Бақылау сұрақтары:

1. Күн фототүрлендіргішінің п.ә.к-ін қалай анықталады?

2. Толқын ұзындығы ұзынырақ фотондардың энергиясы қандай мөлшерде болады?

3. Кремнийлі элементтің теориялық п.ә.к-і қанша?

4. Нақты фототүрлендіргіштер едәуір төмен п.ә.к.-не ие, себебі неде?

5. Фотоэлектрлік түрлендіргіштерде болатын энергия шығындарының түрлері.

6. Түрлендіргіш ішіндегі қозғалыс кезіндегі электрондар мен саңылаулардың алатын орны.

7. Күн фотоэлементтерінің негізгі материалдары және фотомодульді жасау технологиясын анықта.

8. Толтырылған, өткізу және тыйым салынған аймақтарды қалай түсінеміз?

9. Кремний үшін активті қоспа ретінде Менделеевтің периодтық кестесінің қандай элементтері жатады?

10. Жұмыс істеу принципі бойынша фотоэлементтер қалай бөлінеді?

11. Вакуумды және газ толтырылған өткізгіштік фотоэлементтерге түсініктеме бер.

12. Вентилді (жапқыштық) фотоэлемент дегеніміз не? Оның меншікті п.ә.к.анықта.

13. p-n ауысуының фотоэлектрлік қасиеттері.

11- ДӘРІС

Тақырып: Жел энергиясы. Қазақстанның аймақтарында жел энергиясын пайдаланудың мүмкіндігі

Жоспар:

Желдің пайда болу табиғаты.

Жұмыс тәртіптері бойынша желгенераторларын классификациялау

Қазақстанның аймақтарында жел энергиясын пайдаланудың мүмкіндігі

Желдің пайда болу табиғаты

Жер қабатының беті Күн сәулесінің энергиясынан барлық жерлерінде бірдей қызбайды. Өйткені жердің беті бір текті 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 бәрі желдің пайда болуына әкеледі.

Жер атмосферасының айналып келулік табиғаты инерциялық күштің нәтежиесінде 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 кеңдікте бірқалыпты әуе ағындары түзіледі, оны пассат деп атайды. Орташа жылдамдығы 7-9 м/с құрайды.

13.1- сурет. Желдің жер бетіндегі қозғалу динамикасы

Қазақстанның аймағын жел ресурстарына сай бөлу және жел тұратын аймақтар

Қазақстан аймағын желэнергетикалық ресурстармен аудандастыру

Қазақстан аймағын желэнергетикалық ресурстармен аудандастыруды 5 ауданға бөлуге болады, аудандастыру желдің келесі қуаттылық көрсеткіштері бойынша жүргізілді: 1-аудан-Е_бірлік<10 кВт сағ/м², 2-аудан 1000-нан 2000-дейін, 3-аудан 2000-нан 3000-дейін, 4-аудан 3000-нан 4000-дейін, 5-аудан 4000 кВт сағ/м² аса.

Бұл мәліметтер Қазақстан аумағын желэнергетикалық ресурстармен аудандастыруының картасын құрғанда негізге алынды [1,2,8,35].

Бірінші аймаққа Солтүстіктегі Тянь-Шанда орналасқан Шу-Іле таулы аймағы кіреді. Олар өз алдында құламалы беткеймен шектелген шамалы көлбей беттерімен тегістелген қыраттарды құрайды ол аймақтарға – Қордай, Отар, Шоқпар, Анархай, Новотройск жатады. Бұл аймақтардың энергиясы 1000-5000 кВт сағ/м² тең.

Екінші аймақ Орталық-Қазақстандағы кең таулар аясындағы көптеген кішігірім жеке таулы массивтерді және шағын кіші жоталарды алып жатыр. Бұл массивтердің ең биіктерінің биіктігі 1400-1450 м.

Бұл аймаққа Қарқала, Қайнар, Ақтоғай, Жарма, Жаңа-Арқа, Қараауыл, Бесоба, Бектаута, Ағадыр, Қызылтау, Сарыжал елді мекендері кіреді метеостанция мәліметтері бойынша анықталған энергия 1000-нан 5000 кВт сағ/м² тең.

