Геотермалды энергияны пайдалану мәселелері 6В05203– География «Геология геоморфология негіздерімен»
жүктеу/скачать 395,16 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ГЕОТЕРМАЛДЫ ЭНЕРГИЯНЫ ПАЙДАЛАНУ МӘСЕЛЕЛЕРІ
- Пән оқытушысы: г.ғ.к., қауымд.проф.м.а. Боранкулова Д.М. Алматы, 2023
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ЖӘНЕ ГЕОГРАФИЯ ИНСТИТУТЫ «ГЕОГРАФИЯ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯ» КАФЕДРАСЫ ГЕОТЕРМАЛДЫ ЭНЕРГИЯНЫ ПАЙДАЛАНУ МӘСЕЛЕЛЕРІ 6В05203– География «Геология геоморфология негіздерімен» пәні бойынша жоба Жобаны орындағандар: «6В05203 – География» білім беру бағдарламасының 2-курс студенттері Қалмырзаева Б.Ә., Игісінова Н.Б., Дюсекенова А.А. Пән оқытушысы: г.ғ.к., қауымд.проф.м.а. Боранкулова Д.М. Алматы, 2023
КІРІСПЕ
Заман көші алға озып, экономика дамыған сайын қоршаған ортаны қорғау қиынға соғып барады. Өндірісті дамытпаса, экономика алға баспайтыны белгілі. Ал өндірісті дамыту үшін электр энергиясы қажет. Сонымен қатар, үстіміздегі мыңжылдықта адамзаттың энергияға деген сұранысын қанағаттандыру қиынға соғып барады. ХХІ ғасырда жаhандық экономика энергетикалық жағынан жеткілікті қамтамасыз етілмейінше дами алмайды. Мамандардың есептеуінше, тек алдағы 2 онжылдықтың ішінде адамзаттың қуатты қажетсінуі 40 пайызға өседі. Бүгінде 2 миллиард адамның электрге мүлдем қолы жетпейді. Бұл жолдан өгізді де өлтірмей, арбаны да сындырмай аман-есен алып шығудың жалғыз жолы – «жасыл энергетиканы» дамытудың маңызы зор. Қазақстанда балама энергия көздерін дамытудың әлеуеті аса жоғары екені даусыз. Мамандар еліміздің гидроэнергия, жел және күн энергиясынан алынатын қуат көзінің ресурстық әлеуеті 1 трлн. кВт/сағатқа тең келетінін айтқан болатын. Қазірдің өзінде Қазақстанда балама энергия көздерін дамыту мақсатында оннан астам жобалар жүзеге асырылуда. Олар негізінен шағын қуаттағы қанатқақты жобалар болғанымен, «жасыл энергетиканы» дамытуда ерекше серпін беретіні сөзсіз. Соңғы 15-20 жылда әртүрлі ауылшаруашылық немесе өнеркәсіптік нысандарды электрмен жабдықтау үшін жаңартылатын энергия көздерін пайдалану тақырыбы өзекті болды. Бұл тақырыптың өзектілігі екі факторға байланысты: экологиялық таза және жаңа энергия көздерін іздеу. Өнеркәсіп пен ғылыми-техникалық прогрестің қазіргі даму қарқыны кезінде ғалымдардың болжамы бойынша қазба ресурстары тағы 150-200 жылға жетеді. Ядролық энергияны пайдалану адамдар арасында көптеген дау тудырады. Қауіп қалдықтарды утилизациялау проблемаларымен, экологиялық және техногендік апаттарға әкеп соқтыратын авариялармен, сондай – ақ осы объектілердің зақымдануын-жаппай қырып-жою қаруы ретінде пайдалану мүмкіндігімен байланысты. Алайда, ядролық энергетиканы ілгерілетуді жақтайтын "Дүниежүзілік ядролық қауымдастық" 2011 жылы көмір электр станцияларында өндірілген электр энергиясының орташа есеппен жылына 1 гиггаватта (бүкіл өндірістік тізбекті ескере отырып) 342 адам, газда – 85, гидростанцияда – 885, ал атомда-8 адам өлімі болады деген деректерді жариялады. Дегенмен, кейбір адамдар болашақ жаңартылатын энергия көздерінде деп санайды. Жаңартылатын энергия көздерін және жергілікті отын түрлерін пайдаланудың стратегиялық мақсаттары: - қоршаған ортаға антропогендік жүктеменің өсу қарқынын төмендету және өсіп келе жатқан энергия тұтынуды қанағаттандыру қажет болған кезде климаттық өзгерістерге қарсы тұру; - қазба отынының қолда бар ресурстарын ұтымды пайдалану және оны тұтынудың өсу қарқынын төмендету; - қазбалы отынды пайдалану кезінде қоршаған орта ластануының өсу қарқынын бәсеңдету жолымен халықтың денсаулығы мен өмір сүру сапасын сақтау, сондай-ақ денсаулық сақтауға арналған жалпы мемлекеттік шығыстарды төмендету; - электр энергиясы мен отынды бөлу және тасымалдау шығындарының және осы кезде туындайтын шығындардың өсу қарқынының баяулауы; - отын-энергетикалық теңгерімге қосымша отын-энергетикалық ресурстарды тарту; - орталықсыздандыру деңгейін арттыру арқылы энергетикалық қауіпсіздік деңгейін және энергиямен жабдықтау сенімділігін арттыру 1 БАЛАМАЛЫ ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІНІҢ НЕГІЗІНДЕ ЖҰМЫС ЖАСАЙТЫН ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯЛАР Жаңғыртылатын энергия көздеріне энергияның мынандай түрлері жатады: күн энергиясы, геотермалды энергия, жел энергиясы, теңіз толқындарының энергиясы, мұхит суының ағысынан туындайтын энергия, мұхит суының көтерілуі мен төмендеуі кезінде қалыптасатын энергия, биомасса энергиясы, гидро (су) энергиясы, төмен әлеуетті жылу энергиясы және жаңартылатын энергияның басқа да түрлері. Шартты түрде жаңартылатын эенргия көздерін 2 топқа бөледі: Дәстүрлі – бұл топқа қуаттылығы кем дегенде 30 МВт-ты құрайтын СЭС-тардан алынатын су энергиясы; жылу алу үшін отынды, торфты және пештерде жанатын жанармай отынның басқа да түрлерін дәстүрлі жолмен жағу арқылы алынатын биомасса энергиясы; сонымен бірге геотермалды энергия жатады. Дәстүрлі емес – бұл топқа күн энергиясы; жел энергиясы; мұхит пен теңіз суының толқындарының, ағыстарының және суының өз деңгейінен көтерілуі кезінде қалыптасатын энергия; кіші және микро СЭС-терден алынатын су энергиясы; дәстүрлі жағу әдісінсіз алынатын биомасса энергиясы; төмен әлеуетті жылу энергиясы және жаңартылатын энергияның басқа да түрлері жатады. Қазіргі таңда адамзат баласының 1/3-нен астамы тиісті энергетикалық инфраструктураның болмауының нәтижесінде электр энергиясына қолдары жетпейді. Органикалық отынның шектен тыс жануы ғаламдық климатқа орны толмас әлеуметтік және экономикалық зардаптар әкелуде, адам денсаулығына қауіп төндіруде. Сонымен қатар, дәстүрлі органикалық отын көздері үстіміздегі үшінші мыңжылдықта таусылудың алдында тұр. Ал дәстүрлі емес органикалық отынның түрлерін, мысалы, мұнайлы құмдақты қолдану біріншіден – энергия тасмалдағыштардың бағасының анағұрлым жоғарылауына алып келсе, екіншіден – қоршаған ортаны қосымша ластайды. Жоғарыда аталған деректердің салдарынан меншікті дәстүрлі энергетикалық ресурстары жоқ елдердің электр энергисын импорттауға деген қажеттілігі екі есеге өседі. Ал бұл жағдай болашақта халықаралық шиеленіс пен жанжалға алып келуі мүмкін. Қалыптасқан жағдайда көп елдер мақсатты түрде атом энергиясын ары қарай дамыту жолдарын іздестіруі ықтимал. Ядролық отынды қолдану туралы бір-біріне қарама-қайшы екі көзқарас бар: біріншілері бұл электр қуатын өндіру технологиясының қалыпты жақсы жақтарын атап көрсетсе, екіншілері ядролық апаттардың салдарынан туындайтын күрделі мәселелер мен атомдық қарудың таралу қаупін, ядролық қалдықтардың зиянын алға тартады. Тап осы сәтте белгілі-бір елдер мен аймақтарда 2 миллиард адам электр қуатынсыз өмір сүріп жатқанда, ядролық отынды қоспағанда, жаңғыртылатын энергия көздерінен өндірілетін электр энергиясын қалыпты бағамен немесе дәстүрлі энергия көздері беретін электр энергиясының бағасынан да төмен бағамен алуға мүмкіндік береді. Бірақ өкінішке орай, бүкіл әлемде «жасыл энергетиканы» зерттеу жұмыстарына, «жасыл энергетиканы» дамытуға, энергетикалық орталықтарды салу мен баламалы энергия нарығын құру мәселелері тиісті қолдау таппай, лайықты назарда болмауда. Баламалы энергия көздерінің табиғи әлеуеті ешқашан таусылмайды және органикалық энергия мен ядролық энергияның жалпы жылдық табысын бірнеше мың рет асып түседі, ал бұл дегеніміз дәстүрлі энергия көздерін түгелімен әрі тұтастай алмастыруға мүмкіндік береді. Ал баламалы энергия көздерінің экономикалық әлеуетіне, пайдасына келетін болсақ, уақыт өте келе оның экономикалық тиімділігі сөзсіз арта түседі. Сондықтан алдағы уақытта баламалы энергия көздерін өндіретін электр станциялары кең ауқымда таралады және технологилық жағынан дамиды. Ал дәстүрлі энергия көздерінің бағасы оның қорының аздығы мен қоршаған ортаны ластауы себебінен күннен-күнге жоғарылайды. Қазірдің өзінде, әсіресе біріккен энергиялық жүйесі жоқ аудандарда баламалы энергия көздерін артық шығынсыз қолданысқа енгізуге мүмкіндік бар. Баламалы энергия көздерін кең түрде қолданысқа енгізу мен энергия тиімділігін арттыруға бағытталған саясаттың негізгі назарында қоршаған ортаны қорғау, табиғат байлықтарын сақтау, энергетикалық қауіпсіздік пен баламалы энергия көздерінің экономикалық дамуы, кедейліктің азаюы, табиғи қорларға бола туындайтын дау-дамайлар мен экономикалық дағдарыстың қаупін ауыздықтау және басқа да энергетика мен табиғи қорларға байланысты туындайтын мәселелер болуы шарт. Жоғарыда аталып кеткен мәселелерді шешу үшін заңнамалық бастамалардың болуы керек. Сонымен қатар әлемдегі елдердің парламенттері демократиялық қозғаушы күш ретінде осы құбылыстардың бастамасын қалыптастыруы қажет [1]. Күн энергиясы Күн – қуатты генератор. Табиғи энергетикалық ресурстардың ішінде жер бетінде мол таралған энергия көзі Күн сәулесінің энергиясы болып саналады. Біздің планетамыздың Күннен бір тәулік ішінде алатын энергия мөлшері 63,8*1016 миллиард кВт /сағатқа тең. Бұл ұшан-теңіз энергия. Осыншама энергияның 47%-ы ғана планетамызды қоршаған ауа қабатына сіңіп, қалғаны шағылысып, кері космос кеңістігіне тарап кетеді. Планетамызға жететін Күн энергиясының едәуір бөлігі жердің бетін жылытуға, теңіз және мұхит суларын буландыруға, өсімдіктер дүниесіне қажетті фотосинтез процесіне, су және ауа ағыстары сияқты әр түрлі құбылыстарды тудыруға жұмсалады. Күн энергиясының жалпы мөлшерін бүкіл жер бетінің ауданына бөлсе оның әрбір шаршы метріне орта есеппен 160 ватт қуатынан келер еді. Әрине, жер бетіне Күн энергиясы бірдей таралмайтыны белгілі, оның мөлшері экваторлық ендіктерде көбірек те, полюстерге қарай азаяды. Соған қарамастан Жер шарының кез-келген елді-мекеніндегі әрбір үйінің шатырына түсетін энергия мөлшері сол үйді жылытуға пайдаланатын энергиядан анағұрлым артық екенін біле бермейміз [2]. Жыл сайын Жер Күннен шамамен 1,6*1018 кВт/с энергия алады, бұл энергияны тұтынудың қазіргі деңгейіне қарағанда 10 мың есе көп. Және күннің Жердегі энергетикалық балансында энергияның басқа барлық көздерінің қосынды