И. Т. Алдибеков
жүктеу/скачать 2,7 Mb. Pdf көрінісі
|
OIpfmz5UdRAokhv7ETqW2tM9cLGBYN
| 3 Жел энергиясын қолдану
3.1 Желдің жалпы сипаттамалары және оның энергиясын пайдаланудың келешегі Желдің пайда болуының негізгі себебі – күннің әсерінен жер бетінің әркелкі қызуы. Жер беті біркелкі емес: құрлықтар, мұхиттар, таулар, ормандар бір ендік бойына орналасуы жер бетінің әркелкі жылынуына себепші болады. Жердің айналуы да ауа ағымдарының ауытқуларын тудырады. Осындай факторлар атмосфераның жалпы айналымын күрделендіреді. Экваторда жер бетіне жақын аумақта өте әлсіз, айнымалы жел соғатын тыныштық аймағы болады. Тыныштық аймағынан солтүстікке және оңтүстікке қарай пассаттар аймақтары орналасады. Олар Жердің батыстан шығысқа қарай айналу нәтижесінде батысқа қарай ауытқыған. Сондықтан, 3.1 суретте көрсетілгендей, солтүстік жартышардағы тұрақты желдер солтүстік-шығыстан, ал оңтүстік жартышардағы желдер оңтүстік-шығыстан соғады. Жел сипаттамасына желдің жылдамдығының сандық шамасы мен жел соғатын жақтың бағыты кіреді. Желдің жылдамдығы м/с, км/сағ, шартты өлшеммен (баллмен) өлшенеді. Жел бағытын көрсету үшін румб қолданады. Румб жел жылдамдығынының горизонталь векторы мен меридиан құрайтын бұрышты білдіреді, немесе жел бағытының дүние жақтарымен (солтүстік, оңтүстік, батыс, шығыс) құрайтын бұрышын білдіреді. Солтүстік 360 0 немесе 0 0 , шығыс 90 0 , оңтүстік 180 0 , батыс 270 0 бұрышқа сәйкес келеді. Метеорологияда көкжиек шеңберін 16 румбқа бөлу қарастырылған, 1 румб 22,5 0 сәйкес келеді (3.2 сурет). Негізгі бағыттар ретінде солтүстік (С), оңтүстік (О), шығыс (Ш), батыс (Б) бағыттар қабылданған. Басқа 12 румбтардың атаулары - негізгі румбтардың атауларының комбинациясы, мысалы, солтүстік-шығыс (СШ); солтүстік-солтүстік-шығыс (ССШ), оңтүстік-оңтүстік-батыс (ООБ). Аумақтық принцип бойынша желдерді ғаламдық және жергілікті желдер деп бөледі. Ғаламдық желдерге пассаттар мен батыс желдері жатады. Пассаттар солтүстік және оңтүстік ендіктердің шамамен 30° дейін созылады және бағыты мен жылдамдығы бойынша ауа ағынының біркелкілігімен ерекшеленеді. Солтүстік жартышарының пасаттарының Жер беті маңындағы орташа жылдамдығы 6 м/с …8 м/с жетеді. Бұл желдер үлкен континенттердің маңында жылдық температураның және материк үстіндегі қысымның кең ауқымда өзгеруінің (ауытқуының) нәтижесінде өзгеріске түседі . 44 3.1 сурет – Жер атмосферасының жалпы циркуляциясы 3.2 сурет - Румбылар Пассаттар қабатының биіктігі 1 км-ден 4 км дейін созылады. Бұлардан жоғары айнымалы желдер қабаты орналасқан, ал олардан да жоғары пассаттарға қарсы соғатын антипассаттар аумағы болады. Антипассаттар қабатының биіктігі жыл мерзіміне және географиялық орнына байланысты 4 км-ден 8 км дейін өзгереді. Жергілікті желдер. Жергілікті желдер жер бетінің сол аумақтағы бедерінің ерекшеліктері әсерінен пайда болады (теңіз, таулар және т. б.). Бриздер. Күндізгі және түндегі температураның өзгеруінен бриз деп аталатын жағалаулық теңіз желдері пайда болады. Теңіз жаққа қарай да және құрлық жаққа қарай да бриздің тарау аумағы шамамен 40 км дейін созылады. Біздің еңдікте бриздің тарау биіктігі 200 м-ден 300 м дейін жетеді. Муссондар. Ү лкен теңіз бен мұхиттардың жағалаулық аудандарындағы температураның жылдық өзгеруі де бриз ұқсас жел айналымын (циркуляциясын) тудырады, бірақ бұл айналым жылдық кезеңмен байланысты. Бризге қарағанда үлкен мөлшердегі бұл айналым муссондар деп аталады. Желдің күші 12 баллдық Бофорт шкаласы бойынша бағаланады. Жылдамдығы 3,6 м/с... 5,8 м/с аралығында болатын желдер әлсіз желдер деп аталады. Осы жылдамдықта ақырын жүретін желдік энергетикалық қондырғы (ЖЭҚ) айнала бастайды. Жылдамдығы 