь  высокий  объем  выбросов 
обусловлен  превалирующим  использованием  низкосортных  углей  в  казахстанской 
энергетике  и  отсутствием  внедрения  природных,  экологически  чистых,  возобновляемых 
источников энергии.  
Как  известно,  в  течение  последних  100  лет  имело  место  15-кратное  увеличение 
потребления энергетических ресурсов. Вместе с тем численность населения Земли увеличилось 
с 1,7 до 6,5  млрд. человек. При этом потребление топливно-энергетических ресурсов на душу 
населения возросло почти в 4 раза и составило в условном исчислении около 2,14 т/чел в год [2]. 
К  2030  году  в  мире  ожидается  рост  потребления  первичных  энергоресурсов  на  40%. 
Предлагается, что через 20 лет население земного шара с 7 млрд. человек увеличится более 
8млрд. человек. Без использования ВИЭ мы истощаем природные сырьевые ресурсы, ничего 
не  оставляя  будущим  поколениям,  одновременно  нанося  непоправимый  вред  атмосферной 
экологии  Земли.  Не  увеличив  долю  ветроэнергетики  и  других  возобновляемых  источников 
энергии в мировом энергопроизводстве, выбросы CO
2
 в мире будут продолжать расти –плюс  
еще 30%.  

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
53 
 
В  настоящее  время  в  мире  в  результате  сжигания  топлива  на  тепловых 
электростанциях,  других  промышленных  предприятиях  и  в  автомобильных  двигателях  в 
атмосферу  ежегодно  выбрасывается  более  5  млрд  тонн  диоксида  углерода.  Еще  1-2  млрд 
тонн  его  поступает  в  атмосферу  за  счет  лесных  пожаров,  главным  образом  тропических  и 
вулканических  процессов.  Леса  исчезают  с  поверхности  планеты  с  катастрофической 
скоростью, за два последних века их площадь сократилась вдвое. Влажные тропические леса 
начали интенсивно сгорать с середины ХХ в. (в среднем эти леса исчезают со скоростью 1 га 
в минуту или 5 тыс. км
2
 в год). 
Геофизики из США, Канады, Германии и Франции рассказали о будущем Земли через 
десять тысяч лет. Результаты исследований авторы опубликовали в журнале Nature Climate 
Change, сообщает Lenta.ru [3]. 
Основной вывод геофизиков сводится к тому, что в течение ближайших десяти тысяч 
лет  глобальное  потепление  и  антропогенный  фактор  окажут  необратимое  влияние  на 
хаотические  изменения  климата  на  планете,  если  только  человек  не  примет  ответных  мер. 
Самая консервативная оценка предполагает, что в течение ближайших столетий в атмосферу 
перейдет около 1,28 миллиарда тонн углерода. Согласно другому сценарию, в воздухе может 
оказаться  9,5  миллиарда  тонн  этого  вещества.  По  данным  ученых,  последствия  изменения 
химического состава атмосферы будут катастрофическими. 
Средняя  температура  вырастет  более  чем  на  2  градуса  Цельсия,  а  таяние  ледников 
Гренландии  и  Антарктиды,  снеговых  вершин  горных  местностей  приведет  к  повышению 
уровня  мирового  океана  на  25  метров.  Следствием  этого  будет  затопление  прибрежных 
островов и городов, в которых в настоящее время проживает 19 процентов населения Земли 
(1,3 миллиарда человек). Примерно половина жителей 25 крупнейших мегаполисов планеты 
будет вынуждена покинуть свои места обитания. 
Исправить ситуацию, по мнению ученых, может только полное прекращение выбросов 
углерода  в  атмосферу  или  меры  по  его  изъятию  из  воздушной  оболочки  Земли. 
Незначительное  сокращение  выбросов  углерода,  по  мнению  геофизиков,  ситуацию  не 
улучшит [3]. 
Образное название «парниковый эффект» получило природное явление, суть которого 
заключается  в  том,  что  атмосфера  задерживает  идущее  от  земной  поверхности  тепловое 
излучение в космос (подобно пленке над огородным парником). 
Газы,  задерживающие  тепловое  излучение  и  препятствующие  оттоку  тепла  в 
космическое пространство, называются парниковыми газами [4]. 
Благодаря  парниковому  эффекту  среднегодовая  температура  у  поверхности  Земли  в 
последнее тысячелетие составляет  примерно 15
о
С, без него она опустилась бы до  -18 
о
С, и 
существование жизни на Земле стало бы затруднительным (рис. 1). 
 