үлесінен 5 мың есеге артады, басқаша айтсақ жер үшін күн энергиясының әлеуеті жылына шартты отынның 123*1012 т құрайды. Сонымен қатар Жерде пайдаланатын энергияның барлық түрі жылу энергиясына трансформацияланады, бұл энергия өндірісінде түсетін күн радиациясының 5%-на тең келетін қайтымсыз өзгерістерге әкеп соғуы мүмкін [3]. Жер бір күнде Күннен әлемдегі барлық элетр станцияларында өндірілетін электр энергисынан мың есе көп энергия алады. Күн энергиясы қоршаған ортаға жоғарғы дәрежеде жағымды әсер қалыптастырады. Жер бетіне жақын Күннің сәулеленуі кезінде шоғыр (спектр) пайда болады және ол спектр қара дененің спектріне ұқсас келеді. Спектрдің температурасы – 6 000 К, шартты диапазоны – 0,50 болып келеді. Атмосфера сыртындағы күннің сәулелену қарқындылығы Жердің жылдық қозғалысы нәтижесінде кішкене өзгеріс жасайды. Күннің орташа тұрақты өнімділігі I0 = 1360 Вт / м2 - ты құрайды [4]. Күннің сәулеленуі Жер бетіндегі күн сәулесі түсіп тұрған нүктенің қай ендікте орналасқандығына, сол жердің теңіз деңгейінен биіктігіне, жыл мезгілі мен тәулікке, бұлттылыққа тәуелді болады. Күннің сәулелену қарқындылығы 1000 Вт/м2-тан асуы мүмкін. Күн сәулесінің жер бетіне түсуін мемлекеттік метеорологиялық орталықтар актинометриялық станцияларының желілері арқылы тіркеп отырады. Өлшеу жұмыстары стандартты термоэлектрлі құралдар арқылы жүзеге асады. Мысалы, күннің тіке сәулелену қарқындылығы – АТ-50 актинометрі арқылы; жиынтық сәулелену қарқындылығы – М-80 баллометрлік үлгідегі пиранометрі арқылы жүзеге асады. Егер қарастырылып отырған аумақта актинометриялық станциялар мүлде болмаған жағдайда күннің сәулеленуін өлшеу үшін жанама тәсіл қолданылады. Яғни, көршілес жатқан аумақтарда орналасқан станциялардағы күннің сәулеленуі өлшенген статистикалық мағлұматтарды қолданады [1]. Әрине, Күн энергиясын адамдар өз өмірінде қашан да болса пайдалануда. Бірақ ол энергия табиғаттың заңымен өзгерген бір түрден екінші түрге айналып, адам тіршілігінің арқауы болған энергия түрі болып табылады. Жер бетінде жайқала өскен өсімдіктер дүниесі, теңіз бен мұхиттың тулаған толқындары, атмосфераның жауын-шашыны, планетамыздың барлық тіршілік түрлері, жер қойнауының көмірі, мұнайы мен газы және тағы басқасы қуатты Күн энергиясының жемісі. Жер бетіне түскен Күн энергиясы із-түзсіз жоғалып кетпейді. Оның өзгерген түрі біздің күнделікті ішетін тамағымыз, киетін киіміміз, жағатын отынымыз, зауыттар мен фабрикаларда, қала мен ауылдарда пайдаланылатын энергиялар. Яғни, планетамызда Күн энергиясының құдіретті әсерінсіз бірде-бір тіршілік түрі қалыптасып, дами алмас еді. Солай бола тұрса да адамдар Күн энергиясын пайдалануды әлі толықтай меңгере қойған жоқ. Оның басты себебі Күн энергиясының мөлшері орасан мол болғанымен, ол жер бетіне шашыранды түрде жетеді, оларды «жинап» өндіріс салаларын арзан, ең тиімді энергия көзімен жабдықтау мәселесі әзірше қай елде болса да өндірістік көлемде өз шешімін таппай отыр [5]. Сурет 1. Күн сәулесінің қарқындылық картасы Шынында да Күн энергиясы сарқылмайтын ең арзан да қуатты табиғи энергия көзі болып табылады. Бірақ осы энергияның жер бетінде таралу мөлшері бірдей емес. Жер бетінің Күн энергиясы экваторға жақын жерлерге мол таралған. ТМД-да Күн сәулесі Закавказье, Орта Азия Республикаларына, Қырымға, Қазақстанның оңтүстік облыстарына едәуір мол түседі. Ғалымдардың есептеулеріне қарағанда, бұл аудандардың әрбір шаршы метріне түсетін энергия мөлшері өзінің калориялық қуаты жағынан ауданы 1 шаршы метр, қалыңдығы жарты метр қоңыр көмір энергиясының қуатына тең. Бұл, әрине өте үлкен көрсеткіш. Экваторға жақын орналасқан Нигерияда Күннің ыстықтығы сондай, тіпті көлеңкенің өзінде ауаның температурасы 40-450С-қа жететін көрінеді. Осындай Күн энергиясы мол түсетін жерлер Қазақстан территориясында да бар, олар Маңғышлақ, Қызылорда, Шымкент, Жамбыл, Алматы облыстары, Үстірт, Орталық Қазақстан және тағы басқа жерлер. Ғылыми деректерге қарағанда, осы аудандарда 1 жыл ішінде 150-210 күн ашық, орташа есеппен 370С жылы болып тұрады екен. Әрине, жалпы Күннен таралған энергия жер бетіне түгелдей жетпейтінін жоғарыда айттық. Біздің планетамызға Күн бөлетін энергияның небары 2 миллиардтан бір бөлігі ғана жетеді. Тіпті осы энергияның өзі-ақ Каспий, Азов теңізі сияқты су айдындарын 1-2 минуттың ішінде буландырып, құрғатып жіберуге молынан жетеді. Жыл сайын ғаламшарымыздың бойына сіңетін Күн энергиясының мөлшері 1,3*1014 тонна шартты отын қуатымен бірдей [6]. Жер шары халқының энергияны пайдалануы жыл сайын артуда, оның мөлшері қазіргі даму қарқынымен есептегенде әрбір 10-12 жылда 2 есе өсіп отырады екен. Болашақта да энергия түрлерін пайдалану қарқыны сөзсіз артады. Сонда ғаламшарымыздың тұрғындары өздеріне қажетті энергияны қандай жолмен қамтамасыз етеді деген сұрақ туындайды. Әрине, қазірдің өзінде халық шаруашылығы салаларын дамытуға энергияның жаңа түрлерін, әсіресе атом, термоядролық, жер асты ыстық сулары энергиясын пайдалану көптеген елдерде қолға алына бастады. Бірақ олардан өндірілетін энергия мөлшері өте аз және тым қымбатқа түседі. Сонымен бірге атом энергиясына қажетті уранның жалпы қоры ғаламшарымыздың байырғы отын түрлері сияқты бір кезде таусылуы мүмкін ғой. Міне, сондықтан да көптеген оқымыстылардың батыл пікірлеріне қарағанда, болашақтың ең тұрақты, әрі арзан, сарқылмайтын энергия көзі – Күн сәулесінің энергиясы болмақ. Күн энергиясын пайдалануды халықтар ертеден-ақ ойлаған. Ол туралы Египет, Грек, Рим аңыз-әңгімелерінде, ескі жазбаларында баяндалған. Осыдан 2500 жыл бұрын Грек оқымыстысы Ксенофонт: «...егер үйлердің оңтүстікке қараған қабырғаларын биіктеу жасаса, онда қыс айларында ол үй біршама жылы болады» деп айтқан екен. Күн сәулесін пайдаланудың алғашқы әдістерін римдіктер жасаған көрінеді, олар Күн сәулесін жинайтын шынылардың көмегімен от тұтатқан. Архимед өзінің «Жандырғыш шынылар» деген еңбегінде Күн сәулелерін жинау әдістерін сөз еткен. Мысалы, тарихта Архимед жасаған Күн сәулелерін шоғырландыратын шыныларды пайдаланып гректер Сиракузадағы Римнің әскери флотын өртеп жіберген деген аңыз да бар [7]. Орта Азия оқымыстылары да шыны линзаның көмегімен Күн сәулелерін жинауды, яғни бір нүктеге шоғырландыруды білген. Беруни және Ибн-сина шыны линза мен айналардың Күн сәулелерін жинайтын қасиеттерін біліп, оны пайдалануды ұсынған. Ибн-сина өзінің «Даныш-Наме» деген кітабында: «...шыны линзасы бойында Күн сәулесін бір жерге шоғырландыратын нүкте бар. Осы нүкте арқылы өтетін сәуле басқа бір денелерге бағытталса, оны қатты қыздырып, ол жанатын зат болса, жандырып та жібереді» деп жазған. М. В. Ломоносов 1741 жылы Петербург Ғылым академиясына шыны линза немесе айна түрлерін пайдаланып, «жандырғыш құралдар» жасау туралы ұсыныс енгізген болатын. Ал 1878 жылы Парижде болған Дүниежүзілік көрмеде француз инженері Мишо өзінің Күн сәулесін пайдаланып, жұмыс істейтін алғашқы бу машинасының үлгісін көрсеткен еді. Осыдан кейінгі жылдары да Күн энергиясын игеру бағытында көптеген жұмыстар жүргізілді, болашағынан үлкен үміт күттіретін бірнеше жаңа машиналардың үлгілері де жасалды. Көптеген ғалымдар мен инженерлер бұл күндері Күн энергиясын тиімді пайдалану жолдарын жан-жақты зерттеуде. Алайда Күн сәулесін тұтыну, оны халық шаруашылығының көптеген салаларында пайдаланып, оларды арзан энергиямен қамтамасыз ету мәселесі өзінің техникалық жағынан күрделілігімен қатар едәуір мөлшерде материалдар мен қаржы жұмсауды талап етеді. Сондықтан да Күн энергиясын тиімді пайдаланатын алғашқы гелиотехникалық қондырғы түрлері әрі тиімді, әрі көлемі жағынан шағын болуы керек. Осындай талаптарды ескеріп, Күн энергиясын тиімді пайдалану мәселесін шешуді көптеген елдерде қазіргі уақытта жаппай қолға ала бастады. Ғалымдар негізінен ең арзан, ең қолайлы қондырғыларды жасау, олардың экономикалық тиімділіктерін арттыру мақсатымен гелиотехниканың көптеген үлгілерін, Күн сәулесін жинаудың сан алуан әдістерін ұсынуда. Бүгінгі таңда ғалымдар Күн энергиясын негізінен 2 бағытта пайдалануды тиімді деп санайды. Бірінші басты бағыт – табиғи энергияның сарқылмас көзін игеріп, электр энергиясын өндіру, ол үшін аса тиімді Күн электр станцияларын көптеп салу. Екінші бағыт – негізінен елді-мекендерді, үйлерді жылыту, ыстық сулармен қамтамасыз ету және теңіз суларын тұщытып, ауыз су мәселелерін шешу болып табылады. Қазір дүние жүзінің көптеген елдерінде Күн энергиясын пайдаланудың соңғы жолы тиімді саналып отыр, өйткені жекелеген үйлерді жылытуға немесе коммуналдық шаруашылыққа пайдаланылатын ыстық сулар негізінен төмен температуралы болады, демек оларға Күн энергисы да аз жұмсалады. Ғалымдар техникалық қондырғылардың қолайлы әрі тиімді түрлерін жасау бағытында едәуір табыстарға жетуде. Күн энергиясымен жұмыс істейтін қондырғылардың құрылыстары да күрделі болмайды, сонымен қатар оларды кез-келген жерге орнатып, жылу алуға болады [8]. Әрине, Күн энергиясымен үйлерді жылыту, ыстық сумен қамтамасыз ету барлық жерде бірдей іске аса бермейді. Мысалы, ТМД территориясының солтүстік бөлігінде немесе Қазақстанның солтүстік аймағында тұрмыстық қажет үшін Күн энергиясымен жұмыс істейтін бу қазандарын салу экономикалық жағынан тиімді емес. Өйткені ауа-райының құбылмалылығына, оның тәуліктік және маусымдық өзгерулеріне байланысты Күн көзінен тұрақты энергия алу қиын. Сондықтан да бұл жерлерде байырғы отын түрлерімен жұмыс істейтін қосалқы бу қазандарын салу қажет немесе екінші жолы осы аумақтарда жел қатты тұратын аудандарда жел энергиясын өндіретін Жел Электр Станцияларын салған тиімді болмақ. Еліміздің жылы ендіктерінде Күн энергисымен жұмыс істейтін қондырғыларды әр түрлі шаруашылық салаларына пайдалануға болады. Қазірдің өзінде еліміздің оңтүстік аудандарында күн қондырғыларының көптеген үлгілері жасалынып, оларды шаруашылықтың кейбір салаларында пайдалану кең өріс алып отыр, ал бұл аймақта қондырғылардың тиімділігі де жоғары. Қазір Күн энергиясы мен су жылытатын қондырғы түрлері көптеген елдерде кеңінен қолданылып