Электр инженериясы кафедрасы

ЭЛЕКТР ИНЖЕНЕРИЯСЫ КАФЕДРАСЫ

“КҮН ЭНЕРГИЯСЫ ҚОНДЫРҒЫСЫН ЖОБАЛАУ”

Орындаған студент:

5В071800-Электр энергетикасы,

Әбітаев Бекжан

Ғылыми жетекшісі:

Магистр оқытушы А.Т. Кибишов

	Жоспар:
І.	Кіріспе..............................................................................................	2
ІІ.	Негізгі бөлім
	1. Қазақстанның энергетика жүйесі..............................................	3
	2. Электр энергиясын өндіру және пайдалану.............................	3
	3. Электр станциялары...................................................................	4
	4. Баламалы энергия көздері ........................................................	9
	5. «Жасыл эканомика және Ехро-2017.........................................	14
III.	Бөлім
	1. Күн энергиялы қондырғысын жобалау....................................	21
	3. Жұмыс істеу жүйесі және құрылысы.......................................	22
ІV.	Қорытынды....................................................................................	26
V.	Пайдаланылған әдебиеттер.........................................................	27

Кіріспе

Жер шарында пайдалы қазбалардың түрі өте көп. Бірақ бұл – «олар мүлдем сарқылмайды» деген сөз емес. Әсіресе, бүгінде отынның таптырмайтын түрлері мұнай мен газдың қоры жыл санап кему үстінде. Ғалымдарымыздың жуықтаған есептеулері бойынша қазіргі қарқынды тұтыну екпіні жалғаса берсе, табиғаттағы газ қоры шамамен 50 жылға, мұнай қоры 40-50 жылға ғана жететін сияқты. Сондықтан энергияны үнемді қолдана отырып, онымен тікелей бәсекеге түсе алатын басқа да энергия түрлерін – атом, су, жел, күн, т.б. энергияларды пайдаланудың маңызы өте зор. Аталғандардың ішінде энергияның қосымша көзінің бірі – Күн энергетикасы.Энергия қорларын үнемдеу бүгінгі күннің аса маңызды міндеттерінің біріне айналды. Өнеркәсібі дамыған әлемнің барлық мемлекеттерінде энергия үнемдеу шаралары дұрыс жолға қойылған. Өйткені көмірмен және көмірсутегімен жұмыс істейтін жылу электр станциялары түбі бір экологиялық проблемалардың асқынуына әкеп соқтыратыны белгілі жайт. Сондықтан әлем қайта қалпына келетін жергілікті энергия көздерін энергия үнемдеудің басты қайнар көзі ретінде қабылдап отыр. Белгілі болғандай, «Энергия сақтау және энергия тиімділігін арттыру туралы» жаңа заңға сәйкес, энергетикалық қорларды тұтынудың шекті нормалары белгіленген, тіпті бұл тоқыма және тамақ өнеркәсібіне де қатысты.Және де осындай жағдайларды ескере отырып электр энергиясын үнемдеу мақсатында «Күн энергиялы қондырғысын жобалау» тақырыбы туралы айтатын боламыз..

Қазақстанның энергетика жүйесі

Электр энергиясын өндіру. Электр энергиясын үлкенді-кішілі электр станцияларында негізінде электр механикалық индукциялық генераторлар арқылы өндіріледі. Электр станциясының негізгі екі түрі бар: жылу және гидроэлектр станциялары. Бұл электр станциялардың бір-бірінен айырмашылығы генератордың роторын айналдыратын қозғалтқыштарының әр түрлілігінде.

Жылу электр станцияларында энергия көзі ретінде мынадай отындар пайдалынылады: көмір, газ, мұнай, мазут, жанғыш сланец. Электр генераторларының роторын бу және газ турбиналары не іштен жану қозғалтықышы айналдырады. Ең үнемділері жылулық бу турбиналы ірі электр станциялары (қысқаша ЖЭС). Біздің еліміздегі жылулық ЖЭС-тің дені отын есебінде көмір тозаңын жұмсайды. Содан 1 кВт /сағ электр энергиясын өндірі үшін бірнеше жүз грамм көмір шығындалады. Бу қазанында отынның шығаратын энергиясының 90%-тен көбі буға беріледі. Турбинада бу ағынының кинетикалық энергиясы роторға беріледі. Турбина білігі генератор білігімен мықтап жалғастырылған. Бу турбогенераторлары өте шапшаң айналады: айналым саны минутына бірнеше мыңға барады.

