Қайта жаңғырылатын энергия көзі – су энергиясы

Home » Рефераттар » Қайта жаңғырылатын энергия көзі – су энергиясы
Рефераттар Комментариев нет

Соңғы деректер бойынша әлемде экономикалық тиімді гидроэнергетика ресурстарын пайдалану деңгейі 30% құрайды. ТМД елдерінде гидроэнергетика ресурстарын пайдалану бүгінгі таңда өте төмен болып отыр.Су энергиясының потенциалы жағынан Қазақстан және Орта Азия аумағы ТМД – да, Сібірден кейін екінші орын алады. Қазақстан салыстырмалы түрде су көздеріне өте кедей. Қазақстанның өзендерінің энергетикалық ресурстарын пайдалану мүмкіндіктері 1960 – 80 жылдардағы материалдар және шағын ГЭС – терді орналастырудың аяқталмаған өңірлік схемалары (1990 жылдар) негізінде «Казгидропроект» институтымен ағаланған. Мұхиттар, теңіздер және де басқа көлемді су көздеріндегі толқынның көтерілуі мен қайтуы, құлап аққан су және геотермальды (ыстық) су энергиясы – қайта жаңғырылатын энергия көздеріне жатады. Гидроэлектрстанцияларда резервуардан құлап аққан су өз энергиясын турбиналарға береді, ол өз кезегінде электр энергиясын өндіретін генераторды айналдырады. Су энергетикасы – энергетиканың су қорларының қуатын пайдаланумен айналысатын саласы. Алғашқы су энергиясы диірмендердің, станоктардың, балғалардың, ауа үрлегіштердің, т.б. жұмыс машиналарының жетектерінде пайдаланылды. Гидравликалық турбина, электр машинасы жасалып, электр энергиясын едәуір қашықтыққа жеткізу тәсілі табылғаннан кейін, сондай-ақ су энергиясын су электр стансаларында (СЭС) электр энергиясына түрлендіру жолының жетілдірілуіне байланысты су энергетикасы электр энергетикасының бір бағыты ретінде дамыды. ГЭС – ді әдетте таулы аймақтарда тұрғызады. Ол жерлерде жиі жаңбыр жауады және табиғи аңғарлардағы су қоймасында су қорын жинап, бөгетпен жеңіл бөгеуге болады. Жер шарында алынатын электр энергиясының 20%-ы ГЭС – де өндіріледі.

Қазақстанның Оңтүстік Шығыс және Оңтүстік таулы аудандары шағын ГЭС – тер салуға табиғи жағынан өте қолайлы. ГЭС – те электр энергиясы мына кезектілікпен алынады: су – суқоймасынан қақпа арқылы өтіп турбинаға келеді, су ағыны турбинаны айналдыра бастайды, турбина электр энергиясын өндіретін генераторды іске келтіреді, генератордан энергия электр желісі бойынша тұтынушыларға жөнелтіледі. Жер шарының кейбір аудандарында – жер қыртысының жыныстары қатты ысып тұрады. Мұндай жерлерде геотермальды электр станциялары тұрғызылады. Оларда тау жыныстарының жылуы суды буға айналдыру үшін пайдаланылады. Бұл бу турбогенераторларға немесе жылыту үшін үйлерге беріледі. Исландиядағы көптеген геотермальды станциялар құрылысы үшін, жер беті астындағы тау жыныстарының ыссы қабаттарына дейін ұңғымалар қазылған. Оларда, тереңдікте буға айналатын су тартылады. Бұл су электр энергиясын алуға және үйлер мен мекемелерді жылыту үшін пайдаланылады.