жүр. Мысалы, АҚШ-тың тек Флорида штатында ғана 150 мыңға жуық гелиоқондырғыны тұрмыстың әр түрлі саласында пайдаланады, ал Италия, Германия, Францияда осындай қондырғылар тұрғын үйлерді, жылыжайларды, мал қораларын жылытуға кеңінен пайдаланылады. Қазірдің өзінде көптеген елдерде, ал біздің еліміздің оңтүстік аудандарында Күн энергиясымен жылытылатын алғашқы үйлер, жекелеген коттедждер, балалар бақшасы салынып, жұмыс істеуде. Жалпы аумағы 105 шаршы метр осындай алғашқы тұрғын үй Францияның Шованси-ле-Шато деревнясында бой көтерген болатын. Осы гелиоүйдің авторлары – архитектор Жак Мишель және профессор Феликс Тромбо: «Күн энергиясымен үйлерді жылыту мәселесін шешу жалпы үй құрылысына үлкен өзгерістер енгізді. Жылу алудың бұл әдісі өзімізді қоршаған айналадағы ортаны ластаудан сақтауға мүмкіндік береді», дейді. Иә, Күн энергиясын тұрмыстық қажеттерге кеңінен пайдаланудың жалпы оның экономикалық тиімділігімен қатар айналадағы ортаны ластанудан сақтауда да маңызы зор. Бұл жағынан да Күн энергиясы шын мәнінде болашақтың энергиясы екенін айқындай түседі. Аспан шырағының тегін энергиясын ұтымды пайдалану мәселесімен көптеген елдің ғалымдары айналысуда. Үндістанның бүкіл территориясы өте ыстық ендікте жатқаны белгілі, мұнда әрбір шаршы сантиметр жерге 400-600 калория мөлшерінде жылу түседі. Міне осындай энергияны игеру бағытында үнді ғалымдары да жемісті еңбек етуде. Қазір Үндістанда бірнеше «Күн фермалары» жұмыс істейді. Мысалы, Нью-Делиден небары 10 километр жерде орналасқан осындай «ферма» бір кезде күн күйдіріп, тусырап жатқан өңірді жасыл желекке бөлеп жіберді. Бұл жерде істелетін барлық жұмыс Күн энергиясымен атқарылады. Электр энергиясын өндіру, егістікке су жіберу, үйлерді ыстық сумен жабдықтау, салқындатқыштарды іске қосу сияқты жұмыстар автоматты жүйелермен басқарылады. Мұндай фермалар болашақ қалалар мен ауылдардың көркеюі мен энергияға деген тапшылығын жоюға септігін тигізеді [9]. Күн сәулесімен жылытылатын үйлер климат жағдайы құрғақ, әрі ыстық елдерде ғана емес, ондай үйлер соңғы жылдары солтүстік ендіктерде де салына бастады. Ғалымдардың есептеулеріне қарағанда, тұрғын үйлерде Күн энергиясын пайдалану жылу жүйесіне жұмсалатын отынның 60%-ын үнемдеуге мүмкіндік береді екен. Әрине Күн энергиясымен жылытылатын үйлердің өзіндік құны әр түрлі қондырғылардың есебінен әдеттегі үйлермен салыстырғанда 15-20%-ға қымбат. Бірақ ол артық жұмсалған қаржы 2-3 жылдың ішінде толығымен өзін-өзі өтеп, одан кейінгі жылдары бұл үйлер тек кіріс қана келтіреді. Бұл әдіс 1 жылда жұмсалатын энергетикалық отын шығынын 3 есе азайтып, 5000 кВт/сағат электр энергиясын үнемдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, Орта Азия республикаларының ауыл шаруашылығы дамыған елді-мекендерінде жұмсалып отырған отын түрлерін Күн энергиясымен алмастыру мүмкіндігі туса, онда бұдан түсетін 1 жылдық таза пайда 372 миллион теңгеге тең екен. Ал жалпы еліміздің оңтүстігіндегі күн сәулесі мол түсетін елді-мекендер Күн энергиясын жаппай пайдаланатын болса, жылдық үнем 3 миллиард теңгеге жетер еді. Күн энергиясын тиімді пайдаланудың тағы бір жолы минералды ащы суды тұздандырып, ауыз су үшін пайдалану болып табылады. Табиғатта ащы су көздері өте көп, олар – мұхит, теңіз және көл сулары. Қазірдің өзінде елімізде, Қызылқұмда ащы суларды минералды тұздардан айырып, тұщы суларға айналдыратын гелиоқондырғылар жұмыс істеуде. Үстіміздегі мыңжылдықта ғалымдар күн сәулесінен электр энергиясын алудың бірнеше әдісін ұсынуда. Соның бірі Күн сәулесін шоғырландырып, кремний батареясына бағыттау арқылы сәулені электр энергиясына айналдыру. Мұндай агрегаттың қуаты үлкен емес, небары 450 ватт қана, бірақ насостың жұмыс жасауына жеткілікті. Әрине, әзірше кремнийлі жартылай өткізгіштердің өзіндік құны қымбат, бұл жағынан ол тиімсіз. Күн сәулесі энергиясын пайдаланудың практикалық маңызы орасан зор, оны игеру тек жердегі қажеттіліктен ғана туындап отырған жоқ, оның қуатты энергиясы адамдарға ғарыш кеңістігін зерттеу, планетааралық сапарлар үшін де қажет. Мысалы, қазіргі жер орбитасына шығарылған спутниктер, басқа да Күн жүйесін зерттеуге арнайы ұшырылған арнайы ракеталар толықтай Күн энергиясын пайдаланып, жұмыс істейді. Күн энергиясын халық шаруашылығы салаларына пайдаланудың болашағы зор, әсіресе оны металлургия, ауыл шаруашылығы, энергетика салаларында пайдаланудың алғашқы эксперименттері де жасалуда. Күн энергиясын металл дәнекерлеуге де пайдалану ұсынылып жүр, әсіресе қоспасыз таза металдарды «күн пеші» өте тез әрі сапалы дәнекерлейтіні дәлелденіп отыр. Күн энергиясымен жұмыс істейтін пештер келешекте энергия көздері жоқ шалғай елді-мекен тұрғындарының тұрмысына, сондай-ақ ғарышты зерттеу техникасы құрамына берік енетін болады. Дегенмен де Күннің мол энергиясын игерудің мәселесі әзірге, қай елде болса да толық шешімін таба қойған жоқ. Бұл күндері энергия тапшылығына ұшырап отырған көптеген елдер тегін энергия көзін игерудің тиімді жолдарын іздестіруде [2]. Күн энергиясымен жұмыс істейтін гелиостанциялардың ғалымдар ұсынған үлгілері өте көп. Ғылыми болжамдарға қарағанда, қазіргі игерілмей жатқан шөлейтті аудандарда бүгінгі ғылыми-техникалық прогресс жетістіктерін пайдаланып, 130 миллиард кВт энергия беретін біртұтас гелиостанциялар кешенін салуға болатын көрінеді. Әрине, мұндай ғаламдық ауқымда гелиостанциялар салу үшін көптеген күрделі эксперименттер жасалынып, ғылыми жұмыстар жүргізілуі қажет. Негізінен Күн энергиясын толық пайдалану үстіміздегі ХХІ ғасырдың еншісіне тимек, сонымен қатар ғалымдар да оны игерудің бірнеше тиімді жолын көрсетіп берді. Солардың бірі француз ғалымы Фредерик Жолио-Кюри Күн энергиясын болашақта пайдалану табиғаттың өзі көрсеткен жолмен жүргені дұрыс деген еді, яғни ғалым бұл жерде Күн энергиясын өсімдіктердегі хлорофилл арқылы пайдалану туралы айтып отыр. Ол: «мен болашақтың атом энергисына сенемін, оның болашағы зор, дегенмен энергетикадағы ең басты өзгеріс хлорофилл сияқты энергияны синтездеу (ажырату) деңгейіне жеткенде ғана пайда болады» деген екен. Белгілі ғалым, академик А. Ф. Иоффе Күн энергиясын жартылай өткізгіштерді кеңінен пайдаланып, электр энергиясына айналдыру тәсілін қуаттайды. Осы әдіспен Күн энергиясын игеретін гелиостанциялар кешені Қарақұм аумағының үштен біріне орналасқан болса, ғалымның есептеуінше, олардан алынатын энергия мөлшері қазіргі дүние жүзі елдерінің барлық электр станциялары бірлесіп өндіретін энергиядан 20 есе көп болады екен. Күн энергиясын пайдаланудың болашақтағы басты бағыты – оның шашыранды сәулелерін шоғырландырып, одан арзан электр энергисын өндіру. Бұл мәселені шешудің өзіндік қиындықтары да бар. Өйткені Күн сәулесінің жер бетіне шашыранды түрде таралуына байланысты оның әрбір шаршы метр ауданға түсіретін энергиясының мөлшері 1 кВт-тан аспайды. Міне, осындай аз энергияны жинастыру үшін аумағы тым үлкен қабылдағыш-концентраторлар жасалуы керек. Қазіргі практика жүзінде қолданылып жүрген концентраторлардың кейбір түрлері тиімді емес, олардың негізінде жұмыс істейтін гелиостанциялардың қуаты да жоғары болмайды. Қазірдің өзінде күн энергиясын транспортта пайдалану жұмыстары іске асырылды. Жер қойнауынан органикалық отын қорларының сарқылуына байланысты жанармай тапшылығы осы күндердің өзінде байқалуда. Сондықтан күн энергиясымен жүретін транспорт түрлері жоғарыда аталған мәселенің ең тиімді шешімі болып табылады [2]. Қазақстан аумағының көпшілік бөлігінің күн энергиясын пайдалану үшін жағымды климаттық жағдайлары бар. Оңтүстік аудандарда күн сәулесінің ұзақтығы жылына 2000-нан 3000 сағатты құрайды, ал күн энергиясының горизонталь қабатқа түсуі – 1 ш. метрге 1280-нен 1870 кВт/сағатқа дейін [4]. Күн шуағы мол шілдеде горизонталь қабаттың 1 ш. м келетін энергияның мөлшері орташа алғанда күніне 6,4-тен 7,5 кВт/сағатқа дейін құрайды. Яғни, күн энергиясын кеңінен пайдаланудың шаруашылық маңызы болуы мүмкін [8]. Қазақстанның географиялық жағдайынан қалай орналасқанына қарамастан, елдегі күн энергиясының ресурстары жағымды құрғақ климаттық жағдайлардың арқасында тұрақты да жайлы болып табылады. Күн сағаттарының саны жылына 2200-3000 сағатты құрайды, ал күн сәулесінің энергиясы 1 ш. м. жылына 1,300-1,800 кВт-ты құрайды, бұл ауылдық жерлерде күн батареяларының панелін, атап айтқанда фотоэлектр көздерінің ықшам жүйелерін жасауға мүмкіндік береді. Энергияның осындай деңгейінде суды күнмен жылытудың болашағы бар, әсіресе газ құбырларына қолы жетпей отырған қашық аудандар үшін. Қазақстанның барлық аумағындағы энергия ағынының потенциалды ағыны 1 трлн. кВт/сағатты құрайды. Экология шарты бойынша энергия ағынын ықтималды пайдалану деңгейі 1 трлн. кВт/сағатты құрайды (түрлендірудің ПҚК 100% болғанда) [10]. Осыған байланысты, қазіргі кезде жылу алу үшін де, электр энергиясының өндірісі үшін де күн сәулесін пайдаланудың орнықты ағымы орын алып отыр. Түрлі елдерде қуаттылығы 1 кВт-қа дейінгі ондаған мың фотоэнергетикалық қондырғылар, электромобильдерге арналған күнмен қуаттандыру станциялары сәтті пайдаланылуда, қуаттылығы 100 кВт-қа дейінгі күн электростансалары жобалануда. Гелио қондырғылар электрмен жабдықтау үшін шағын қашықтағы орталықтарды сәтті пайдалануда. Гелиоэнергетика мен гелиотехниканы дамыту бойынша ұлттық бағдарламалар 70-тен астам елдерде қабылданған. Тежеу болатын негізгі фактор энергияның басқа көздерімен салыстырғанда күн генераторларының айтарлықтай басымдылығында, пайдалы әрекеттің төменгі коэффициенті (ПӘК) және фотоэлектрлік құралдар құнының қымбаттылығы (ФЭП) болып табылады. Сонымен қатар, соңғы жарты ғасыр бойына фотоэлектрлік түрлендіргіш (ФЭТ) бағасының әрбір 5 жылда 50%-ға төмендегені байқалады, ал ПӘК 4-6%-дан 28,2%-ға дейін артқан. Сонымен, алғашқы ФЭТ құны 1 Вт үшін 1 мың доллардан асатын, ал қазіргі кезде құны 1 Вт үшін 5 доллардан төмен. 