Рис. 1 – Изменение средней температуры поверхности Земли за последнюю тысячу лет 
 
Основной парниковый газ – водяной пар, задерживающий до 60% теплового излучения 
Земли.  Содержание  водяного  пара  в  атмосфере  определяется  планетарным  круговоротом 
воды и (при сильных широтных и высотных колебаниях) практически постоянно. Остальные 
40%  теплового  излучения  Земли  задерживают  другие  парниковые  газы,  в  том  числе  более 
20% – углекислый газ. 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
54 
 
Понятие  низкоуглеродного  развития  (и  низкоуглеродной  экономики)  получило  в 
последние  годы  широкое  рапространение  как  в  официальных  документах,  так  и  в 
исследовательских  работах.  Особенно  активно  оно  стало  использоваться  после  выхода 
Четвертого  оценочного  доклада  Межправительственной  группы  экспертов  по  изменению 
климата  (МГЭИК).  В  докладе  было  признано,  что  для  того,  чтобы  с  вероятностью  50% 
глобальное  увеличение  средней  приземной  температуры  воздуха  по  сравнению  с 
доиндустриальнымзначением  было  ограничено  2
о
С,  необходимо  снизить  глобальные 
выбросы СО к 2050г. на 50% по сравнению с 1990 г.  
Отметим, что в СНГ этот вопрос пока не получил широкого освещения, и практически 
нет  исследований  по  проблеме  перехода  к  низкоуглеродной  модели  развития  СНГ-овской 
экономики, не говоря уж о потенциальных сценариях и конкретных планах такого перехода.  
Низкоуглеродное развитие – уже реальность сегодняшнего дня. Прогресс во внедрении 
зеленых  технологий  может  идти  быстрее  или  медленнее,  по-разному  в  разных  странах,  но 
сам  вектор  развития  очевиден.  Многие  низкоуглеродные  процессы  в  СНГ  уже  идут,  даже 
если  официальные  лица,  бизнес  и  население  и  не  подозревают  о  наличии  такого  термина. 
Это, прежде всего, энергосбережение и повышение энергоэффективности [5]. 
В начале 90-х годов нынешний лауреат Нобелевской премии академик Жорес Алферов 
на собрании АН СССР заявил, что если бы на развитие возобновляемой энергетики было бы 
потрачено хотя бы 15% из тех средств, что мы вложили в энергетику атомную, то АЭС нам 
бы сейчас вообще были не нужны. 
В одном из своих интервью Генеральный секретарь ООН Пан Ги Мун во время своего 
приезда на празднование 70-летия Дня Победы в Москве на вопрос «Что Вы считаете самым 
главным  в  своей  деятельности?»,  отметил:  «Самой  важной  своей  обязанностью  я  считаю 
необходимость  привлечения  внимания  общественности  нашей  планеты  к  повышению 
температуры  атмосферы,  так  называемому  «парниковому  эффекту».  В  настоящее  время 
наиболее доступным является освоение природных возобновляемых источников энергии. 
На  основании  отчета  о  развитии  мировой  ветроэнергетической  отрасли  за  2013  год, 
подготовленной  Всемирной  ветроэнергетической  ассоциацией  (World  Wind  Energy 
Association - WWEA) следует, что мощность мировой большой ветроэнергетической отрасли 
в 2014 году достигла 360 ГВт [6,7]. 
В  целом,  в  2013  году  103  страны  и  регионов  мира  использовали  энергию  ветра  для 
производства электроэнергии. К сожалению, Казахстан пока занимает 84 место, вырабатывая 
2 МВт ветроэлектроэнергии.  
Всемирная  ветроэнергетическая  ассоциация  (WWEA)  –  прогнозирует,  что  общая 
установленная мощность мировой ветроэнергетики достигнет 700 ГВт к 2020 году.  
С  7  по  9  апреля  2014  года  в  Шанхае  (Китай),  c  большим  успехом  проведена  13 
Всемирная  конференция  по  ветроэнергетике  WWEC  2014  [6,7].  В  работе  конференции 
приняли  участие  500  делегатов  из  40  стран  мира.  Участники  конференции  обсудили  все 
аспекты, связанные с использованием энергии ветра – от политики, действующей в отрасли, 
до  производства,  разработки  и  эксплуатации  ветроэнергетического  оборудования,  а  также 
социально-экономические вопросы. 
Существуют несколько разновидностей получения энергии из ВИЭ.  
Особое  внимание  было  уделено  роли  распределенной  ветроэнергетики  в  дальнейшем 
расширении  использования  ветроэнергетики  во  всем  мире  энергии  ветра  в  любом  регионе 
нашей планеты. 
Появление  ветроэнергетических  станций  изменит  концепцию  развития  энергетики  в 
целом,  вызовет  интерес  к  созданию  машин  для  преобразования  энергии  ветра  и  быстрое 
развитие прикладных наук, фундаментальных исследований в этом направлении. Серьезное 
развитие должны получить теория и практика электротехнических проблем применительно к 
ветроэнергетическим  установкам  в  Казахстане  [8,9].  Развитие  ветроэнергетики  приведет  к 
возрождению  многих  мелких  крестьянских  хозяйств,  впавших  в  настоящее  время  в 
средневековое состояние, реанимирует многие производства, решит социальные проблемы. 