Мұхиттар мен теңіздер үздіксіз үлкен мөлшерде электр энергиясын өндіреді. Оның қорлары таусылмайды, сол себепті су энергиясын – қайта жаңғырылатын су ресурстарына жатқызады. Биіктігі 1 м және ұзындығы 25 м толқын жағаға келіп соғылса, онымен шығарылатын потенциалдық энергия шамасы 125000 Дж. құрайды. Егер, осы энергияны электр қуатына айналдырса, онда оны үстелдік электр лампысын бір сағат бойы қуатпен қамтуға болар еді. Ұзындығы шамамен 5 км жағажайда бір сағат ішінде бөлінетін толқын энергиясы – 10 млрд. джоуль құрайды. Бұл энергия, 500 үйді электрмен қамтамасыз етуге жетер еді. Толқын энергиясын пайдаланатын қондырғы, Шотландияның солтүстік- батысында 1995 жылы іске қосылды. Оның салмағы 8000 т, биіктігі 20м және жағадан 100 м қашықтықта 15м тереңдікте орналасқан. Бұл, теңіз толқыны энергиясымен жұмыс істеген алғашқы өнеркәсіптік станция болды және 2 МВт – қа дейін энергия өндірді. Бұл 400 үйді электр энергиясымен қамтамасыз етуге жеткілікті. Шарнирде бірқатар қалтқылардан тұратын, толқын энергиясын түрленгіштер бар. Толқын өткен кезде қалтқылар көтеріліп – түседі, осы кезде шарнирлі – рычагті механизм арқылы күш май сорғысына беріледі, ол гидравликалық қозғалқышты іске келтіреді, оның салдарынан электрогенератор жұмыс істейді. Мұндай құрылғылар, жаға маңындағы ұзындығы 100 м – ден 2 км – ге дейінгі жолақты қамтиды. Оларды жағадан алыста, толқын – ұрма толқынға айналмайтын жерлерде орнатады.

Осы заманғы энергия түрленгіштердің көбінде су – ауа колонналары қолданылады. Кең тік құбырда толқын өткен кезде су деңгейі көтеріледі және төмендейді, цилиндрдегі поршень сияқты. Су көтерілген кезде колоннаның жоғарғы жағындағы ауа қысылады және электрогенератормен байланысқан турбинаға бағытталады. Су – ауа колонналары ашық теңізде немесе толқын тербелісі қатты үдейтін конусты жағалық каналдарда орнатылады. Шотландияның Айлей аралындағы су – ауа колоннасы салынған. Ол жыл бойы жұмыс істейді және тұрақты энергия беріп тұрады. Үнемі қатты толқын тұратын жағалауларда теңіз беті үстінде орнатылған резервуарларды сумен толтыру үшін конус тәрізді тоннельдер орнатылады. Толқын мұндай тоннельмен аққанда, тар жерде оның амплитудасы күрт өседі. Тоннельдің соңғы жағында ол тосқауылдан асып өтіп, резервуарға түседі. Бұл жерге теңізге резервуар астынан құбыр жүргізілген, құбырдың қайта теңізге шығар жерінде турбина орнатылған. Су ауырлық күші әсерінен теңізге қайта ағып келе жатқанда, турбина қалақшасын айналдырады. Бұл құрылғы өзендер мен көлдерде тұрғызылатын ГЭС – ті еске түсіреді. Қуаты 350 кВт мұндай түрдегі қондырғы Норвегияда Солтүстік теңіз жағалауында 1986 жылдан жұмыс істейді.

Мұхиттарда, теңіздерде судың көтерілуі, қайтуының энергиясын 900 жылдай бұрын Испания, Франция және Британия жағалауларында пайдаланған. Қолайлы орындар болып, судың көтерілу – түсу амплитудасы үлкен, жаға рельефі тұйық бассейндерді тұрғызуға мүмкіндік беретін – орындар саналған. Су көтерілуі кезінде осы бассейндерді толтырған. Су қайтқанда суды төмен ағызған, ол теңізге қарай жол бойында диірмен доңғалақтарын айналдырған. Қазіргі техникалық шешімдер, өзеннің кіріңкі бөлігін тосқауылдайтын бөгетше (дамбы) орнатуды қарастырады. Ол жер ұзын және кең болуы керек, төменнен жоғарыға деңгей өзгеру кезінде, өтетін су көлемі көп болуы үшін. Бөгетшелерде, деңгейі көтерілгенде және түскенде жұмыс істейтін турбиналар орнатылады. Францияның Ла – Ранс мекенінде тұрғызылған судың көтерілуін пайдаланатын бөгетшеде 24 турбина қойылған. Олар судың көтерілу энергиясын пайдаланып жұмыс істейді.