15% ПӘК болғандағы керамикалық тағандағы поликристалды кремнийден жасалған ФЭТ (АҚШ) өндірісінің конвейерлік технологиясы 1 Вт үшін 2 долларлық бағасын алуға мүмкіндік береді, аморфты кремнийден ФЭТ алу (Жапония, ПӘК 6-10%) олардың құнымен 1 Вт үшін 1 долларға дейін төмендетуге мүмкіндік береді [11]. Оптикалық элементтерді пайдаланатын түрлендіргіштердің (линзалар, сфералық айналар, Френел торлары) ПӘК - 20%-дан асады [3]. Күн энергиясын электрлікке түрлендіретін қазіргі құрылғыларының айта кетерлік үлкен кемістігі жылу шығаруды өңдеуге қабілетсіздігі болып табылады, бұл пайдалы әрекет коэффициентін төмендетеді, олардың жұмыс жағдайын нашарлатады, жұмысқа жарамдылық мерзімін азайтады және гелиоэнергетиканың дамуына кедергі келтіреді. Жылу шығаруды фотоэлектрлік түрлендіргіштерден бұрып әкету үшін жылу сүзгілерін пайдаланады, бұл энергияны қосымша жоғалтуға және қымбаттауына әкеп соғады, сондай-ақ габариті мен салмағын да арттырады. Алайда алынған ПӘК және ФЭТ құны бүгіндері күн мобильдерін, күн сәулесімен жұмыс істейтін яхталарды және ұшақтарды құрастыруға мүмкіндік берді. Күн радиациясын электр энергиясына түрлендіру, жоғарыда айтылғандай, шоғырландырғыштың (концентраторлардың) жеткіліксіздігіне, сондай-ақ толқындардың ұзындығы бойымен сәуле шығаруды дифференциялауға, яғни дисперсиялауға қабілетсіздігіне байланысты айтарлықтай шығындардың орын алуымен байланысты. Себебі бұл жарықтың белгілі-бір толқын ұзындығында ғана тиімді жұмыс істей алатын, күн сәулесін жартылай өткізгішті түрлендіргіштердің жұмысы үшін өте маңызды. Күн энергиясын көп көлемде пайдаланудың өнеркәсіптік және азаматтық нысаналар үшін де, көлік үшін де (темір жол, автомобиль және су көлігі) электр энергиясымен жеке және топтық қамтамасыз етудегі маңызы өте үлкен. Күн энергетикалық қондырғыларының келесідей артықшылықтары бар: электр энергиясының экологиялық таза өндірісі, жылулық газдар шығарылымының мүлдем жоқтығы; қолданудың әмбебаптылығы; конструкциясының қарапайымдылығы мен салмағының шағындығы; жұмыс кезінде шу шығармауы; қуаттылық жиынтығының модульді принципі; сенімділіктің жоғарылығы. Күн энергиясын қолданудың ықтималдығы өте жоғары. Бұл отынның дәстүрлі түрлерін өндіру мен тасымалдауға жұмсалатын шығындардың артуына жол бермейді, энергияны алудың экологиялық таза тәсілін қамтамасыз етеді [8]. Күн (жылу) коллекторлары. Күн коллекторы – бұл күн энергиясын жылу энергиясына айналдыратын жүйелі құрылғы. Күн коллекторы күн сәулесін қабылдағыш панельдерден тұрады. Осы панельдер арқылы күн коллекторындағы қалған құрылғылар қозғалысқа еніп, күн энергиясын жылу энергиясына айналдырады. Күн панелі күн сәулесін қабылдаған уақытта жылу таратқыш сұйықтықтың қызуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар күн коллекторындағы құбыр, сорғы мен аккумуляторды іске қосады. Қазіргі уақытта күн коллекторларының көптеген түрлері бар. Коллекторлардың негізгі құрылымы жан-жағынан жылумен жарақтанған жазық қабылдағыш беттен тұрады. Сондықтан коллектордың қоршаған ортамен энергетикалық алмасуы тек жарықтандырылған беткі қабат арқылы жүзеге асады. Күн энергиясын жылу энергиясына немесе электр энергиясына айналдыратын күн электр станцияларының, күн панельдері мен күн коллекторларының қазіргі уақытта қолданысқа өте баяу енгізілуінің ең бір басты себебі – құрылғылардың қымбат тұруы. Күн энергиясынан өндірілетін электр энергиясының тарифтік бағасының жоғары болуына қарамастан күн электр станцияларының экономикалық тиімділігі болашақта артатын болады. Өйткені күн энергиясы ешқашан сарқылмайды және басқа дәстүрлі жолмен алынатын энергия түрлерімен салыстырғанда экологияға зиянсыз. Күн энергиясын фотоэлектрлік жолмен түрлендіру. Күн энергиясын электр энергиясына айналдыру кезіндегі қоданылатын ең ыңғайлы тәсіл – фотоэлектрлік тәсіл болып табылады. Бұл тәсіл тек сенімді ғана емес, сонымен қатар төзімді және экологиялық таза. Күн энергиясын фотоэлектрлік түрлендіру кезінде физикалық негіз ретінде жартылай өткізгіштегі фотовольтты тәсіл қолданылады. Сонымен қатар күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын басқа да тікелей тәсілдер бар және даму үстінде. Мысалы, термоэлектрлік, термофотоэлектрлік, фотоэлектрохимиялық және тағы басқа да қазіргі уақытта кең қолданыс таппаған тәсілдер [12]. Әлемдік энергетикалық жүйеде фотоэлементтердің негізінде энергияны электр энергиясына түрлендіруде үлкен серпіліс байқалады. 1999 жылы бүкіл әлемде фотоэлементтердің көмегімен өндірілген энергияның жылдық мөлшері 200 МВт қуатты құрады. Соңғы 5 жыл ішіндегі жылдық өсу қарқыны 30%-ды құрайды. Көшбасшы елдер: Жапония – 80 МВт, АҚШ – 60 МВт, Германия - 50 МВт, (Ресей – 0,5 МВт). Кейбір деректер бойынша күн коллекторларының әлемдегі жалпы аумағы 21 миллион м2-тан асады. Сонымен бірге күн коллекторларының жылдық өндірісі 1,7 миллион м2-тан асады. Көшбасшы елдер: Жапония – 7, АҚШ – 4, Израиль – 2,8, Грекия – 2,0 миллион м2, (Ресей – 0,1 миллион м2). Қазақстанның географиялық орналасуына қарамастан елдегі күн энергиясының қоры қолайлы құрғақ климат жағдайларының арқасында тұрақты және тиімді болып табылады. Күнді сағаттардың жылдық мөлшері 2200-3000 сағатты құрайды. Күн радиациясының жылдық көлемі 1300-1800 кВт·сағат/м2-ты құрайды. Жоғарыда көрсетілген күн сағаттары мен күн радиациясы шамасының арқасында ауылды жерлерде панельді күн батареялары мен фотоэлектрлі ықшамды жүйелерді құруға мүмкіндік береді. Энергияның мұндай деңгейінде газ құбыры тартылмаған шет аудандарда күнді су жылытқыштарды орналастырудың да болашағы бар. Үкіметпен бағытталған күн энергиясын алғашқы қолдану энергия ағынының потенциалды деңгейі бүкіл Қазақстан аумағы бойынша 1 трлн кВт·сағатты құрады. Фото өзгертулердің негізінде мүмкіндігі 2500 МВт жиынтық қуаттылықты құрайтын гелиоэлектрстанцияларында өндірілетін өнім шамасы жылына 2,5 млрд кВт сағатты құрайды. Қазіргі уақытта қуаттылығы 20Вт-ты құрайтын 40 000 фотоэлементтерден құралған кішігірім ықшамды батареяларды сатып алуға Қазақстан нарығының мүмкіншілігі жетеді. Қазақстандағы гелиоэлектрстанцияларды орналастыруға ең ыңғайлы аумақтар: Арал маңы, Қызылорда және Оңтүстік Қазақстан облыстары [1]. Геотермалды энергия көздері Жер қыртысының жылулық табиғаты. Геотермика («гео» - жер және «термо» - жылу грек сөзінен) ғылымы жер қыртысының және барлық жердің жылулық жағдайын, оның геологиялық құрылысына тәуелділігін, таулы жыныс құрамын, магматикалық үрдістерді және басқа бірқатар факторларды зерттейді. Жер шарының жылулық жағдайының белгісі жердің жылу бар терең қабатындағы температуралық градиент болып табылады. Градиентті үлкен тереңдіктегі геотермалды аймақтағы ыстық сулардың температурасының мәндерін экстрополяциялап, жер қартысының температуралық жағдайын бағалауға болады [13]. Жердің төменгі қабатында түзілетін қатты, сұйық және газ тәрізділердегі барлық табиғи түрдегі геотермалды қорды екі түрде қарастыруымызға болады: Жер ядросының температурасы 50000С (жуық). Жердің орташа температурасы әрбір 100 метр тереңдікте 30С-қа жоғарылайды. Осылай 20 км тереңдікте температура 700...8000С мөлшеріне көтеріледі. Геотермалды энергияның негізгі көзі жер бетіне бағытталған жер ядросының балқыған жылу ағынынан пайда болады. Жер қыртысы астындағы таулы нәсілдерді балқытуға, магмаға айналдыруға бұл жылу жеткілікті. Магманың көп бөлігі жер астында қалып қояды және пеш тәріздес қоршаған ортаны қыздырады. Егер жер асты сулары осы жылумен кездессе, оларды қатты қыздырады, кейде 3710С-қа дейін, кейбір жерлерде, әсіресе материктердің тектоникалық плитасының жан-жағында, сондай-ақ «ыстық нүкте» деп аталатын нүктеде жер бетіне өте жақын келеді, тіпті оны геотермалды бұрғылау ұңғымаларының көмегімен табуға болады. Егер адамзат тек геотермалды энергияны қолданатын болса, жер жүзінің температурасы жарты градусқа төмендегенше 41 млн. жылдай кетеді [14]. Қазақстанның көптеген аймақтарында термалды жылу көздері кездеседі, оны сол аймақтағы тұрғын үй нысанасын жылыту үшін және жылу сорғыларын пайдалану өте тиімді. Қазақстан жағдайындағы энергияның басқа көздеріне Жер жылуын пайдалану жатады. Сонымен 700С жылу алу, Қазақстанның көптеген аумағында тұрғын үй нысанасын жылыту үшін жылу сорғыларын қолданса жеткілікті, бұлар жылудың сол шамадағы көлемін алу 3 еседей төмен энергияны қажет етеді [15]. Геотермалды энергияның дүниежүзіндегі жағдайы. Геотермалды энергияны ең алғаш 1904 жылы Италияндық П. Джинони Конти геотермалды құрғақ бу сұйық қоймасының қолданылуымен алынды. Бірінші АҚШ-та коммерциялық геотермалды электр стансасы электр энергияны 1960 жылдардан бастап өндіре бастады. Жылумен қамдау үшін геотермалды энергияны қолдану Исландия, Жапония, Филиппинде, Францияда, ҚХР, Венгрия, Жаңа Зеландияда көп таралған [16]. ТМД елдерінде температурасы 100...1500С жерасты құйынды жүйелерді жасау үшін қолданылатын жылудың энергетикалық әлеуеті болжаммен 70 миллиард тонна шартты отынды құрайды. Дегенмен оны игеру үшін жаңашыл өндіріс базасын жасауды немесе үлкен масштабтағы импорттық құрылғыларды сатып алуды талап етеді. Бүгінгі таңда 58 мемлекет өздерінің геотермалды қор жылуын тек электр энергия өндірісіне емес, сондай-ақ жылу түрін пайдаланып отыр. Ванна және бассейндерді ысыту үшін 42%-ы қолданылады. Қазіргі уақытта геотермалды энергия көздерін табуға негізінде фонтан (бұрқақ) әдісі қолданылады. Қазақстанның геотермалды әлеуеті өте үлкен. Үңгіме сағасындағы көптеген арынды көздердегі судың температурасы 40-1000С. Олардың республика аумағындағы сұйытылған қоры шартты отынның 100 млрд. тоннасын құрайды, бұл елдің мұнай мен газының жинақты қорынан асып түседі. Геотермалды көздердің көпшілігі негізінен Батыс Қазақстанда (75,9%), Оңтүстік Қазақстанда (15,6%) және Орталық Қазақстанда (5,3%) орналасқан [17]. Орналасқан жері бойынша геотермалды сулар Іле ойпатында, Сырдария, Ертіс, Маңғышлақ-Үстірт, Шу-Сарысу, Келес және Зайсан артезиан бассейндерінде ашылған. Іле ойпаты аясында өнеркәсіптік болашағы бар, сонымен қатар Алматы және Жаркенттік артезиан бассейндерін атауға болады. Сол бассейндердің арынды, минералдануы төмен суларының температурасы 40-1000С, бұл электр энергиясын