Жұмыстық дененің бастапқы температурасының артуымен жылу ПЭК-і өсетіні Х сыныптын физика курсынан мәлім. Сондықтан турбинаға берілетін буды жоғары параметрлерге: температураны -550^o С-қа, қысымды 25 МПа-ға жеткізеді. ЖЭС-тің пайдалы әсер коэффиценті 40%-ке жетеді. Мұнда энергияның көбісі пайдалынылған ыстық бумен шығып кетеді.

1. Географиялық кез-келген жерде, соның ішінде таулы жерде салынады.

2. Сыртқы қатардағы факторлардан тәуелсіз. Өзіндік режімі автономиялы.

3. Отынның шығыны аз мөлшерде.

4. Тынушылардың ерікті графигімен жұмыс істеуі мүмкін.

5. Режімнің өзгеруіне сезімтал, әсіресе АЭС-ның реакторы жылдам нейтронмен жұмыс істейтін болса.

6. Атмосфераны бәсеңдеу ластайды, радиоактивтік газдары мен аэрозолы шамалы, санитарлық мөлшерден (нормадан) асып түспейді. Осы тұрғыдан қарағанда АЭС-ы, ЖЭС-нан көбірек болып шығуы мүмкін.

Баламалы энергия көздері. Жалпы, әлемде қайта қалпына келмейтін отын энергетикасы ресурстарының азаюы, климаттың өзгеруі, ауаға парник газдардың көптеп таралуы – Қазақстанды алаңдатып отырған мәселе. Жаһандық энергетикалық проблемалардың түйінін шешуге бағытталған баламалы энергия көздерін тұтыну еліміз үшін де маңызды. Сондықтан да қайта қалпына келетін энергия көздерін дамыту немесе бұрын өндірілмеген энергия қорларын пайдалану тақырыбы соңғы кездері мемлекеттік деңгейде жиі көтеріліп жүр. Сарапшылардың пікірінше, әлемдік энергетикалық баланстағы дәстүрлі энергетиканың (мұнай, газ және көмір) үлесі 74%-ды құрайды екен. Ал баламалы энергия көздерінің (негізінен биомасса мен су энергиясы) жалпы үлесі 19,5%-ға, ядролық энергия 6,3%-ға әрең жетеді. Жер асты байлығының мәңгілік емес екенін ескерсек, әрине, бұл көрсеткіш көңіл қуанта қоймасы айтпаса да түсінікті.. Дегенмен, бүгінде баламалы энергия әлемде анағұрлым қарқынды дамып келе жатыр. Оның жыл сайынғы жаһандық өсімі 10%-дан асады және болжам бойынша, бұл көрсеткіш болашақта да сақталып қалмақ. Қазіргі таңда баламалы энергетиканың басым бөлігін технологиясы дамыған ЕО, АҚШ, Қытай және Үндістан сияқты елдер өндіруде.

Сонымен қатар қайта қалпына келетін энергияға әлемдік сұраныс тұрақты түрде өсуде. 2050 жылға қарай жаһандық энергетикалық баланстағы оның үлесі 35%-ға дейін артады деп болжануда. Әрине, оған негіз бар. Тарқатып айтсақ, бүгінде баламалы энергетика қорларының ешқашан таусылмайтыны, әлемдік нарықтағы баға конъюнктурасына тәуелді болмауы және экологиялық жағынан таза болуы әлемдік қауымдастықтың қызығушылығын арттыруда. Дәстүрлі энергетика қоршаған ортаға жергілікті деңгейде де, жаһандық ауқымда да кері әсер ететіндіктен, бұл салаға көңіл бөлу ерекше маңызды.

