Күн энергетикасы

    Реферат

Тақырыбы:Күн энергетикасы

Орындаған:Жұманазар Нұртуған  20-03

Күн энергиясы - кез келген түрде энергия алу үшін күн радиациясын тікелей пайдалануға негізделген дәстүрлі емес энергияның бағыты. Күн энергиясы сарқылмайтын энергия көзін пайдаланады және экологиялық таза, яғни зиянды емес қалдықтар болып табылады. Күн электр станцияларынан энергия өндіру бөлінген энергия өндіру тұжырымдамасына жақсы сәйкес келеді.

Жер жағдайы

Күн радиациялық картасы - Еуропа

Күннің центрінен бір астрономиялық бірліктің қашықтығында (Жер атмосферасына кіре берісте) радиация ағынына перпендикуляр орналасқан 1 м2 аудан арқылы өтетін күн ағыны 1367 Вт / м2 (күн тұрақты). Сіңуіне байланысты Жердің атмосфералық массасы өткен кезде теңіз деңгейіндегі (Экваторда) күн радиациясының максималды ағыны 1020 Вт / м² құрайды. Алайда, бір көлденең аймақ арқылы күн радиация ағынының орташа тәуліктік мәні кемінде үш есе аз болатынын ескеру керек (күн мен түннің өзгеруіне және күннің көкжиектен жоғары бұрышының өзгеруіне байланысты ). Қыста қоңыржай ендіктерде бұл көрсеткіш екі есе аз болады.

Потенциалды энергия өндірісі ғаламдық күңгірттенудің салдарынан азаяды - Жер бетіне түсетін күн радиациясы ағынының азаюы.

Күн радиациясынан электр және жылу энергиясын алу әдістері:

фотоэлектриктер - фотоэлементтерді қолданып электр энергиясын өндіреді;

гелиотермиялық энергия - күн сәулелерін жұтатын бетті қыздыру, және жылуды кейіннен бөлу және пайдалану (күн радиациясын ыдыста жылытылған суды кейін жылытуға немесе бу электр генераторларында пайдалану үшін сумен ыдысқа бағыттау). Шоғырланған типтегі күн жүйелерін (CSP - шоғырланған күн энергиясы) күн энергиясы станцияларының ерекше түрі ретінде ажырату әдеттегідей. Бұл қондырғыларда күн сәулесінің энергиясы линзалар мен айналар жүйесін қолданып, күннің шоғырланған сәулесіне бағытталған. Бұл күн сәулесі кәдімгі жылу электр станцияларымен ұқсастығы бойынша энергияны өндіруге жұмсалатын немесе энергияны үнемдеу үшін жинақталған жұмыс сұйықтығын қыздыру үшін жылу энергиясының көзі ретінде қолданылады [3]. Күн энергиясын электр энергиясына айналдыру жылу қозғалтқыштарының көмегімен жүзеге асырылады:

су буын, көмірқышқыл газын, пропан-бутанды, фреондарды қолданатын бу машиналары (поршень немесе турбина);

Стирлингтің қозғалтқышы;

ыстық ауа электр станциялары (күн энергиясын турбогенераторға бағытталған ауа ағынының энергиясына айналдыру).

күн баллонымен жұмыс жасайтын электр станциялары (әуе шарының ішіндегі су буының селективті сіңіретін жабындымен жабылған шар бетін күн қыздыруына байланысты генерациясы). Артықшылығы - цилиндрдегі бу беру электр станциясының қараңғыда және қолайсыз ауа-райында жұмыс істеуі үшін жеткілікті.

Артылықшылықтар мен кемшіліктер

Абырой

Көздің жалпы қол жетімділігі мен сарқылмайтындығы.

Теориялық тұрғыдан алғанда, қоршаған ортаға қауіпсіздікті қамтамасыз ету, бірақ күн энергиясын кеңінен енгізу арқылы жер бетінің альбедосы (шағылысу (шашырау) қабілетіне тән) өзгеруі мүмкін және климаттың өзгеруіне әкелуі мүмкін (дегенмен энергияны тұтыну деңгейі, бұл екіталай).

кемшіліктер

Ауа-райына және тәулік уақытына тәуелділігі.

Нәтижесінде энергияны сақтау қажеттілігі туындайды.

Өнеркәсіптік өндірісте - салыстырмалы қуаттағы маневрлік электр станцияларымен күн электр станцияларын қайталау қажеттілігі.

Сирек кездесетін элементтерді пайдалануға байланысты құрылыстың жоғары құны (мысалы, индий және теллур).

Шағылысатын бетті шаңнан мезгіл-мезгіл тазарту қажеттілігі.

Электр станциясының үстіндегі атмосфераны жылыту.

Ғылыми зерттеулердің бағыттары

(сонымен қатар Фотоэлемент пен Күн ұяшықтарын қараңыз)

1. Негізгі зерттеулер

Спектрді қолданыстағы энергияға айналдырудың теориялық шектеулеріне байланысты (шамамен 30%), бірінші және екінші буын фотоэлектрлік элементтер электр станциялары үшін жердің үлкен аумағын пайдалануды талап етеді. Мысалы, 1 ГВт электр станциясы үшін бұл бірнеше ондаған шаршы километрді құрауы мүмкін (салыстыру үшін, қуаты бірдей гидроэнергетика, пайдаланудан едәуір жерді алып тастайды), бірақ осындай электр станциясының күн электр станцияларын салу қоршаған ортадағы микроклиматтың өзгеруіне әкелуі мүмкін, сондықтан қуаттылығы 1 - 2 МВт болатын фотоэлектрлік электр станциялары негізінен тұтынушының жанында немесе тіпті жеке және жылжымалы қондырғыларда орнатылады. Ірі күн электр станцияларындағы фотоэлементтер 1,8-2,5 метр биіктікте орнатылады, бұл электр станциясы астындағы жерді ауылшаруашылық мақсатта, мысалы, мал жаю үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Күн электр станциялары үшін үлкен жер учаскелерін табу мәселесі құрлыққа да, теңізге де, биіктікке де жарамды күн аэростаты электр станцияларын пайдалану жағдайында шешіледі.