өндіру мен жылумен жабдықтаудағы өзінің артықшылығын тағы бір рет көрсетеді. Бассейндердің қоры сәйкесінше 106,5 және 216 млрд. текше м, бұл шартты отынның, шамамен 1,8 млрд. тоннасына эквивалентті [18]. Сырдария артезиан бассейнінің энергетикалық потенциалы ауқымды, қоры 470,3 млрд. текше метр және арынды сулардың температурасы 30-750С және одан жоғары. Қазақстанның оңтүстік өңірін жылу және энергиямен жабдықтау мәселелерін шешуде Келес артезиан бассейнінің болашағы зор, оның қоры 120,5 млрд. текше метр және арынды сулардың температурасы 40-850С [19]. Әртүрлі экономикалық себептерге байланысты еліміздің геотермалды ресурстары энергия көздері ретінде әзірше жұмылдырыла қойған жоқ. Шағын көлемде олар бальнеологияда және бақшалық дақылдарды суаруда қолданылады. Алайда өздерінің потенциалды мүмкіндіктеріне қарай олардың болашағы керемет, өйткені олар міндетті түрде Батыс және Оңтүстік Қазақстан энергиясының негізгі көздері болатыны анық. Электр энергиясын және жылуды геотермалды көздерден алу мүмкіндігі әлі күнге әлемде кең жариялана қоймаған, таулы ортада жасанды баламасын алу бойынша жаңа идеясын өмірге келтірді. Егер шикізаттың энергия көзіне айналу сатысын ескерсек, онда мұнайды, газды және көмірді өндіру мен өңдеу, уранды ыдырату тек қана жылу және атом электр станцияларының турбиналарын айналдырып, электр энергиясын шығаратын аса қызған бу түріндегі соңғы өнімді алу үшін ғана өндіріледі. Бірақ оларды өндірмесе де болады, ал аса қызған буды дайын күйінде жер асты жасанды геотермалды көздерден алуға болады [8]. Термалды энергия көздері. Термалды сулардың бірінші типі – вулканды тип жатады. Вулканды – жаңартаулардың тесіп шығатын сулар ол термалды суларға жатады. Зерттеу тәжірибелері көрсеткендей, жаңартаулы термалының суы басым жағдайда беттік инфильтрациялы болып келеді. Гейзерлерден басқа гидротермалдардың жаңартаулы типіне кір грипондар және қазандар, булы ағындар және газды фумаролдар кіреді. Гидротермалдар ерітілген түрде әртүрлі газдарды иеленеді: белсенді (агрессивті) көмір қышқылы сияқты көмірсулар, атом сутегі және аз белсенді – азот, метан, сутекті газдар бар. Бүгінгі күні барлық геотермалды электростанциялар жаңашыл жаңартау аудандарында жұмыс істейді. Екінші типі – терең платформалы шұңқырларда және тау алды иілген жерлерде шоғырланған жер асты сулары кондуктивті түрде ысиды. Олар жаңартаулы емес аймақта орналасады және нормалды геотермиялық градиенті – 30-330С/км. Мұнай мен газға бұрғылау жұмыстарын жүргізгенде, бірнеше миллион шаршы километр ауданын алатын жүздеген жер асты термалды сулардың артезианды бассейндері табылған. Ереже бойынша, артезианды бассейндер жазық аймақтармен тау алды иілген жерлерде орналасқан, температурасы 100-1500С, 3-4 км тереңдікте. Артезианды бассейндер таулы аймақтарда Альпы, Карпат, Қырым, Кавказ, Копет-Даг, Тнь-Шань, Памир, Гималайда бар. Бұл бассейндердің термалды сулары бағалы элементтерді шығарып алу үшін минералды шикізат ретінде қолданады. Бұрғылаудың дамуымен 10-15 км тереңде жоғары жылу көздерін ашу – болашақтың мақсаты. Мұндай тереңдікте кейбір аудандардың температурасы 3500С және одан жоғары [20]. Геотермалды ресурстар жалпы өзінің жылуэнергетикалық мүмкіндігі мен келешегі бар аудандарда шоғырлануы бойынша алдыңғы орында. Дегенмен геотермалды энергиялардың бағаланған мөлшерін отын-энергетикалық балансқа өзгерту кезінде көптеген ғылыми-техникалық мәселелер туындайды. Ол мәселелердің шешімін табу үшін табиғи, техникалық, технологиялық, экологиялық және ең бастасы экономикалық жағдайлардың, көрсеткіштер мен параметрлердің жиынтығын есепке алу қажет. Соңғы кездері геотермалды ресурстарды негізгі 2 топқа бөліп қарастыру қабылданған. Олар: гидрогеотермалды және петрогеотермалды. Гидрогеотермалды ресурстар – дегеніміз табиғи жылу тасығыштардың: жер асты суларының, бу немесе су мен бу қоспасының табиғи коллекторларда жинақталған геотермалды энергияның бір бөлігі. Петрогеотермалды ресурстарға жылу энергиясының су жинақтағыш жыныстары мен суды өткізбейтін тау жыныстары жатады. Табиғи жылу тасығыштарда қолдануға жарамды барлық геотермалды энергияларды бағалау кезінде табиғатта термалды сулардың мөлшері 1%, ал петрогеотермалды ресурстардың мөлшері 99%-ды құрайтыны белгілі болды. Бірақ табиғатта көп кездесетін петрогеотермалды ресурстарды іс жүзінде қолдану үшін аса күрделі ғылыми-техникалық мәселелерді шешу керек. Сонымен қатар гидравликалық, жылу физикалық жер асты өтетін жасанды жылу шығарғыштардың (геоциркуляциялы жүйелердің, жылу қазандықтарының) экономикалық тиімді түрлерін ойластыру және жасап шығару қажет. Қазіргі уақытта АҚШ, Ұлыбритания, Германия, Ресей және басқа да елдердің көптеген тәжірибелік полигондарында жүргізілген ғылыми жұмыстардың арқасында петрогеотермалды ресурстарды падалануда аздаған ілгерілеушілік байқалғанымен іс жүзінде геотермалды жылу энергетикадағы жетістіктер табиғи жылу тасығыштар, яғни термалды суларды пайдаланумен байланысты [21]. Техника мен технологияның заманауи дамыған кезеңінде, іс жүзінде геотермалды ресурстардың техникалық және экономикалық мақсатты түрде қолданылу деңгейі жылу тасығыштар қорының көлемі мен гидрогеотермалды ресурстардың негізгі мөлшеріне байланысты анықталады. 1970 жылы геотермалды электр станцияларында (ГеоЭС) орнатылған 678 МВт қуаттылық 2000 жылы 8000 МВт-қа дейін өсті. Көшбасшы елдер: АҚШ – 2228 МВт, Филиппин – 1909 МВт, Италия – 785 МВт, Мексика – 755 МВт, Индонезия – 589 МВт, (Ресей – 23 МВт). ГеоЭС-ларындағы қуаттың орташа жылдық өсуі соңғы 30 жыл бойынша 8,6%-ды құрады. Геотермалды жылу қондырғыларымен соңғы 20 жыл ішіндегі орнатылған қуаттылықтың шамасы 17 175 МВт-қа дейін ұлғайды. Қазақстанда көптеген төмен температуралы геотермалды локальды жерлер баршылық. Ең жоғарғы температура шамасын көрсететін елімізде 2 құдық бар. 3 километрлі екі геотермалды құдық Жаркент маңында орналасқан. Геотермалды құдықтардың шамамен алғанда температурасы 960С-ты құрайды. Арыс пен Ертіс өзендері аумақтарында орналасқан қалған қайнарлардың температурасы әдетте 550С-тан төмен болады. Кең көлемде энергиямен қамтамасыз ету мақсатында теңестірілген бұл жерлер төмен температураға ие болғандықтан геотермалды энергияны дамытуға жарамсыз. Жүргізілген талдау көрсеткендей Қазақстанның геотермалды алаптарының тек жылумен қамсыздандыруда ғана пайдасы бар [1]. Геотермалды стансалар. Қазіргі уақытта геотермалды энергия екі негізгі бағытта қолданылады – жылумен қамдау және электр энергиясын алу. Бірқатар технологиялар және жетілдірілген құрылғылар жылу және электр энергиясын жеке тұтынушылар және құрамдастырылған өндіріс үшін пайдаланады. Жаңартаулы аудандарда геотермиялы станциялар тереңдігі 0,5-3 км жер астындағы табиғи ыстық су кен орнына негізделген. Су буының орташа құрғақтық дәрежесі 0,2-0,5 және 1500-2500 кДж/кг энтальпиясы бар. Пайдаланатын ұңғыша стансаны 3-5 МВт энергиямен қамтамасыз етеді. Табиғи буды тікелей қолданатын геотермиялық электр станса Ең қарапайым және арзан геотермиялық электр қондырғылар қарсы қысымды бу турбиналы қондырғылардан тұрады. Ұңғышадағы табиғи бу тікелей турбинаға беріледі, одан атмосфераға немесе құрылғыға шығады, одан бағалы химиялық заттарды аулаушыға береді. Бу турбинасына екіншілік бу немесе сеператордан алынатын буды беруге болады. Бұл қондырғы қарапайым, бағасы және пайдалану (эксплуатациялық) шығындары төмен. Ол аса үлкен емес ауданды және қосымша құрылғыларды қажет етпейді, оны қозғалмалы геотермалды электрстанциясына келтіру оңай [22]. Биомасса энергиясы Биомаңыз энергиясының табиғаты. Жаңғыртылатын энергия көздерінің бірі – биомасса энергиясы болып табылады. Биоөнімдерінен газ тәріздес отын алу ертедегі Қытай елінде пайда болған. Биомаңыз термині ұғымына өсімдіктердің барлық түрі, ауылшаруашылық өнімдерінің қалдықтары, ағаш өңдеу өнеркәсіптеріндегі энергетикалық құндылығы бар қалдықтар жатады және олар отын есебінде пайдаланылады [23]. Биомаңызды 2 топқа бөлуге болады: Бірінші топқа жататындар: өсімдіктер, микроорганизмдер, жануарлар, т.б. Екінші топқа жататындар: биомаңыздың алғашқы өнімін өңдегеннен қалған қалдықтар және адам мен жануарлардың іс-тіршілігінен қалған өнімдер. Бірінші және екінші топтағы биомаңыздағы қорланған энергияны техникалық тиімді отынға әртүрлі жолдармен түрлендіруге болады. Бұқтыру және ашыту тәсілдерімен (ауыл шаруашылығындағы жануарлардың және өсімдіктердің қалдық өнімдерінен) биомаңыздан биогаз және қосымша өнімдерді (витаминдер және тыңайтқыштар) алуға болады. Биомаңыздың экологиялық жағы өте тиімді, өсімдіктер өсу барысында күн энергиясын жұтады, ал су, көмір қышқыл газдарын бөліп шығарады және фотосинтез үдерісі кезінде көміртегін түзеді, бірақ жану үдерісі жүрген кезде керісінше оттегін жұтады, жылу, су және көмір қышқыл газдарын бөліп шығарады. Атмосферадағы С2О және жердегі су фотосинтез үдерісі кезінде көмір сутегін түзеді, ал бұдан биомаңыз алынады. Яғни, Күн энергиясы фотосинтез үдерісі кезінде пайдаланатын өзінің химиялық күйін биомаңыз күйінде сақтайды. Егер біз биомаңызды тиімді жағатын болсақ (химиялық энергияны босатсақ), атмосферадағы оттегі, өсімдіктердегі көміртектері реакцияға түсіп С2О және су түзеді. Бұл үдеріс тоқтаусыз қайталанып отырады, С2О қайта жаңа биомаңыз өндіруге жарамды. Биомаңыздың органикалық отындарға қарағандағы ерекшелігі – оның қоршаған ортамен әрекеттесуі. Өсімдіктердің химилық құрамының ыдырауымен бөлінген заттар атмосфераға таралады. Органикалық отында ол керісінше жабық түрде жер астында қалады, оны жаққанша ол атмосфераға әсер етпейді. Биомаңыз энергиясы болашақта жаңғыртылатын энергия көзі деп аталады. Бүгінгі таңда ол бірінші ретте пайдаланатын энергияның 14%-ын қамтамасыз етеді. Бұл биомаңыз энергиясы дамыған елдерде тұратын халықтың үштен төрт бөлігін қамтамасыз ететін энергия көзі болып табылады. Халық санының өсуі, органикалық отындардың азаюы, дамыған елдер үшін биомаңыз энергиясына деген сұранысты өсіріп отыр. Дамыған елдер үшін биомаңыз энергиясы бірінші реттегі энергияның 38%-ын қамтамасыз етеді, ал кейбір елдерде ол 99%-ды құрайды [24]. 