Күн сәулесі болашақтың сарқылмас энергиясы

Оңай Шонаев атындағы орта мектебі

Күн сәулесі – болашақтың

сарқылмас энергиясы

Ғылыми бағыты: “Ғылыми – техникалық прогресс,экономикалық өсудің негізгі бөлімі”

Секция: Физика

Бірінші санатты физика пәні мұғалімі:

Қамиева Дәметкен Уәлиқызы

Ойлау керек келешекті, ел жайын, Игеріліп жатыр кендер жыл сайын. Ей, адамдар! Табиғаттың берген мол Байлықтарын үнемдеуге тұр дайын Адамзатқа энергия қажет және жыл сайын оның қажеттілігі артып келе жатыр. Бірақ мұнай, көмір, газ және т.б. қоры шексіз емес. Бұл мәселені шешудің екі жолы бар: энергоресурстарды үнемді жұмсау және баламалы энергия көздерін пайдалану.

Қазіргі заманды электр энергиясынсыз елестету

мүмкін емес. Сол себепті де, электр энергиясын алудың шығыны аз, экологиялық таза көздерін табу бүгінгі күннің негізгі мәселесіне айналып отыр. Соңғы кездері экологиялық проблемалар, пайдалы қазбалардың жетіспеушілігі салдарынан электр энергиясын өндіру, күн батареяларын, жел энергетикалық құрылғыларын, газ генераторларын пайдалану арқылы жүзеге аса бастады.Электр энергетикасының басты міндеті — электр энергиясының тұтынушыларын энергиямен жабдықтау үшін электр энергиясын тиімді жолмен өндіру, тарату және үлестіру. Бұл сала кез келген елдің әлеуметтік және эконономикалық дамуының маңызды бөлігі, себебі электр энергиясының энергияның басқа тасымалдаушыларынан гөрі бірқатар ерекшеліктері бар: үлкен қашықтыққа таратудың, тұтынушылар арасында үлестірудің және энергияның басқа түрлеріне (механикалық, жылулық, химиялық, жарықтық және басқа да…) түрлендірудің салыстырмалы жеңілдігі.[3]

Электрлік энергияның маңыздылығы — оны бір уақытта өндіріп, сол уақытта тұтынуға болады.

Қазір әлемде жыл сайын 60000 млрд кВт сағат энергия өндірілуде, яғни энергетикалық сұраныс жыл сайын артуда. Сондықтан, дамыған елдің бәрі баламалы

энергия көзін қолданысқа енгізумен әлек. Күн, жел энергетикасы сынды қуат көздерін дамыту бүгінгі күннің басты қажеттілігіне айналып келеді. Тіпті, елімізде өткен «ЭКСПО-2017» халықаралық көрмесіне ұсынылған тақырып та осыған орайлас, яғни, «Болашақтың энергиясы!».Электр энергиясының орны ерекше, себебі энергияның басқа түрлерімен салыстырғандағы, оның бірнеше артықшылықтары электр энергиясын өте аз шығынмен энергияның кез келген басқа түріне оңай айналдыруға және оны алыс қашықтыққа жеткізуге мүмкіндік береді.Қазақстанның балама энергия көздері бойынша әлеуеті аса зор. Экспорттық бағамдау негізінен алғанда еліміздің құрамына гидроэнергия, жел және күн энергиясы кіретін ресурстық әлеуеті 1 триллион кВт/сағат мөлшеріне тең деп жобалануда.[1a]

Күн энергиясы – табиғи таза энергия қоры. Күн энергиясы - шешуші экологиялық факторлардың бірі. Атап айтқанда жарық жерде өмір сүретіндердің барлығына дерлігін фотосинтез арқылы энергиямен және құнарлы заттармен қамтамасыз етеді. Тірі ағзалар үшін сөуле толқынының ұзындығы, оның қарқындылығы және сәулелендірудің ұзақтығы қажет. Күн сөулесінің спектрі үш аймаққа бөлінеді, олар: ультракүлгін, көрінетін жәнө инфрақызыл сәуле шығару аймағы.Жел энергиясы жөніндегі әлемдік кеңестің мәліметі бойынша, 2020 жылы жел электр стансалары өндіретін электр энергиясының көлемі жаһандық тұтыну деңгейінің 12 пайызын қамтамасыз етуі мүмкін.Күн көзінен ток алатын батарея немесе жұқа қабыршақты фотоэлектрондық түрлендіргіш деп аталады. Күннен ток алатын батареяның жарамдылық мерзімі шектелмеген, даусы шықпайды, жанар жағармай құюдың қажеті жоқ.Фотоэлектрондық түрлендіргішті алюминий рамкаларға бекітеді. Батареяны шатырдың оңтүстік бөлігіне орнату керек. Оңтүстіктен күн сәулесі тік бұрышпен түседі. Ал солтүстіктен немесе батысқа қойсақ, күн ол жаққа диагонал бойынша түседі де, біраз күн энергиясын жоғалтамыз.Батарея күн энергиясын жинап, электр энергиясына айналдырады. Батарея ток өткізгіш сымдар арқылы

Күн – термоядролық реактор. Әлемнің шырағы атанған Күн планетасы бізге жақын орналасқан алып