Үшінші аймаққа Ұлытау таулары кіреді, сонымен қатар кең қыратты болып саналатын Орталық-Қазақстанның кіші жотасының Оңтүстік-батыс, батыс бөліктері, сонымен бірге – арқалық аудандары кіреді. Энергиясы 1000-нан 5000 кВт сағ/м² аралықта.

Төртінші аймақ Солтүстік-батыс жақтағы аралығы 420 км болатын аймақ және солтүстік Тянь-Шань доғасының батыс буыны болып табылатын Қаратау жотасы төртінші аймаққа жатады (Жанатас, Шаян, Түркістан) Бұғұн, Ванновка, Ақсұран, Созақ және Тасты метеостанция мәліметтері бойынша анықталған энергиясы 1000-нан 5000 кВт сағ/м² тең.

Бұл аймақта Ащысайдың жан-жағы таулармен көлеңкеленген аса үлкен емес таулы алқаптар бар. Оңтүстік және оңтүстік-батыс Қаратау жотасында туындайтын кішігірім желэнергетикалық ресурстары бар аудандар кездеседі.

Бұл жерлерде жота негізгі Алатау тауларымен қосылады және жоғары биіктікке ие. Метеостанция бұл аудандарда көлеңкеленгендіктен аса үлкен емес энергияны көрсетеді. Ашық беткейлерде және жоталы аймақтарда жел энергиясының күрт жоғарылауын күтуге болады.

Бесінші аймаққа Оңтүстіктің сілемі болып табылатын Мұғаджар таулары, Жетіқара, Шалқар, Рудный, Тереңқұдық, Талдық, Комсомольск, Аққұдық елді мекендерінің аймақтары жатады энергиясы 1000-нан 4000 кВт сағ/м² құрайды.

Қазақстан аумағын аудандастыруының схемасы осы аудандарды қамтиды ол сол аймақтың желэнергетикалық ресурстарын сипаттайды.

Орындалған аудандастыру Республика аймағында жел энергетикалық қондырғылардың қолдану болашағын айқындауға мүмкіндік береді.

Республиканың жел потенциалы бағасын энергияны тұтыну көлемімен салыстырып, электрді Қазақстанға қажеттімен салыстырғанда 20 есеге артық беретінін көруге болады [33,25,38].

Қазақстан аумағындағы жел энергиясының ресурсы

N	Аймақ	Қамтитын аумақ, мың.км^2	Әлеуметтік ресурстар, млрд.кВт сағ	КПД ЖЭҚ әлеуметтік есеппен, млрд.кВт сағ
1	Шығыс Қазақстан	277,1	3000	30
2	Оңтүстік-Шығыс	223,2	3100	31
3	Оңтүстік Қазақстан	499,9	5600	56
4	Солтүстік Қазақстан	237	2700	27
5	Орталық Қазақстан	762,2	9100	91
6	Батыс Қазақстан	7292	8800	87
7	Барлығы	2718,1	32200	322

Жел электростансалардың бірнеше жобалары дайындықтың 2015 жылға дейін жел стансаларының бірлескен қуаттылығы 250 МВт жетуі мүмкін, ал олардың электр энергиясын шығаруы – жылына 750-900 млн. кВт сағ жетеді деп жоспарлануда.

2030 жылға қарай бұл көрсеткіштер сәйкесінше жылына 2000 МВт және 5 млрд. кВт сағ. жетуі мүмкін.

Желдің орташа жылдамдығы 8-10 м/с болатын үлкен жел әлеуеті бар 10-нан астам аудан бар [1, 2].

ЖЭС салу құрылысына зерттелген аумақтар

№	Аумақтың атауы	Жел жылдамдығы,м/с (80 м жоғары)	ЖЭС Қуаты, мВт
1	Жоңғар қақпасы	10,1	50-250
2	Шелек қақпасы	8,01	50-300
3	Кордай	6,06	20
4	Жүзімдік-Шаян	7,61	50-350
5	Астана	7,25	20
6	Ерейментау	8,09	50-500
7	Қарқаралы	5,91	10
8	Арқалық	7,52	10-50
9	Атырау	7,88	50-100
10	Форт-Шевченко	8,43	50