1 м3 құрғақ ағаш отында 10 ГДж (10 миллион кДж) энергия бар. 1 литр суды 1 градусқа қыздыру үшін 4,2 кДж жылу энергиясы қажет. Ал суды қайнату үшін 400 кДж энергия қажет, бұл 40 куб. сантиметр ағашты қажет етеді. Бірақ ашық ортада жану кезінде 50 есе көп жұмсалады. Оның түрлендіру тиімділігі 2%-дан аспайды [25]. Биомассаның энергиясы – бұл энергетикалық мақсатта биогаз және органикалық таза тыңайтқыштарды алумен, ауылшаруашылық қалдықтарын пайдаға асыру болып табылады. Қазақстанның ауыл шаруашылығында органикалық қалдықтардың жылдық шығымы шамамен 40 миллион тоннаны құрайды. осы қалдықтарды биогазды технологиялар бойынша өңдеу шамамен 18 миллиард текше метр биогаз алуға мүмкіндік береді, бұл шартты отынның 14-15 миллион тоннасына эквивалентті. Осы ресурстарды жартылай пайдаға асыру ауылға және қашықтағы тұтынушыларға алыстан әкелінетін отынды орталықтан жеткізуге деген сұранысты айзайтып, сондай-ақ жылу мақсатындағы электр энергиясының шығынын айтарлықтай азайтар еді [26]. Қазақстандағы энергия өндірісі үшін биомассаның тұрақты көзі мал шаруашылығы өнімдерінің қалдығы болып табылады. Мал және құс шаруашылығы қалдықтарының жылдық шығымы құрғақ салмағы бойынша – 22,1 миллион тонна немесе 8,6 млрд. текше метр газ (ірі қара малдың – 13 миллион тонна, қой – 6,2 миллион тонна, жылқы – 1 миллион тонна), өсімдік қалдықтары – 17,7 миллион тонна (бидай – 12 миллион тонна, арпа – 6 миллион немесе 8,9 млрд. текше метр), бұл шартты отынның 14-15 миллион тоннасына эквивалентті, мазуттың 12,4 миллион тоннасы немесе өндірілетін мұнай көлемінің жартысынан көбі [27]. Оларды өңдеудің арқасында шамамен жылына 2 миллион тонна шартты отын биогаз алуға болады. Осы газды электрогаз генераторларында өңдеу жыл сайын 35 млрд. кВт/сағат (энергияны жалпы тұтынудың жартысы, ауыл шаруашылығы үшін қажеттілік 19 млрд. құрағанда) және сонымен бір мезетте 44 миллион Гкал жылу энергиясын алуға мүмкіндік береді. Егер биогазды электр энергиясының өндірісі үшін пайдаланса, оның өзіндік құны кВт/сағат үшін бар болғаны 0,025-0,075 доллар, ал дәстүрлі көздерден алынатын электр энергиясы кВт/сағат үшін 0,1-0,15 долларды құрайды. Сөйтіп биогаз 2-4 есе үнемдірек [28]. Биогазды технологиялар – бұл өңдеудің барынша тиімді, экологиялық таза, қалдықсыз тәсілі болып табылады. Тазарту, әртүрлі өсімдік және жануартекті органикалық қалдықтарды жою және зиянсыз етуден тұрады. Қазіргі кезде әлемнің барлық дамыған және даму жолындағы елдері биомасса ерекшелігінің барын ескере отырып, биоэтанол өндірісінің өзіндік бағдарламаларын жасауда, соның ішінде Қазақстанның жақын көршілері Ресей мен Қытай да бар. Қазақстан бұл бағытта да алдыңғы қатардан көріне алады: Қазақстан өсімдік шаруашылығының өнімдерін ең алдымен, «қатты бидайды» көптеп шығарады. Бірақ бізде жыл сайын ауыл шаруашылығы қалдықтары сабандар, күнбағыс қауыздары көп мөлшерде еш мәнсіз өртеледі, бұларды биоэтанол өндірісі үшін пайдалануға болатын еді. Солтүстік Қазақстан облысында «Баско» компаниясы биоэтанол өндірісі бойынша зауытты салды – бұл «Биохим» өндірістік кешені. Сондай-ақ, энергетикадағы әлемдік үдерістерді ескеріп, Степногорскіде бар қуатты өндірістік базаны және биоэтанол өндірісіне арналған инфрақұрылымды пайдалануға да болады. Қазақстанда ауыл шаруашылығы өндірісінің қалдықтары энергия өндірісіне арналған биомассаның тұрақты көзі болып табылады. Оларды өңдеудің арқасында шамамен жылына 2 миллион тонна шартты отын – биоотын алуға болады. Орман өнеркәсібінің қалдықтары да энергияның жаңғыртылатын көздері тұрғысынан қызығушылық тудырады. Қазақстан Республикасының орман қорының жалпы өрісі 23,4 миллион гектарды құрайды, солардың ішінде орман алып жатқан алқап шамамен 12 миллион гектарды құрайды, бұл республика аумағының 4,5%-ы Ресей және Түркиядан кейінгі Орталық және Шығыс Еуропа елдерінің ішінде үшінші орында. Қазақстанның орманы үшін олардың біртекті таралмауы тән. Ағаш қорының шамамен 80%-ы елдің солтүстік және солтүстік-шығыс бөлігіне келеді және бұл қордың жартысы Шығыс Қазақстан облысының қылқан жапырақты ормандары (Шығыс Қазақстан – 47%, Солтүстік Қазақстан – 18,6%, Ақмола – 11%) [29]. Сонымен қатар, биоэнергетика үшін шикізат ретінде өсімдік шаруашылығының ресурстарын да қолдануға болады. Қазақстандағы егістік алаңы 2007 жылы 18,95 миллион гектарды құраған. Қазақстандағы өңделетін алаңның негізгі бөлігін (80,1%) астықты және дәнді-бұршақты, негізінен бидай дақылдары алып жатыр. Энергияның жаңартылатын көздерінің шикізатын алу үшін мал шаруашылығының әлеуеті де айтарлықтай. Қазақстанның мал жайылымының жалпы өрісі 188,9 миллион гектарды құрайды, соның ішінде 184,1 миллион гектары жақсартылмаған жайылым және 4,8 миллион гектары жақсартылған (2,5%). Жайылымды жерлердің өрісі бойынша Қазақстан әлемде бесінші орында тұр. Ірі қара мал 5,7 миллион басты құрайды, қойлар мен ешкілер – 13,4 миллион бас (76%). Ірі қара мал (3,7 миллионнан астам ірі қара және 12,4 миллион қой) климаты құрғақ қуаңды жерлерде өсіріледі, ол Қазақстанның табиғи азықтық жерінің 84%-ынан астамын алып жатыр. Биогаз өндіру технологиясы. Қазіргі кезде дүниежүзінің көптеген елдерінде биогаз өндіретін әртүрлі техникалық қондырғылар пайдалануға және жаңа жобалар жасалуда. Шетелдерде биогаз өндіру ауылшаруашылық саласының энергетикалық теңгерісінде алдыңғы қатарлы орын алады. Биогаз өнімі газ тәріздес, ол әртүрлі органикалық қалдықтардың ферменттерінің анаэоборлық жолмен, ау бермей өңдеудің нәтижесінен пайда болады. Одан алынған өнімнің құрамында метан (СН4) – 55-70%, көмір қышқыл газы (СО2) – 28-43% және аз мөлшерде күкіртті сутегі – (Н2S) бар. Биогаз өндірудің кең тараған әдісі – анаэробты ашыту реактор-метатанкте немесе анаэробты бөшкелерде. 1 м3 биогаздың құрамындағы 50-80% метан және 20-50% көмір қышқыл газы бар жылу беретін өнімділігінің шамасы 10-24 МДж, бұл 0,7-0,8 кг шартты отынға тең. Биогаздың жану жалыны көгілдір түсті, оның құрамындағы 60-70% метан 4500-5000 ккал/м3 жылу өнімін береді, бұл шамалар бір-біріне тікелей тәуелді. Егер арнайы биогаз жағатын оттықты пайдаланса, онда жылу эффектісін 55-65%-ға көтеруге болады [23]. Биогаз – улы емес, түссіз, дәмсіз және иісі жоқ тұрақты газ. Егер құрамына аз мөлшерде күкірт сутегі араласса, оның исі шіріген жұмыртқаның иісін береді. Биогазды жаққанда өндірілетін энергияның мөлшері оның табиғи отынынан алынатын энергияның 90%-ын береді екен. Биомаңызды өңдеу кезіндегі артықшылық ол өңделгеннен қалған қалдықта ауру тарататын микроорганизмдер болмайды. Экономикалық тұрғыдан биогаз өндіру тиімді, себебі мал шаруашылық фермалардан, өсімдік қалдықтары жеткілікті деп есептегенде тұрақты сұйық масса шығып отырады. Ауада биогазды жаққанда оның жалыны көгілдір түсті болып келеді, құрамында көмірқышқыл газы болғандықтан, оны үйде отын ретінде пайдалану қауіпсіз. Биогазды технология – экологиялық таза, қалдықсыз өнделетін, өсімдіктер мен жануарлардың органикалық қалдықтарын залалсыздандыратын жаңа технология болып саналады. Биодизель отыны – бұл экологиялық таза отын дизель двигательдері майына қоспа ретінде немесе толық алмастыратын отын үшін пайдаланылады. Оны өсімдік немесе жануарлардың майынан химиялық жолмен өңдеп алады. Биодизель отыны суға түскенде өсімдіктер мен жануарларға зиян келтірмейді. Тәжірибе жүзінде оның 99%-ы 28 күнде толық биологиялық ыдырауға түседі, сондықтан ол өзендер мен көлдерді ластамайды. Қазақстанда биоотынды өндіру мүмкіндігі. Қазақстанның ауыл шаруашылығында жылына жиналатын органикалық қалдықтар 40 миллион тоннаны құрайды. Оны биогаз технологиясымен өңдей отырып, 18 миллиард куб биогаз өндіруге болады, бұл 14-15 миллион тонна шартты отынды құрайды. Қазақстанда мал өнімдерінің қалдықтары тұрақты биомаңыз энергиясын өндіретін өндіріс болып табылады [25]. Қазірдің өзінде елімізде мал қалдықтарынан қалған өнімдерден шамамен жылына 2 миллион тонна шартты отын биогаз өндіруге болады. Мысалы, 15 м3 биогаз жанұясында 4-5 адам бар бір үйді (60 м2), бір тәулік бойы жылумен және ыстық сумен қамтамасыз етеді. Есеп бойынша 1 м3 биогаз – 0,4 литр керосинге, 1,6 кг көмірге; 0,4 кг бутанға немесе 2,5 кг мал қалдығының брикіне тең. Қазақстанда биомаңыз өнімдері жеткілікті, себебі біздің елде мал шаруашылығы жақсы дамыған, сондықтан тұрақты жағдайда биогаздың көмегімен жылу немесе электр энергиясын өндіруге мүмкіндік бар. Ғалымдардың есебі бойынша қазіргі кезде жылына бізде мал және құс шаруашылығынан кептірілген салмақта – 22,1 миллион тонна, немесе 8,6 млрд. м3 газ (ірі қарадан – 13 миллион тонна, қойдан – 6,2 миллион тонна, жылқыдан – 1 миллион тонна), өсімдік қалдықтарынан – 17,7 миллион тонна (бидайдан – 12 миллион тонна, арпадан – 6 миллион немесе 8,9 млрд. м3), бұл баламалы 14-15 миллион тонна шартты отынға немесе 12,4 миллион тонна мазутқа немесе өндіріліп отырған мұнайдың жарты көлеміне тең. Электробиогазогенератор қондырғысының көмегімен биогаз өнімдерін өңдей отырып, жылына 35 млрд. кВт/сағат энергия өндіруге болады (бұл ауыл шаруашылығына қажетті энергияның жартысын қамтамасыз етуге жетеді) [8]. Кіші гидроэнергетика Өзен суларының ағысы. Ағынды сулардың кинетикалық энергиясы орасан зор. Адамдар ғаламшарымыздың ірілі-ұсақты барлық өзен суларының энергиясын толық пайдаланатындай мүмкіндігі болса, онда олар 33 000 миллиард кВт/сағат электр энергиясын алған болар еді. Бірақ дүние жүзі елдері осыншама ұшан-теңіз энергияның не бары 5%-ын ғана пайдаланып отыр. Әрине, ағынды сулар, өзендер жер бетіне біркелкі таралмағаны белгілі, осыған байланысты әр елдің потенциалды гидроресурс қоры да әр түрлі. Мысалы, табиғи су энергиясы ресурстарына бай ел Норвегия мемлекеті болып табылады, оның әрбір тұрғынына ағынды судың 13 000 ватт энергиясы келеді екен, бұл көрсеткіш АҚШ-та 800, Канадада 1300 ваттан аспайды. Негізінен атмосфералық жауын-шашыннан пайда болған өзен суларының энергиясы көбінесе