Теңіздің жылу энергиясын түрленгіштердің жұмыс істеу принципі жылы беттік қабаттағы теңіз суы мен 1 км тереңдікте суық су температурасы айырмасына негізделген. Жылы су буға айналатын күйге дейін сұйықты (мысалы, сұйық амиак) жылытады. Оның буы турбинаны айналдырады және суық су түсетін жылу алмастырғышқа барады. Мұндай қондырғының тиімділігі өте төмен, себебі алатын энергияның едәуір бөлігі суық суды тарту үшін жұмсалады. Мұндай қондырғылар, әзірше тәжірибелік сипатта болып отыр. Жоғарыда айтып өтілген суға қатысты энергия көздері ішінде, Қазақстанда тиімді қолданылуы мүмкін болып, біздің ойымызша, төмендегі су энергия көздері саналады: судың құлап ағу энергиясын (ГЭС — тер) пайдалану және толқын, судың көтерілу – қайту энергиясын пайдалану. ГЭС – р ішінде шағын су электр станцияларын салу – экономикалық та, экологиялық та, саяси де тиімді. Экономикалық жағы — өндірілген электр энергиясының өзіндік құны төмен болады, құлап жатқан суды пайдалану экологияға зиянды әсері жоқ десе де болады. Саяси жағынан келгенде, халық тығыз орналасқан Оңтүстік – Шығыс және Оңтүстік аймақтар, Қырғызстанның электр энергиясына тәуелділіктен арылады. Сонымен қатар, Қазақстанның оңтүстік – шығыс аймағындағы таулы аудандардағы кіші өзендер – шағын ГЭС – тер салуға өте қолайлы. Бұрынғыдай ірі ГЭС– ге қарағанда, шағын ГЭС – ді модернизациялауда көп уақыт алмайды және нарық заманына сәйкес шығын аз болады.

Қазақстанда, толқыны мен суының жағаға көтеріліп ұрынуы мен қайтуын пайдалануға болатын екі – ақ нысанды айтуға болады. Оның біріншісі батыста орналасқан Каспий теңізі де, екіншісі Балқаш көлі. Оның үстіне, батыс Қазақстан энергияға өте тапшы өңірлердің бірі болып саналады. Толқын энергиясын өндіріп пайдалану жағалық аудандардың бірқатарын энергиямен қамтуға мүмкіндік берер еді. Ал, Балқаш көлінің су энергиясын пайдалану іске асып, өндірістік жолға қойылса, көтеріліп жүрген экологиялық зардабы қауіпті, Балқаш маңында АЭС – н салу тоқтатылып, қайта жаңғырылатын су энергиясы жетекші маңызға ие болады. Қазақстанда су мысалында қайта жаңғырылатын энергия көздерінің қазіргі жағдайын талдау нәтижесі мыналарды көрсетті: 1) Қазақстанда су энергетикасы потенциалының ауқымды қоры бар және оны дамытуға мүмкіндік көп. Бірақ, ГЭС жабдықтары мен құрылымдары қатты тозған және қирау алдында тұр. Сондықтан, маңызды стратегиялық мәселелердің бірі – ірі және шағын ГЭС – терді қайта жөндеп модернизациялау және техникалық, экологиялық және экономикалық жағынан тиімді су энергетика ресурстарын жылдам игеру қажет; 2) Қайта жаңғырылатын және қалыптаспаған энергия көздерін дамыту масштабын ұлғайту жолында әлемнің көптеген елдеріне сипатты, қайта жаңғырылатын энергияның, қалыптасқан энергия көздеріне қарағанда экономикалық тұрғыда бәсекелестігінің төмендігі басты кедергі болып саналады. Бұдан бөлек, қайта жаңғырылатын энергия көздерін өндірістік жолға қоюға қажет инвестицияның жоқтығы. Орта Азияның бірқатар елдерінде, қалыптаспаған энергия көздері базасында тәуелсіз энергия өндірушілерге қаржылық жеңілдікті кепілдендіретін заң базасының әлсіздігі, бұл энергетика саласы басқаларға қарағанда кейін пайда болған, сондықтан елімізде әлі де жетекші орын алмай отыр. 3) Қазақстанда су энергиясын пайдалануға барлық жағдай бар екені жоғарыда дәлелденіп айтылып өтілді. Оның ішінде шағын ГЭС іске қосу – экономикалық және экологиялық жағынан да өте тиімді.

LEAVE A COMMENT

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.