5,8 м/с ...8,5 м/с аралығында болатын желдер орташа қарқынды желдер болып саналады. Осындай желдер кезінде ЖЭҚ жұмысы үшін жақсы жағдай жасалады. Желдің жылдамдығы 8,5 м/с...14 м/с аралығында болған кезде ЖЭҚ есептік диапазонда жұмыс істейді және жылдамдық 17 м/с кезінде қондырғы жұмысы рұқсат етілген шектік режимге жетеді. Жылдамдығы 14 м/с жоғары желдер к үшті желдер, жылдамдығы 20 м/с...25 м/с жоғары желдер – дауыл , 45 ал жылдамдығы 30 м/с...35 м/с жоғары желдер – қатты (құйынды) дауыл желдер деп аталады. Турбуленттік салдарынан болатын жел режимдерінің қатты ауытқуы қарқындылық және құйындылық арқылы сипатталады. Желдің құйындылығы – бірнеше ондаған секунд ішінде жылдамдық пен бағыт бойынша ағында айтарлықтай ауытқудың болуы. Желдің қарқындылығы – бірнеше минут немесе ондаған минут ішінде желдің бірден күшейіп және бәсеңдеуі, сонымен қатар бағытының өзеруі. Жел энергиясын қолданудың келешегіне тоқталайық. Ауа ағынының энергиясын қолдану – адамзаттың ертеден келе жатқан арманы. Бір де желден механикалық энергия алатын жел диірмені мен желкендер ретінде пайда болса, жылулық мен гидравликалық қозғалтқыштар пайда болған және орталықтандырылған электр стансаларда электр энергиясын өндірілген кезде бұл үрдіс тоқтап, ал жылу энергетикасы тіршілікке қауіп төндіре бастағанда, жел энергиясын пайдалану қайта жандана бастады. Электр энергиясын өндіру үшін жел ХХ ғасырдың 10 – 20 жылдардан бастап қолданылады. Алдыңғы жүзжылдықтың 70 – ші жылдарынан бастап желдік энергетика дами бастады, ХХI жүзжылдыққа қарай даму айтарлықтай қарқын алып, қазіргі кезде үдей түсті. Жел энергетикасына деген қызығушылық келесідей факторлармен түсіндіріледі: - жел энергиясы ресурсының таусылмайтындығы; - зиянды заттар мен «жылыжайлық» газдардың бөлінбеуі; - әлемдік нарықта желдік энергетикалық қондырғылардың көбеюі; - ЖЭҚ қондырғылар арқылы алынатын электр энергиясының бәсекелестік бағасы жанар отынның бағасына тәуелді еместігі; - желдік электр стансаларының (ЖЭС) құрылысын салу мерзімінің қысқалығы және ЖЭС-ны қажетті қуат пен жергілікті климаттық жағдайларға бейімдеу мүмкіндігі; - алыс аудандардағы тұтынушыларды орталықсыздандырған жүйе арқылы электр энергиясымен қамтамасыз ету мүмкіндігі. Жел энергетикасының жоғары қарқынды дамуы 1990 жылдардағы Германияға тән. Диаметрі 12 м...66 м аралығында болатын үш қалақты шыныпластикалық желдік дөңгелектерден тұратын, бір агрегатының қуаты 30 кВт, 130 кВт, 600 кВт, 1500 кВт болатын ЖЭҚ көптеген түрлерін игерген «Enercon» фирмасының тәжірибесі ерекше назар аударуға лайық. ЖЭҚ өндірісімен қазіргі кезде 300 ден астам фирмалар айналысады. ЖЭҚ өндірісі, әсіресе, Дания, Германия, АҚШ дамыған. Жел энергетикасының жалпы қуаты әлемде 2009 жылы 159213 МВт жетті. Жел энергетикасы әлемде тұтынылатын электр энергиясының мөлшерінің 2 % (340 ТВт∙сағ) өндіреді. Электр энергиясымен қамтамасыз етудегі жел энергетикасының үлесі: Данияда – 20 %; Португалияда - 15 %; Испанияда -14 %; Германияда – 9 %. Жел энергетикасы елдердің энергетикалық қауіпсіздігі мен экология мәселерін шешуге көмектесетін энергия көзі болып табылады. 46 Қазақстанда жел энергетикасы дамуының Ұлттық Бағдарламасы жасалған. Қазақстан аймағының 10 % бөлігінде желдің жылдық орта жылдамдығы 6 м/с және одан жоғары болады, бұл жел энергетикасының келешекте жақсы дамуына ықпал етеді. Қазақстандағы жел энергиясының потенциалы шамамен жылына 1820 млрд кВт∙сағ. Жел энергиясы еліміздің аумақтарының көп бөлігіне таралған. ЖЭС құрылыстарын алдымен Жонғар қақпасы мен Алматы облысында орналасқан Шелек аумағына салған жөн. жүктеу/скачать 2,7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|