олардың ағыс күшімен тығыз байланысты, яғни су ағыны артқан сайын оның энергиясы да артады. Ал су ағысының күшеюі жер бедеріне, яғни ылдиға немесе өрлігіне байланысты. Тау өзендерінің энергиясы күшті болатындығы да сондықтан. Жауын-шашынның едәуір бөлігінің мұхиттарға барып қосылуы жер бедерінің мұхиттарға барып қосылуы жер бедерінің ылдилы болып келуінен. Деректерге қарағанда, құрлықтың 800 мың шаршы километрі теңіз деңгейінен төмен, ал 150 миллион шаршы километрі теңіз бетінен жоғары жатыр. Сондықтан да барлық жылға, бұлақ, өзен сулары еңіс, яғни өзен, мұхит аңғарларына қарай ағады. Өзен суларының ағу шапшандығына қарай олардың энергия қуатының мөлшері анықталады. Жалпы су энергиясын, әсіресе ағынды сулардың ресурстарын мейлінше мол пайдалану болашаққа энергия тапшылығын болдырмауға едәуір ықпал жасайды. Сөйтіп ғаламшарымыздың су ресурсы болашақтың бір тиімді энергия көзі болмақ [2]. Қазақстанның гидроәлеуеті айтарлықтай ауқымды және жылына шамамен 170 ТВт-ты құрайды, солардан бүгіндері жылына тек 23,5 ГВт өндіріледі (30%). Жалпы көлемде гидроэлектроэнергетиканың аздаған бірліктерінің ғана маңызы бар, олардың қуаттылығы 10 МВт-тан кем. Зерттеулердің қазіргі нәтижелері негізінде бүгіндері жалпы өндіру қуаттылығы 1868 МВт және электр энергиясын өндірудің орташа жылдық қуаттылығы 8510 ГВт болатын, кем дегенде 480 шағын гидроэлектростансалардың әлеуетті жобалары бар. Қазақстанның негізгі гидроэнергетикалық ресурстары республиканың Шығыс және Оңтүстік-Шығыс өңірлерінде шоғырланған. Көптеген көлдеуіт оң жағалық сағалары бар Ертіс өзені, Бұқтырма, Уба, Үлбі және басқалары Шығыс Қазақстанның гидрографиялық желісінің негізін құрайды. Осы өзендер базасында республиканың негізгі гидроэлектростансалары салынған. Оңтүстік-Шығыс Қазақстанның гидроэнергетикалық ресурстарын 2 бассейнге бөлуге болады: Іле өзені мен Балқаш және Алакөл көлдерінің шығыс жағалауы. Солардың бірінің өзендері Іле Алатауынан, ал екіншісі – Жоңғар Алатауынан және Тарбағатайдан ағады. Оңтүстік-Шығыс Қазақстан өзендерінің жалпы көлемінің (874) тек 66 немесе 7,6% гидроэлектростанция құрылысы үшін пайдалануға болады. Соның ішінде Іле өзенінің бассейні бойынша 379-дан 25 (6,6%) өзен, ал бассейннің шығыс бөлігі бойынша Балқаш көлі мен Алакөл ойпатындағы 495 өзеннің 41 (8.3%) [8]. Айтарлықтай қуаттылықтағы гидроэнергетикалық құрылыс үшін өңірдің келесідей өзендерінің болашағы бар деп саналады: Іле, Шарын, Шелек, Қаратал, Көксу, Тентек, Хоргос, Текес, Талғар, Үлкен және Кіші Алматы, Өсек, Ақсу және Лепсі. Іле өзенінде ірі Қапшағай ГЭС-і (364 МВт) салынған, Үлкен және Кіші Алматы өзендерінде қуаттылығы 61 МВт ГЭС сарқырамасы жұмыс істеп тұр [30]. Оңтүстік Қазақстан аумағында үш өзен жүйесінің ағысы орналасқан: Сырдария, Талас және Шу. Өлкенің жинақты потенциалды энергетикалық ресурстары 23,2 млрд. кВт/сағат көлемде деп анықталған, олардан Сырдария өзені сағасының үлесіне 43% немесе 10 млрд. кВт/с келеді екен. Алайда Оңтүстік Қазақстанның барлық су ағыстарының республика аясында энергетикалық маңызы жоқ, олардың су ресурстары суландыру мен сумен жабдықтау үшін қолданылады. Солтүстік және Орталық Қазақстанда су-энергетикалық ресурстардың минимумы бар, олардың үлесіне барлығы шамамен 3 млрд. кВт/сағат немесе республиканың потенциалды гидроэнергетикалық ресурстарының 1,7%-ы тиесілі. Солтүстік Қазақстандағы гидроэнергетикалық ресурстардың негізгі үлесі Ишим өзені бассейніне келеді – 950 миллион кВт/сағат, Орталық Қазақстанда – Торғай үстіртіндегі өзендер тобына – 656 миллион кВт/сағат және Теңіз және Қарасор өзендері бассейніне – 478 миллион кВт/сағат. Бұл аумақтағы өзендердің энергетикалық потенциалы төмен болғандықтан, онда Сергеев су қоймасы базасында салынған ГЭС сияқты жалпы шаруашылық мақсаттағы гидро тораптар құрамындағы қуаттылығы шағын ГЭС құрылысын ғана салуға болады. Батыс Қазақстанға Каспий теңізіне құятын өзендер кіреді (Орал, Өзен, Ембі және басқалары), олардың су-энергетикалық әлеуеті 2,8 млрд. кВт/сағат деп бағалануда және олар негізінен өнеркәсіптік сумен жабдықтау, суландыру, балық шаруашылығы және кеме қатынасы үшін қолданылады [27]. Жалпы алғанда, Қазақстандағы қазіргі күні жұмыс істейтін ГЭС қуаттылығы 2068 МВт-ты құрайды, электр энергиясының жылдық өндірілуі 8,32 млрд. кВт/сағат. Болашақта жаңа гидроқұрылыстың нақты нысандары Қапшағай ГЭС контррегуляторы ретінде пайдаланылатын, Шарын өзеніндегі Мойнақ ГЭС (300 МВт) және Іле өзеніндегі Кербұлақ ГЭС (50 МВт) болып табылады. Сол ГЭС құрылысының мүмкіндігі мен мерзімі Оңтүстік Қазақстанның электр энергиясы бойынша дефицитін 900 миллион кВт/сағатқа азайтуға мүмкіндік береді. Қазақстанның дефицитті аумақтарында гидроресурстарды пайдаланатын электр энергиясының жаңа көздерінің құрылысы осы аудандарды энергетикалық тұрғыдан орнығуына және олардың энергисы артық басқа аумақтардан тәуелділігін азайтуға мүмкіндік береді. Елдің оңтүстік аудандарында, ағыссыз ойпаттарда минералдануы жоғары жер асты сулары көп мөлшерде жиналады. Осы табиғи резервуарлардың суларын, оларды концентрацияның биіктігі бойымен тұзды ерітіндінің белгілі-бір таралуы есебінен сұйықтық конвенциясы жойылған күн энергиясын қабылдау үшін пайдаланып, сондай-ақ тұзды кәріз суларын тұщыландырудың келешегі бар. Ұсталған күн радиациясы электр энергиясын шығарады және жылумен жабдықтау үшін төмен потенциалды жылу шығарады. Отын-энергетикалық ресурстармен салыстырғандағы гидроэнергетикалық ресурстардың маңызды ерекшелігі – олардың үздіксіз жаңғыртылатыны. ГЭС үшін отынға қажеттіліктің болмауы ГЭС өндіретін электр энергиясының төменгі өзіндік құнын анықтайды. Сондықтан ГЭС құрылысына, орнатылған қуаттылықтың 1 кВт айтарлықтай қаржы салымына және құрылыс мерзімінің ұзақтығына қарамастан, аса үлкен мән берілуде және беріліп келеді, әсіресе бұл электр сыйымдылықты өндірісті орналастырумен байланысты болса. Алайда ГЭС пайдалану тәжірибесі олардың теріс жақтарын да ашып берді. Су қоймалары өзендердің су алмасуына және өздігінен тазаруына әсер етеді. Плотиналар суда мекендеушілердің тіршілігін бұзады. Су ағысының режимінің өзгеруі дәстүрлі жайылымдық шабындықтардың жойылуына әкеп соғады, плотинаның суды тежеуі жақын маңдағы аумақтың су басып қалу қаупін тудырады. Осының барлығы сол аумақтардың экожүйелеріне әсер етері сөзсіз. Қазіргі кезде ГЭС-ке байланысты жасанды су қоймаларының қысымының жер қыртысының қабатында өтіп жатқан геологиялық үрдістерге әсері де зерттелуде. Электр стансалардың басқа типтерімен салыстырғандағы ГЭС-тің кең танымал артықшылықтары: энергоресурстардың шығынсыз ұдайы жаңғыртылуы, жылдамдығының жоғарылығы, атмосфераны ластайтын шығарындылардың жоқтығы және отынның шығынының үнемділігі. Нарықтық экономикаға өту отынның өзіндік құнын күрт өсіріп жіберді, соның салдарынан электр энергиясының тарифі де артты. Осының барлығы энергияның жергілікті жаңғыртылатын көздерін кеңінен пайдалынуға, атап айтқанда бұрыннан бар шағын ГЭС-ті қалпына келтіру мен жаңасын салуға деген ұмтылысты ынталандырады [8]. 1.5 Теңіз және мұхит толқындарының энергиясы Ғаламшарымызды қоршаған су айдыны 361 миллион шаршы километр аумақты алып жатыр. Бұл бүкіл жер шарының үштен екі бөлігі. Жер бедерінің өзгеруіне, жалпы ғаламшарымыздың даму құбылысына теңіз, мұхит суларының тигізетін әсері орасан зор. Ғаламшарымызда ауа-райының қалыптасуына да осы теңіз, мұхит суларының тынымсыз қозғалысы әсер етеді. Мұхит пен теңіз суларының көтерілуі және кері қайтуы тәуліктің әрбір 6 сағат 12 минутында бір-бірімен алмасып, қайталанып отыратын құбылыс екен. Табиғатта бұл құбылыс негізінен Ай мен Күннің тартылыс әсерінен болатын гравитациялық құбылысқа байланысты. Міне, осылай... [2]. Дүниежүзілік мұхиттың энергия қорының зор екені белгілі, өйткені жер бетінің үштен екі бөлігін (361 миллион шаршы километр) мұхиттар мен теңіздер алып жатыр. Тынық мұхитының экваториясы 180 миллион шаршы километрды, Атлант мұхитынікі – 93 миллион шаршы километр, Үнді мұхитынікі – 75 миллион шаршы киломтр экваторияны алып жатыр. Мұхит ағыстарының кинетикалық энергиясы 1018 Дж мөлшермен бағаланады. Бірақ адамзат бұл энергияның өте аз бөлігін ғана пайдаланып келеді [8]. Дүниежүзілік мұхит энергиясының негізі – оның күн сәулесін жұту нәтижесінен туады, мұхитқа энергия тағы да космостық денелердің өзара әсерлесуінің және планетаның су маңыздары жасайтын тасқындарының нәтижесінен, сондай-ақ алыс планета тереңінен түседі. Су және ауа массаларының қозғалысы арқасында мұхиттың энергия қоры бүкіл планетаға тасымалданады, сонымен қатар экватор мен 700 с. е. арасындағы орташа есеппен алғанда 40% жылу мұхит ағыстарымен, ал 200 солтүстік ендікте 74% энергия тасымалданады [31]. Күн сәулесінің энергиясы шамамен 2/3 мұхитқа және құрылыққа түсіп, оның бетінде көптеген өзгерістерге ұшырайды: 43%-ы жылуға түрленеді, булануға және жауын-шашын құрауға 22%-ы, өзендерге, желге, толқындарға, мұхиттағы әртүрлі ағыстарға энергия беруге 0,2%-ы жұмсалады [32]. Бүгінгі таңда теңіз суларының ретті қозғалысы сияқты табиғаттың зор құбылысы Ай мен Күннің тартылыс күшін тудыратынын біз білеміз. Тасқындық толқындардың энергетикалық потенциалы – 3 млрд. кВт-ты құрайды. Мұхит энергиясын пайдаланудың ең дұрыс әдісі бұл – тасқындық электр стансаларды салу. 1967 жылдан бастап Франциядағы Ранс өзенінің аузындағы биіктігі 13 метрдей тасқында қуаты 240 мың кВт жылдық энергия берілісі 54 мың кВт/сағ. толқындық электр станса (ТЭС) жұмыс істейді. КСРО-да инженер Л.