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
55 
 
В Казахстане не получило развитие отрасль ветромашиностроения. В отличие от Китая, 
которые  за  последнее  5  лет  вышел  на  1  место  по  выпуску  ВЭУ  во  всем  мире,  Казахстан 
импортирует ветроэнергетические установки и технологии зарубежом. 
Ветроагрегат HBI-ротор 
Была  проведена  углубленная  работа  по  теоретическому  обоснованию  эффективности 
работы комбинированного ВЭУ HBI-ротора. Результаты расчета работы ВЭУ с вариациями 
всех  основных  параметров  (скорость  ветра,  длина  лопасти,  хорда,  полумах,  угол  атаки, 
скорость атаки, определение подъемной силы, сопротивление воздуха круговому движению 
лопасти,  мощность  ветроагрегата)  подтверждают  эффективность  предлагаемого  аппарата  и 
обнадеживает его высокие технико-экономические характеристики. 
Главная  задача  создания  ВЭУ,  на  наш  взгляд,  состоит  в  том,  чтобы  был  высокий 
коэффициент  использования  энергии  ветра  (),  т.е.  чем  выше    такого  аппарата,  тем  он 
очевидно позволит снять значительную часть ветровой энергии. 
Известно, что любая вращающаяся турбина создает на пути ветра загромождение и чем 
больше  количество  рабочих  лопастей,  тем  больше  сопротивление  турбины,  меньше  съем 
энергии,  ветер  начинает  обтекать  загромождения,  не  передавая  полностью  свою 
энергетическую мощность ВЭУ.  
На  рис.  2  приведена  экспериментальная  зависимость  изменения  коэффициента    от 
быстроходности  Z.  Как  видно  из  графика  с  уменьшением  количества  лопастей 
ветротурбины, величина  и Z возрастает. Наибольшим значением обладает двухлопастное 
американское ветроколесо 
Тенденция повышения  с уменьшением количества рабочих лопастей привело даже к 
созданию  однолопастного  пропеллерного  ВЭУ  (рис.  3).  Одинокий  пропеллер  был  связан 
напрямую с валом турбины и для устойчивости работы снабжен балансиром. 
 
 
1-критерий  Бетца-Жуковского  –  59%,  2-критерий  Глауэрта,  3  –  трехлопастное 
ветроколесо,  4  –  двухлопастное  ветроколесо,  5  –  вертикально-осевые  ВЭУ  типа  Дарье  и 
Масгроув, 6 – многолопастные ветронасосы, 7 – ВЭУ типа Савониус. 
Рисунок  2  –  Зависимость  ξ  для  различных  типов  и  конструкций  ветровых  турбин  от 
степени их быстроходности Z 
 
Разработка  и  создание  Бидарье  с  двумя  коаксиально  расположенными  автономно 
вращающимися валами подсказала в случае использования системы Дарье можно на одном 
валу  (например,  на  центральном)  установить  полумах  с  одной  рабочей  лопастью,  ба-
лансировка которой обеспечивается таким же полумахом с рабочей лопастью, но связанный 
с наружным автономно вращающимся валом. Этот принцип был заложен в основу создания 
комбинированного  ВЭУ  HBI-ротора  (см.  рис.  4).  В  этом  заключается  оригинальность  и 
новизна  предлагаемого  ветроагрегата,  коаксильные  валы  вращения  отделены  друг  от  друга 
как  и  в  случае  Бидарье  шарикоподшипниками  [10-15].  В  результате  центральный  вал  со 
своим  полумахом  и  рабочей  лопастью  обходя  свою  ометаемую  площадь  при  вращении 
турбины  передает  вращательный  момент  своему  электрогенератору,  другой  полумах  с 
противоположно  расположенной  рабочей  лопастью  соединенный  с  наружным  валом  пере-
дает свой вращательный момент второму генератору.  

Хабаршы-Вестник-Bulletin №4(64), 2016
 
56 
 
 
Рисунок 3 – Однолопастная пропеллерная турбина 
 
Таким  образом,  каждый  из  двух  рабочих  лопастей  с  помощью  полумах  вращается 
самостоятельно  по  ометаемой  площади  в  виде  кольцевых  поверхностей,  равным  диаметру 
ветротурбины  и  шириной  –  длине  рабочих  лопастей.  Обе  противоположно  расположенных 
лопастей балансирует друг друга и независимы. Соответственно вторая лопасть с полумахом 
вращает наружный вал и имеет ометаемую площадь таких же видов как и лопасть связанный 
с  центральным  валом.  Схематически  ометаемые  площади  обеих  лопастей  показано  на 
рисунке 63. 
Отсюда  видно,  что  общая  ометаемая  площадь  получается  в  2  раза  больше,  чем  у 
обычного  Дарье.  В  результате  количество  энергии  ветра  используемого  ВЭУ  HBI-ротора 
теоретически  должно  возрасти  в  2  раза  при  высокой  культуре  производства.  Передача 
энергии турбины каждой рабочей лопасти к двум разным генераторам, увеличивает общую 
энергию аппарата. Вырабатываемые двумя электрогенераторами энергии суммируются, что 
приводит к заметному увеличению коэффициента  на 30-40%, чем обычное Дарье. 
 
 
Рисунок 4 – Форма ометаемых площадей обеих рабочих лопастей HBI-ротора 
 
 
Рисунок 5 – Комбинированная ветроустановка HBI-ротор карусельного типа 
полупромышленного образца 

жүктеу/скачать 2,22 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: