«Дәстүрлі емес және жаңаратын энергия көздері»

Дәріс 3

1. Желэнергиясы жаңаратын энергоресурс

2. Жел энергиясының ерекшеліктері

3. Жел энергиясының өзгеру принципі

4. Желэнергетика қондырғыларының конструкциялары
Күн энергиясы сияқты жел энергиясы да жаңаратын энергоресурсқа жатады. Кейде біз күн және жел энергиясы жайында - қабілетті, сарқылмас энергия деген терминдерді естіп қаламыз. Әрқашан жел соғып тұратын аймақтардағы өмір сүретін адамдардарда осы энергияны тиімді қолдану туралы ой пайда болады. Шынында жел қозғалтқышын орнатып, тұрмысқа қажетті маякті жарықтандыруға, артезиан скважинасынан су көтеруге және тағы басқа мақсаттарға қолдану үшін энергия алу өте жеңіл болады.

Осыдан жүзден артық жыл бұрын 1887 жылы баспада мынадай хабарлама шықты: «Гавраға (Франция) жақын маңдағы Гаевский маягында жел күшін утилизациялау арқылы динамоэлектрлік машинаны айналдыру мақсатында ірі жел қозғалтқышы орнатылды.Бұл қозғалтқыш америкалық жүйе болатын. Оның қанатының диаметрі 12 м және ірге тасы мықты темір байланыстырғыштармен жалғанған тастан жасалынған станогы тіптен берік болып келеді. Диномомашина токты алдымен аккумуляторға жинайды, содан кейін барып жарық алуға жұмсалады. Теңіз жағалауында желсіз күндер сирек болғандықтан, осы әдіс арқылы электр алу маякті жарықтандыруға жеткілікті

6-сурет. СССР территориясындағы аудандық жел режимінің сызба нұсқасы.

Сондықтан метеорологиялық станция желісін бақылауды қолданады, ол берілген аймаққа арналған кейбір орташастатистикалық көрсеткіштерді алуға мүмкіндік береді және желэнергетика қондырғылары мен желэнергетика станциясы құрылысындағы сұрақтар шешімінің негізі болады.

Қуаты 5-2 кВт дейін болатын жел қондырғысының құрылысы желдің жылдамдығы 3,5-4,0 м/с жоғары болғанда ақталады.

Бұдан белгілі заңдылықты көруге болады – желдің жоғары жылдамдығы теңіз жағалаулары мен тау жоталарында сипатталады. Бұл заңдылық сонымен қатар шет елдің зерттеушілерімен де растаған. Мысалы, Германияда қуатты жел электростанцияларын құру жүйесінің мүмкіндіктерін зерттеген батысгермандық мамандар Германияның Балтық теңізі жағалауындағы жел жылдамдығының интервалы 6-7,5 м/с болса, ал ішкі аудандарда бұл мән төмен болатынын дәлелдеді. Осымен бірге олар периодты тыныштықты да қарастырады. Пеиодты тыныштықты қадағалау нәтижесінде, жазда, Германияның теңіз жағалауында 7-10 сағ созылса, ал елдің ішкі аудандарында 16-30 сағ максимум 130 сағ дейін созылады. Осы мамандар жел жылдамдығын анықтауда тағы бір жайтқа мән береді.

Жүйелі түрде метеоқадағалау және желдің жылдамдығын анықтау 10 м биіктікте жүргізіледі, ал жел дөңгелегі 100 м биіктікте орналасқан. Сондықтан 100 м биіктіктегі есептік жылдамдығы сенімді нәтиже бермейтін, экстрополяция жолымен жүзеге асырылады. Жел қондырғысы жұмысының тиімділігі 2500 сағ/жыл шамасында болады. Алдымен мынадай сұрақ туындайды: жел болмаған кезде немесе желдің жылдамдығы қондырғы жұмысын қамтамасыз ете алмаған жағдайда тұтынушы не істейді? Бұл жағдайда бірнеше мүмкіндіктер бар. Оның бірі – басқа энергияжүйесіне қосылудағы, резервті энергия көзін қолдану. Келесі нұсқасы - аккумулятор энергиясы (механикалық, жылулық, электрлік) мен жел қондырғысы жұмысын қиыстыру қарастырылған. Шет ел мамандары бір немесе бірнеше жел қондырғыларының аккумуляторлық энергиясы тиімсіз екенін белгіледі. Сәйкесінше жел қондырғыларында аккумулятор энергия жүйесімен қиыстыру арқылы қолданылады, сонымен қатар жел қондырғысының қуаты 1 кВт болғанда оның электрсыйымдылығы 1-2 кВт/сағ болу ұсынылады. Үшінші нұсқасы – бұл күн және жел электростанцияларының қиыстырылуы, олар бірін бірі резервтеулеріне болады.