Б. Бернштейнмен қажетті орынға қалқып сүйретілетін ЖЭС блоктарын құрастырудың қолайлы әдісі табылды. Оның идеялары 1968 жылы Мурманск жанындағы Кислая Губа елді-мекенінде салынған ЖЭС-та тексерілді. Қазіргі таңды Ақ теңізде қуаты 11,4 ГВт Мезенский ЖЭС жобасы жасалған. Сондай-ақ Дүниежүзілік мұхиттың энергетикалық ресурстарына толқын энергиясы мен температуралық градиент энергиясын жатқызуға болады. Желдік толқын энергиясы 2,7 млрд. кВт жылға бағаланады. Мұхит зерттеушілер тобы Флорида жағалары жанындағы Гольфстрим ағысы 5 миль/сағ. екенін байқады. Бұл жылы су ағынын пайдалану идеясы өте қызықтырарлықтай болды. Толқын энергияларын түрлендіру негіздері. Теңіз толқындарынан үлкен мөлшерде энергия алуға болады. Терең судағы толқындармен тасымалданатын қуат олардың амплитудасы мен периодының квадратына пропорционалды. Сондықтан үлкен қызығушылықты толқын бетінің бірлігінен орташа есеппен 50-ден 70 кВт/м бере алатын үлкен амплитудасы бар, ұзын периодты толқындар тудырады. Толқындық энергетикалық құрылғылардың көп мөлшері терең судағы толқындардан энергия алу үшін жасалады [8]. жел 1.6 Жел энергиясы Жел энергиясын қолдану ерте заманнан басталған. Сол бұрынғы уақыттағы жел энергиясын қолданудағы пайда болған жүйелер қазіргі уақыттың өзінде заманауи ғылыми деңгейде кең қолданылады. Жел энергиясының ерекшеліктері: механикалық энергия ретінде алуға болады, сонымен қатар электрлік энергия ретінде көптеген салаларда қолдануға болады (өнеркәсіптен бастап үй шаруашылығына дейін). Жел элетр энергиясын өндіретін электр құрылғылары немесе электр станциялары жеке дара немесе электр желілерімен байланыса жұмыс атқарады. Жел генераторлары қарапайым әрі орналасу үшін үлкен аумақты қажет етпейді және тәулік бойы жұмыс істей береді. Сонымен бірге жел экологилық таза әрі таусылмайтын энергия көзі болып табылады [1]. Табиғи энергия көздерінің бірі – жел энергиясы. Жел энергиясы күн энергиясы сияқты әрқашан да тұрақты энергия көздеріне жатпайды, бірақ оның өзіндік даму ерекшеліктері бар. Біріншіден, жер бетіндегі болып тұратын жел, дауыл немесе ауа қозғалыстары негізінен Күн энергиясының әсерінен пайда болатын құбылыстар. Екіншіден, желдің энергиялық қуаты және оның бағыты әрқашан да құбылып, өзгеріп тұрады. Бір жерлерде жел мүлде баяу, ал кейбір ендіктерде оның қуаты аса күшті болады. Осыларға қарағанда, ғаламшарымыздың жел энергиясының жалпы мөлшерін дәл анықтау қиын. Дегенмен кейбір ғалымдардың келтірген деректеріне қарағанда, 1 жылдың ішінде жер бетінде болып тұратын желдің жалпы қуаты 13*1012 кВт/сағатқа тең екен. Әрине, жер бетінде өте күшті сұрапыл дауылдар да болып тұрады, олардың әрқайсысының 1 тәулік ішіндегі бөлетін энергиясы 13 000 мегатонналық ядролық бомбаның жарылу кезінде бөлетін энергиясымен пара-пар. Жер бетінде осындай қуатты дауылдар тұрған кезінде миллиондаған тонна шаң-тозаң көтеріліп, оны мыңдаған километр жерге апарып тастайды. Мысалы, Африканың құм-шөлейтті ендіктерінен көтерілген миллиондаған тонна шаң-тозаң Еуропа құрлығына дейін жетеді. Осындай әртүрлі мөлшерде энергиялық қуаттарды өз бойларына дарытқан жел, дауыл ғаламшарымыздың кез-келген ендіктерінде болып тұратын табиғи құбылыс. Жел атмосфералық циркуляция процесін туғызып, ауа құрамының тазарып отыруына үлкен ықпал жасайды. Сонымен жел – өз бойына орасан мол энергия қуатын жинаған табиғи энергия көздерінің бірі. Осындай мол, әрі тегін энергия көзін халық ертеден-ақ пайдаланған. Мысалы, жел диірмендер мен шыңырау құдықтардан су тартатын жел қондырғыларын ежелгі Египет және Таяу Шығыс елдері кеңінен пайдаланғаны белгілі. ТМД-да жел энергиясына бай аймақтар қатарына Қазақстан, Орта Азия, Закавказье, Повольже, Молдавия, Қырым және Құлынды далалары, сондай-ақ Арктика, Камчатка, Сахалин, т.б. жерлер жатады. Осы аталған аудандарда кезінде жел энергиясы негізінен диірмендер салып, ұн, жарма тартуға пайдаланған екен. Дегенмен желдің тегін энергиясын пайдалану көптеген елдерде әлі де өзінің практикалық маңызын жойған жоқ. Дүние жүзінің көптеген елдерінде қазірдің өзінде 600 мыңнан астам жел қондырғысы жұмыс істейді. Жел энергиясын пайдалану мамандардың есептеулеріне қарағанда өте арзан әрі тиімді, өйткені оған шығын мейлінше аз жұмсалады. Жел энергиясы қондырғыларының бұл күнде ондаған түрлері бар, олардың жалпы қуаты онша жоғары емес, 1-15 кВт шамасында ғана. Дегенмен осындай шағын қондырғылардың өзі жел энергиясының 45-48%-ын механикалық, яғни электр энергиясына айналдыра алады. Ғылыми болжамдарға қарағанда, көп кешікпей жел электр станциялары дүние жүзі елдерінің электр энергиясына деген қажетінің 10%-ын өтей алады. Бұл күндері жел электр станцияларын жер бетінен едәуір биіктікке орналастыру жағы да қарастырылуда. Жер бетінен биіктеген сайын, әсіресе тропопауз қабатында, ауа ағысы ұдайы қозғалыста әрі қуаты едәуір жоғары болады. Ондай станциялар жыл бойына жұмыс жасай алады. Шетелдерде пайдаланыла бастаған тропопауза жел станцияларының қуаты 2000 кВт шамасында, ал ол 1 жылда 14-15 миллион кВт/сағат энергия өндіреді. Жел энергиясының болашағы зор, сонымен қатар табиғатта сарқылмайтын энергия көздерінің бірі, оны тиімді пайдалану мәселесі бүгіннен бастап қолға алынуы тиіс [2]. Желдің пайда болу табиғаты. Жер қабатының беті Күн сәулесінің энергиясынан барлық жерлерінде бірдей қызбайды. Өйткені жердің беті біртекті емес: құрғақ және сулы кеңістіктер бар әрі олар бірдей кеңдікте емес, сондықтан таулы, орманды, шөлді далалар және батпақты жерлер әртүрлі температурада қызады. Күні бойы теңіз бен мұхиттың ауасы біршама салқын болады, өйткені күн энергиясының едәуір бөлігі судың булануына шығындалады немесе оған сіңіріледі, сондықтан су бетінің ауасының температурасы тәулік бойы өзгеріп отырады. Үлкен теңіз бен мұхиттың жағалауларында ауа қозғалысы тұрақты алмасымды қозғалыста болып тұрады, соның салдарынан бұл аймақтарда тұрақты жел тұрады (теңіз бризі деп атайды). Құрғақ шөл және шөлейтті жерлердің үстінде ауа қатты қызады, тығыздығы төмендейді, мұндай аймақтарда ауа қозғалысы жоғары болады. Осының барлығы желдің пайда болуына әкеліп соғады. Жер атмосферасының айналып келулік табиғаты инерциялық күштің нәтижесінде туындайды, ол жердің өз осінің айналуынан пайда болады. Олар әртүрлі ауа ағындарының ауытқуын түзейді. Желдің тұру бағыты және желдің жылдамдығы сол аймақтың жер беті биіктігіне байланысты әртүрлі бағытта өзгеруі мүмкін. Экваторға жақын жер бетінде орналасқан аймақта жел жылдамдығы едәуір жоғары. Жер бетінің 1 және 4 км биіктігінде, 300 аймақтың аралығында солтүстік және оңтүстік еңдікте бірқалыпты әуе ағындары түзіледі, оны пассат деп атайды. Орташа жылдамдығы 7-9 м/с құрайды [8]. Желдің қайраттық мінездемесі. Жел қуатты қайраттық көздің бірі болып табылады, оны бұрыннан бері адамдар қолданып келеді. Қазіргі кезде әлемде жел энергиясын пайдалану МИРЭК-ң бағалауы бойынша, жыл сайын 3 млрд. тоннадай шартты отынды үнемдейді. Дамыған елдерде жылына бір адам 0,6 тонна шартты отынды тұтынады, дамып келе жатқан елдерде 3 есе аз [8]. Жел қондырғыларының қалақшалары әдетте жер бетінен 50-70 метр биікте жұмыс істейді, жаңа қондырғыларда 100 метрге дейін жетеді, сондықтан көп қызығушылық осы қабаттағы әуе ағынының қозғалысының мінездемесі қажет болады. Маңызды мінездеме қайраттық желдің құндылығын анықтайтын, оның жылдамдығы болып табылады. Желдің лездік жылдамдығы әрқашан ауа ағынының желқозғалтқышқа қозғалымдық әрекет етуін анықтайды. Қозғалымдық ағынның сипаттамасы автоматты реттеу жүйесіне немесе бағдарлау жұмысына әсер етеді. Жел агрегатын өндіре алатын энергия саны, біріншіден, жел доңғалағымен айналатын және аудан бетіне тең желдің орташа жылдамдығы анықталған уақыт аралығында барлық ағынның қимасына тәуелді. Тап осы жылдамдық, сондай-ақ қондырғының жұмыс тәртібін анықтайды. Желдің орташа жылдамдығы әр тәулікте, айда немесе мезгілде ауысып тұрады. Ауа ағынының алып құрылымының қарастыратын және оны анықтайтын мәні тәуліктік, айлық, мезгілдік жылдамдықтың шамасымен анықтайды. Энергия ауа ағынының жалпы жел құрылымы ландшафты немесе рельефті болуы жел толқуынан байқалады. Жел генераторлары жел қозғалысының энергисын электрлікке түрлендіруге арналған. Жел генераторының әрекет принципі келесідей: жел қысымымен ток генераторының роторын айналдырып, қалақшалар қозғалысқа түседі. Өндірілген электр энергиясы контроллерге жіберіледі. Ол аккумуляторлар зарядына арналған кернеуді және тоқтың тиімді күшін қамтамасыз етіп, сондай-ақ қатты дауылда жүйені сақтандырып, басқару функцисын атқарады. Контроллерден аккумуляторлар заряд алады. Өнеркәсіптік жел жағдайында, электр желі бойымен басты станцияға жіберіледі. Үйдегі жел генераторларында ток инвертормен электр желісіне пайдалану (220 В) үшін түрленеді де, тұтынушыларға жіберіледі. Жел энергиясын түрлендірудің ішінде ең тартымдысы және күрделісі түрлі типтегі генераторлармен электр энергиясына айналдыру болып табылады [8]. Кесте 1. Қазақстан аумағындағы жел энергиясының ресурсы [19].
«ЖАСЫЛ ЭНЕРГЕТИКАНЫҢ ӨЗЕКТІ МӘСЕЛЕЛЕРІ МЕН БОЛАШАҚТАҒЫ ДАМУЫ» 2.1 Қазақстандағы «жасыл энергетиканың» өзекті мәселелері мен болашақтағы дамуы Энергетика бүгінгі әлемдік өркениеттің маңызды қозғаушы күші болып отыр. Дүниежүзілік тәжірибе көрсетіп отырғандай, энергетиканың дәстүрлі емес түрлерін дамыту арқылы бірқатар елдер энергетикалық тапшылықтарын жоюда. Ел экономикасы біршама тұрақтанған тұста біздің елде де осы мәселелерді шешу жолдары кеңінен талқыланып, бірқатар жобалар қабылданып, түрлі іс-шаралар атқарылуда. Баламалы энергия көздерін, яғни «жасыл энергетиканы» пайдалану және дамыту дүниежүзілік экономиканың энергетикаға деген қажеттілігінен, экономикалық дағдарысқа байланысты дүниежүзілік нарықтағы энергетикалық тапшылықтан және қоршаған ортаға экологиялық жүктеменің артуынан туындап отыр. «Жасыл энергетиканы» дамытуда және пайдалануда АҚШ, Еуропалық Одақ елдері, Қытай және Үндістан алдыңғы қатарда. Еліміздің бай табиғи қорларына қарамастан, қайта қалпына келетін баламалы энергия көздерін пайдалану қолға алынуда. Осы мақсатта экологиялық «таза» энергия көздерін пайдаланудың әлеуметтік-экономикалық қауіпсіздік мүмкіндігі және энергия қуатының басқа шикізатқа тәуелді еместігі анықталып, оның даму болашағына сараптама жасалды. Қазақстанда жаңадан қолға алынған бұл энергетикалық-экологиялық бағыт – баламалы энергия көздерін игеру біздер үшін экологиялық таза пайда көзіне айналуы әбден мүмкін. жүктеу/скачать 395,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||