Айта кету керек, бүгінде Қазақстанның энергетикалық секторында жұмыс істейтін кәсіпорындар атмосфераны ластаушы ең ірі көздердің бірі болып табылады. Жыл сайын олар атмосфераға миллион тоннадан астам зиянды заттар 70 млн тоннадан астам көміртегі шығарады. Халықаралық энергетикалық агенттіктің мәліметінше, Қазақстан парник газдарды шығару бойынша әлемде үшінші орынды алады екен. Тек көмір энергетикасымен қоршаған ортаның ластануынан келетін экономикалық шығын шамамен жылына 3,4 млрд долларға бағалануда. Сайып келгенде, баламалы энергетиканы қолдануға және энергиямен жабдықтауды орталықтандыруға жете мән бермеу энергетика қорларын тиімсіз пайдалануға, электрмен жабдықтаудың үнемділігі мен сенімділігін төмендетуге әкеп соқтырады, сонымен қатар оның экология мен адам денсаулығына зияны орасан.

Баламалы энергетиканың тағы бір артықшылығы, шалғай жатқан ауылдық елді мекендерді электрмен жабдықтау, қуат беру тораптарының құрылысын жүргізу шығындарын төмендетеді. Қазір халық сирек қоныстанған (5,5 адам/км2) қазақтың байтақ даласына (2,7 млн. км2) энергия жеткізу тиімсіз болып отырғаны белгілі. Елдің энергетика саласындағы көздердің басым бөлігі минералдық отынмен жұмыс істейді. Қазақстанның станцияларында өндірілген электр қуатының шамамен 58 млрд. киловатт/сағаты, яғни 80 пайызға жуығы көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станцияларына тиесілі екен. Ортақ қазандықтағы су энергетикасының үлесі шамамен 15 пайызға бағалануда. Қалған 5 пайыз газ электр станциялары арқылы өндіріледі. Демек, жел және күн энергетикасы жалпы елдің энергетикалық балансынан әлі де орын алмаған деуге болады.

Қазақстандағы қалпына келетін энергетиканың ресурстық базасы қандай? Бұл сұрақ қашан да энергетиканы қолданудағы технологиялық және техникалық бағыттарды дамытуда анықтаушы рөл атқарып келеді. Сарапшылардың бағалауынша, жел энергиясының экономикалық тұрғыдан пайдалануға болатын әлеуеті қазір жылына 3 млрд киловатт/сағатты құрайды. Республикада дәстүрлі энергия ресурстарының мол қоры бар, бұл қор ұзақ уақытқа жетеді және бұл саладағы экспорттық әлеуеті өте жоғары. Яғни, әлемдік баланстағы отын қорының 0,5%-ы Қазақстанда. Көмір жылу электр орталығы – электр энергиясы мен жылу өндіретін негізгі көз.

Қазақстандағы дәстүрлі энергия көздерін қаншалықты ұзақ пайдалануға болады деген сұрақтың жауабы органикалық отын қорын пайдалану жиілігіне байланысты болады. Оған экспорт көлемі де ықпал етеді. Өндірілетін мұнай мен газ, көмір қоры ондаған жылдардан кейін таусылуы заңды құбылыс. Дәстүрлі энергия қорларын, ең алдымен, көмірді пайдалануды шектеу дәстүрлі энергетиканың қоршаған ортаға кері ықпалын төмендетуде, оның ішінде жаһандық климаттың өзгеруіне ықпал ететін парник газдарының ауаға таралуын азайтуда қажеттілікке айналуы мүмкін. Болжам бойынша, үкімет тарапынан барлық жағдай жасалса, 2030 жылға қарай Қазақстанда баламалы көздерді қолдану 10%-ға дейін, ал таяудағы 5-10 жылда 0,1%-ға өседі. Салыстыра айтсақ, Германия климаттың қолайсыздығына (күн белсенділігінің деңгейі) қарамастан 2015 жылға қарай күн энергиясын 30%-ға қолдануды жоспарлап отыр. Германияда тұтынушы 1 кВт электр энергиясы үшін 21-23 еуро-цент төлейді. Ал, егер ол күн станциясын орнатса, артық өндірілген энергияны жалпы желіге сата отырып, әрбір кВт-қа 45 еуро-центтен алып отыруға құқылы. Қазақстан аумағы үшін ең перспективалы жаңартылатын энергия көздері мыналар (ЖЭК):Жел энергетикасы;Шағын су электр станциясы.