термоядролық реактор. Оның қайнаған «қазанында» әрбір секунд сайын төрт миллион тонна сутегі жанады. Осының арқасында әлем кеңістігіне өте көп энергия бөлінеді.Күн сәулесі энергиясының 30 % — і ғарыш кеңістігіне тарайды да , 70 % — і жер бетіне түседі. Күннің жерге түсетін мол энергиясының бір бөлігі атмосфераға, мұхит пен құрлықтарға сіңеді. Екінші бөлігі сулардың булануына және олардың айналып, қайта түсуіне шығындалады. Үшінші бөлігі теңіз және атмосфералық ағындарды туғызады. Ал төртінші – бір кішкене ғана бөлігін өсімдіктер бойына сіңіреді. Сөйтіп, жер бетінде ғажайып фотосинтез реакциясы жүреді.(5-слайд)

Күн энергетикасы – дәстүрлі емес энергетика бағыттарының бірі. Ол күннің сәулеленуін пайдаланып қандай да бір түрдегі энергияны алуға негізделген. Күн энергетикасы энергия көзінің сарқылмайтын түрі болып табылады, әрі экологиялық жағынан да еш зияны жоқ. Күннің сәулеленуі – Жердегі энергия көзінің негізгі түрі. Оның қуаттылығы Күн тұрақтысымен анықталатындығы белгілі. Күн тұрақтысы – күн сәулесіне перпендикуляр болатын, бірлік ауданнан бірлік уақыт ішінде өтетін күннің сәуле шығару ағыны. Бір астрономиялық бірлік қашықтығында (Жер орбитасында) күн тұрақтысы шамамен 1370 Вт/м²-қа тең. Жер атмосферасынан өткен кезде Күн сәулеленуі шамамен 370 Вт/м² энергияны жоғалтады. Осыдан Жерге тек 1000 Вт/м²-қа тең энергия ғана келіп түседі. Бұл келіп түскен энергия әр түрлі табиғи және жасанды процесстерде қолданылады. Күн сәулесі арқылы тікелей жылытуға немесе фотоэлементтер көмегімен энергияны қайта өңдеу арқылы электр энергиясын алуға не басқа да пайдалы жұмыстарды атқаруға болады.

Күн энергиясын пайдаланудың басты бағыттары. Табиғи таза энергия қоры – Күн энергиясын пайдаланудың басты екі бағыты бар:

1) күн энергиясын ішкі энергияға түрлендіру арқылы жылумен қамтамасыз ету

2) күн энергиясын электр энергиясына түрлендіру Тәжірибелік деректерге сүйенсек: 1)Ішінде өсімдік жапырағы бар воронканы төңкеріп стақан ішіне орналастырып, оған су құйдым.Өсімдікке күн сәулесін түсіріп, біраз уақыттан кейін воронкадан оттегі шығатындығын байқадым.Күн энергиясы әсерінен өсімдік жапырағына көміртегі оксидінің молекулалары сіңіп,

жапырақ ішіндегі су қатысатын химиялық реакция жүріп, нәтижесінде оттегінің молекулалары мен органикалық зат түзілді.Оттегі ауаға бөлініп шығып, ал құрамында көміртегі бар органикалық зат өсімдік жапырағында қалып қояды.Қазіргі кезде көкөністер мен гүлдерді өсіретін жылыжайдың жұмысы осы күн энергиясын іщкі энергияға түрлендіру арқылы жылумен қамтамасыз ету принциптіне негізделген.

2) Фотоэлементке күн энергиясын түсіру арқылы тағанға орнатылған электр шамын жағуға болатындығын бақылап көрдім.Яғни фототүрлендіргіш элемент өзінің бойына күн энергиясын жинады да, оны электр энергиясына айналдырды, нәтижесінде шам жанды. (4- слайд)

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғылардың бірі – Күн батареялары Күннен тоқ алатын батарея тек қана жарық беріп қоймай жылуды да береді және қоршаған ортаға, мемлекетімізге зиянын тигізбейді. Күндіз токты өзінің аккумуляторына жинап алып, түнде береді.

Күн энергиясын пайдаланудың тиімділігі. Күннен ток алатын батареяның пайдасын есептеп көрейік. Орташа есеппен көктемгі күндері тәулігіне 10 сағат күн шығатын болса, әрбір ток беретін батареямыз сағатына 500 Вт ток берсе, онда 10х500=5кВт\сағ. ток береді. Бұл дегеніміз:

тоңазытқыш күніне 700 Вт (құжатында жазылған), теледидар 80 дюймді 100 Вт 100х6=600Вт ( тәулігіне 6 сағат қосылса), лампалар З0 Вт 180x6=1080 (6 лампа күніне әр қайсысы 6 сағаттан жанады)

Үйді жылытатын батареялар 1,5кВт тәулігіне, қысқа толқынды пештер, электропештер 700 Вт, насос, үтік, зарядкалар З00 Вт.

Есептесек: 700Вт+600Вт+1080Вт+1,5кВт+700Вт+300Вт=4,88кВт . Ал қалғанын акумуляторға жинайды.

Күннен ток алатын батареяның тиімді жақтары: (9- слайд)

Салмағы аз Мықты Қайта жөнделеді Ұзақ уақыт жұмыс істейді Қоршаған ортаға зиянын тигізбейді Даусы шықпайды