Бүгінгі күнде адамдардың тұрмыс тіршілігі табиаттағы басқару арқылы, жақсартуға ұмтылу және жаңа өндірістерді дамытудың салдары айнала қоршаған ортаға экологиялық проблемалар тудыруда. Адам баласына кейінгі кезде энергия жетпейді. Газет, журнал беттерінде энергетикалық кризис жайлы мақалаларды жиі кездестіреміз. Мұнай үшін кейбір мемлекеттер бір-бірімен жауласып жатса, ал кейбіреулері экологиялық дағдарысқа, құлдырауға ұшырайды екен.

Тұжырымдаманы іске асыру үш кезеңде жоспарланады:

-бірінші кезең - 2013–2020 жж. – қорларды пайдалануды оңтайландыру және табиғат пайдалану қызметінің тиімділігі арттыру, сондай-ақ, «жасыл» инфрақұрылымды құру;

-екінші кезең - 2020–2030 жж. – табиғи қорларды тиімді пайдалану, жоғары технологиялар базасында жаңартылатын энергетиканы енгізу;

-үшінші кезең - 2030–2050 жж. – олардың жаңартылуы жағдайында негізіне табиғи қорларды пайдалану қойылған, ұлттық экономиканың «үшінші өнеркәсіптік революция» қағидаттарына ауысуы.

«Жасыл» экономиканы дамытудың жеті негізгі бағыттары:

Бірінші бағыт - жаңартылатын энергия көздерін енгізу.Пайдалы қазбаларды ары қарай сақтау туралы мәселе орасан ауқымға ие болады. Біздің мемлекет табиғи қорлары өте бай ел ретінде танылған. Мұнай, газ – бүкіл дүние жүзінде ең ірі энергетикалық қорлардың бірі ретінде сыныпталады, бірақ тіпті олардың өзі уақыты келгенде сарқылады, демек өмір үшін жаңа ресурстар табу қажет. Бұл ретте Қазақстаннның жақсы экожүйеге, жер қыртысына және орманға ие болуы айғағы басқа елдер алдындағы өзінің ұстанымын айтарлықтай арттырады.

Екінші бағыт – тұрғын үй-коммуналдық шаруашылығындағы энергия тиімділігі.Қалалық тұрғын үй қорының маңызды бөлігі кеңестік дәуірден кейінгі уақытта салынғандықтан, тұрғын үй кешендерінің көпшілігі тиімсіз жылу изоляциялық құрылымдармен және жылумен қамтамасыз ету жүйелерімен жабдықталған, ол маңызды жылу шығындарына алып келеді. Қазіргі уақытта Қазақстанда жылумен қамтамасыз ету аспаптарының жұмысының істен шығуы саласындағы іс-шараларды жүзеге асыратын энергия сервистік компаниялары әрекет етеді.

Үшінші бағыт – ауыл шаруашылығындағы органикалық егін шаруашылығыБірінші кезекте бағыттың аталмыш түрі әр түрлі азық қоспаларынан, синтетикалық тыңайту өнімдерінен (пестицидтерден) бас тартуды қарастырады. Дақылдық өсімдіктердің шығымдылығын, өсуін қамтамасыз ету үшін органикалық тыңайтқыштарды пайдалану туралы сөз болып отыр. Ауыл шаруашылығын «көгалдандыру» табиғи қорларға зиян келтірместен, халыққа азық-түлікті қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Қазақстан мынадай бағыттар бойынша әрекет етуді жоспарлайды:жердің құнарлылығын басқару;суды тиімді пайдалану; өсімдіктер және жануарлар денсаулығын басқару;фермаларды механикаландыру.

Төртінші бағыт–қалдықтарды басқару жүйесін жетілдіру.Қалдықтарды басқару мәселесі ерекше танымалдылыққа ие болды. Лас көшелер, үйінділер және қандай да бір болып жатқанға бақылаудың жоқтығын жиі кездестіресіз. Қалыптасқан жағдайларға байланысты қалдықтарды өндірістік өнімнің қайталама өнімі ретінде пайдалану ұсынылған. Осылайша, мысалы қатты тұрмыстық қалдықтарды кешенді қайта өңдеу және балама отынды алу технологиясы Алматыда іске асырылуда.

Бесінші бағыт – су қорларын басқару жүйелерін жетілдіру.Су адамзаттың өмір сүруін және экожүйелердің тұтастығын қамтамасыз етудің шешуші табиғи құрылымы болып қала береді. Осыған байланысты су қорларын тиімді пайдалану орасан ауқымға ие болатын мәселе болып қала береді.

Алтыншы бағыт – «таза» көлікті дамыту.Қазақстандағы тасымалдардың көпшілігі дизелде/бензинде жүргізіледі. Қазіргі уақытта тасымалдардың басым бөлігі бензин (дизель) негізінде жүзеге асырылады. Бірінші кезекте бұл парник газдарының жоғары шығарындыларына жағдай жасайды.

Жетінші бағыт – экожүйелерді сақтау және тиімді басқару.Осы бағыттағы қызмет басты түрде біздің елдің бірегей табиғат байлығын сақтауға бағытталған.«Жасыл» экономика ел үшін басымдылықтар әкеледі

«Жасыл» экономикаға ауысу барынша үлкен танымалдыққа ие болып келеді және ауқымды қызығушылық тудырады. «Жасыл» экономика бірінші кезекте экономикалық прогреске жағдай жасайды және мыналарды қамтамасыз етеді: ішкі жалпы өнімнің өсімі; елдің табыстарын ұлғайту;елдегі жұмыссыздық көрсеткіштерін азайта отырып, халық үшін жұмыс орындарын құру. Бұл жерде «жасыл» экономикаға ауысу климаттың өзгеруі, пайдалы қазбалардың сарқылуы және су ресурстарының тапшылығы сияқты жаһандық қауіптен тәуекелдерді төмендетеді.«Жасыл» экономиканы дамыту бағдарламасы аясында Қазақстан экономиканың 10 шешуші секторына құралдарды инвестициялауды жоспарлайды:ауыл шаруашылығы;тұрғын үй-коммуналдық шаруашылығы; энергетика; балық аулау; орман шаруашылығы;өнеркәсіп;туризм;көлік;қалдықтарды кәдеге жарату және қайта өңдеу; су қорларын басқару.«Жасыл» экономикаға ауысу институттары «Жасыл» экономикаға ауысу бірінші кезекте тиісті ұйымдарды құрумен белгіленеді.«Жасыл» бизнес академиясы.Академия жұмысының мақсаты табиғи және өзге де ресурстарды жинау саласындағы саясатты тұрақты дамыту үшін бағдарламалар, жобалар және оқыту курстарын әзірлеу болады. Академияда онлайн-семинарларды өткізу, инновациялық әдістерді қолдану жоспарлануда. Академияның онлайн-семинарлары қоршаған ортаны қорғау саласындағы сарапшылар/мамандар арасындағы диалогқа, сондай-ақ «жасыл» өсу стратегиясын құруға бағытталған. Жасыл өсу және тұрақты даму тақырыбы бойынша жаңашыл электронды қорлар барлық студенттер үшін қол жетімді болады. Жасыл бизнес академиясы тұрақты дамыту стратегиясын іске асыру жағдайында, әсіресе әлеуметтік қажеттіліктер және мәселелерді барынша ұстанатын тәжірибе, табиғи қорларды кешенді пайдалану саласында болатын барынша тәжірибелік кәсіби жұмыс күшін дайындауға көмектеседі.

«Жасыл көпір» серіктестік бағдарламасы

Бағдарлама инвестициялық жобаларды іске асыру, саясаттарды реформалау жолымен жасыл бизнестің жаңа салаларын құру және дамыту бойынша мемлекеттердің, халықаралық, ғылыми ұйымдардың және бизнестің бірлескен әрекеттерін болжайды. Бағдарламаның міндеті тек мемлекеттер мен аймақтар арасында ғана емес, сонымен қатар мемлекет пен бизнес арасында да – серіктестіктің жаңа деңгейін құру және көптеген үдерістер арасындағы байланыс болып табылады. «Жасыл көпірдің» мәнісі – жасыл бизнестің жаңа салаларын дамыту және ол үшін ұзақ мерзімді және тұрақты негіздерді құру арқылы экономиканы көгалдандыру.

Бiз қазір өзге мемлекеттердiң модельдерiн жан-жақты салыстыра келе, Қазақстанның «жасыл экономикаға ЖІӨ-нің 1 пайызынан кем инвестиция бөлмеуі тиіс деп отырмыз», – деген болатын. Министр «Жасыл көпір» серіктестік бағдарламасы мен «EXPO– 2017» көрмесінің «жасыл экономика» аясындағы ынтымақтастықты дамытып, экономиканың барлық секторына «жасыл» инвестициялар мен технологияларды тартуға серпіліс беретінін атап өткені есімізде.EXPO-2017 халықаралық көрмесін өткізуге ниетті Қазақстан әлемдік қауымдастыққа «Болашақ энергиясы» тақырыбын ұсынғаны белгілі. Қалай дегенде де, EXPO сияқты халықаралық көрмелерге қатысу қай елдің болса да әлеуетін дүниежүзіне паш етуге берілген тамаша мүмкіндік деуге болады. Оның үстіне, әлем алдында өзіңнің даму деңгейіңді іс жүзінде дәлелдей отырып, шараны жоғары жауапкершілікпен өткізу – өте зор құрмет. Өйткені елдерді достастыру, ауызбірлікке шақыру, инфрақұрылымдарды лайықты деңгейде дамыту – жоғары дәрежеде өтетін кез келген іс-шараның мақтанышы.Әрине,бұл оңай шаруа емес.Астанада EXPO өткізуге арналған тақырып кездейсоқ таңдап алынбаса керек. Жерінде табиғи байлықтың мол қоры бола тұра Қазақстан баламалы энергетика мәселесін қозғауы тегін емес, әрине. Өйткені, шикізат көзіне айналып отырған еліміз оның түбінде бір түгесілетінін жақсы түсінеді. Сондықтан да тұрақты энергияны, баламалы энергетиканы пайдалану және табиғи ресурстарды сақтау барлық энергетикалық саланы дамытудың басым бағытының бірі болып табылады. «Болашақ энергиясы» – жел, күн, су, ғарыш баламалы энергетика, биомасса энергиясы, атмосфераға СО2 қалдықтарын төмендету мәселелерін терең қозғайтын өте ауқымды түсінік. 

Әлемнің алдыңғы қатарлы мемлекеттері ғылымдағы өзінің соңғы жаңалықтарын ұсынатын бұл халықаралық көрмені өткізу идеясы неден туындап отыр? Жасыратыны жоқ, бүгінде елімізде баламалы көздерден қуат алу мәселесі әлі де болса шешілмеген. Ал әлем дамудың жаңа, экологиялық тұрғыдан қауіпсіз жолдарын қажетсінеді. Міне, сондықтан да Қазақстан «Жасыл экономикаға» бет бұрды. Егер EXPO-ны өткізудің сәті түссе, осы бір қордаланған мәселелер шешімін табады деп сенеміз. Миллиондарды толғандыратын болашақ энергиясы тақырыбын талқылау адамзат тарихындағы кең ауқымды пікірталастардың бірі болып қалмақ. Оны әлемдік қауымдастық та жете түсініп отыр. Астананың игі бастамасына көрші, бауырлас елдерді айтпағанда, дамыған еуропа мемлекеттерінің көбісі қолдау білдіруде. Қорыта келгенде, күннен күнге дамып жатқан заманауи технологияларды тиімді пайдалану үкіметтік деңгейде қолға алынса, біздің дәстүрлі энергия көздеріне тәуелділігімізді айтарлықтай төмендетуге мүмкіндік туар еді. Сонда біз қоршаған ортаны зиянды қалдықтардан қорғап қана қоймай, көптеген жұмыс орнын құрып, сатып алу қабілеттілігін арттыра аламыз. Сондықтан да біздің Тәуелсіз жас мемлекетіміз үшін EXPO-2017 көрмесін өткізудің маңызы өте зор. Сайлауалды науқанының ең бір жауапты кезеңі – дауыс беретін күн де алыс емес. Оның нәтижесі тек 2012 жылдың соңында ғана белгілі болмақ. Әрбір қазақстандық біздің жеңіске жететінімізге сенеді және Көрмелердің халықаралық бюросы делегаттары оң жауап береді деген үмітте. Өйткені біз үшін жеңіс маңызды.

Бұл күн энергиялы қондырғы,тамақ дайындауға кететін электр энергиясының едәуір көлемін,газ және отындарды үнемдеуге септігін тигізеді. Ол тұрмыста су жылытуға да (тіпті қыс мезгілінде де) қолданылады.