Альтернативті энергия көздері

«Президентіміз Н. Назарбаев «Қазақстан - 2050» Стратегиясында атап өткендей, «көмірсутегі шикізатының нарығында ірі ойыншы болып қала отырып, біз энергияның баламалы түрлерін өндіруді дамытуға, күн мен желдің энергиясын пайдаланатын технологияларды белсенді енгізуге тиіспіз. 2050 жылға қарай елде энергияның баламалы және жаңғыртылатын түрлерін қоса алғандағы барлық энергия тұтынудың кем дегенде тең жартысы келуге тиіс. Елдің дамудың «жасыл» жолына көшуіне Астанадағы алда тұрған ЭКСПО - 2017 қуатты серпіліс беруі тиіс»

Елімізде тәуелсіздік алған күннен бастап арзан, тиімді электр энергия көздерін іздеу мақсатында, “Қазақстанда 2050 жылға дейін электр энергиясын өндіруді дамыту туралы” мемлекеттік бағдарлама қабылданды. Осы бағдарламаға сәйкес қазіргі уақытта жел күшімен өндіретін электр энергиясы қуатын халық шаруашылығына қолданудың тиімді жолдары қарастырылуда.

Қазіргі уақытта жел мен Күн сынды баламалы энергия көздерін пайдалану - жоғары дәрежеде деп айту қиындау. Өйткені мамандардың есебі бойынша елімізде жалпы жаңғыртылатын энергия көздерінің үлесі 1 пайыз екен. Бүгінде Қазақстанның жер қойнауы табиғи қазбаларға бай болғандықтан энергия тапшылығы айтарлықтай байқалмайды. Дегенмен баламалы энергия көздері ол болашақтың қажеттілігі екені сөзсіз.

Қазақстанда қалпына келетін энергия көздерін пайдаланудың басты мақсаты энергетиканың қоршаған ортаға кері әсерін төмендету. Әлемдік тәжірибеде солай. Мысал үшін, бір ғана 2009 жылдың өзінде ҚР Қоршаған ортаны қорғау министрлігінің мәліметі көрсеткендей, атмосфераға шығарылған ластаушы заттардың көлемі 3, 4 млн тоннаны құрап, оның 85%- ы 43 ірі кәсіпорынға тиесілі болған. Оның үстіне, қазіргі таңда Қазақстанда жалпы өндірілетін электр энергиясы 85%- ға дейін органикалық отынды – негізінен, жергілікті көмірді және аз көлемде көмірсутекті шикізаттарды жағу жолымен алынатынын ұмытпаған жөн. Стационарлық көздерден еліміздің атмосферасына қалдықтардың 10%- ға жуығын және улы қалдықтардың басым үлесін мұнай және ілеспе газ өндіру саласында жұмыс істейтін кәсіпорындар шығарады. Осы ретте, қалпына келетін энергия көздерін қолдану арқылы энергетикадан бөлінетін парник газдарын 500 мың тоннадан 2, 5 млн т СО2 - ге дейін азайтуға мүмкіндік бар.
Қалпына келетін энергия көздерін пайдаланудың экономикалық тиімділігі де бар. Атап айтсақ, оны электр қуатын өндіру және жеткізу үшін қолдану арқылы Қазақстанның энергияға тапшы өңірлерінде үнемділікке қол жеткізуге болады.

Баламалы энергетика — энергияны дәстүрлі қазба көздерінен (көмір, мұнай, газ) емес, Күннен, геотермиялық көздерден және т. б. энергия көздерін пайдалану арқылы алу.

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.

Жел қондырғысы дегеніміз – жел энергиясын механикалық энергияға түрлендіретін қондырғы. Бұны желқозғалтқыш деп те атауға болады. Желқондырғысына негізгі əсер етуші күш – ауа ағыны (жел). Ауа ағыны барлық қозғалатын заттар сияқты қозғалыс энергиясы немесе кинетикалық энергияның қоры болады. Ауа ағынының кинетикалық энергиясын жел дөңгелегі немесе басқадай жұмыс органы арқылы механикалық энергияға түрлендіреді.

Қондырғының міндетіне байланысты механикалық энергия орындаушы механизмдердің көмегімен электроэнергия, жылулық, механикалық жəне де қысылған ауа энергиясына айналдыруы мүмкін. Желтурбинасының қозғалатын бөлігін ротор деп атаймыз. Ротор жел ағының энергиясын көп қамтыса, соғұрлым көп электр энергиясын өндіреді

Жел энергиясының басқа энергия көздерінен экологиялық және экономикалық артықшылықтары көп. жел энергетикасы қондырғыларының технологиясын жетілдіру арқылы оның тиімділігін арттыруға болады. жел энергиясын тұрақты пайдалану үшін жел энергетикасы қондырғыларын басқа энергия көздерімен кешенді түрде ұштастыру қажет. республиканың шығыс, оңтүстік - шығыс, оңтүстік аймақтарында су электр станциялары мен жел электр станцияларын біріктіріп электр энергиясын өндіру өте тиімді. қыс айларында жел күші көбейсе, жаз айларында азаяды, ал су керісінше, қыс айларында азайса, жаз айларында көбейеді. сөйтіп, энергия өндіруді біршама тұрақтандыруға болады

Қазақстанның климаттық жағдайы - күн қуатын пайдалануға қолайлы. Ғалымдардың айтуынша елімізде күн энергиясын өндіру мүмкіндігі жылына 2, 5 миллиард киловатт - сағат. Мәселен, күн сәулесін жинайтын арнайы тақталар. Толық автоматтандырылған аталмыш тақтайшалар ғимараттан шықпай - ақ, күн сәулесінің түсу бұрышын анықтап, оны компьютер арқылы басқаруға мүмкіндік береді.

Ал өз кезегінде күн энергиясын қолдану жылу мен жарықты қатар алуға мүмкіндік береді. Бұл арзан әрі қолайлы. Сондықтан ол қазақстандық ғалымдардың басты назарында.

Күн энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғыны фотоэлектрлік немесе фотовольталық, ал күн энергиясын жылулық энергияға айналдыратын аспапты – термиялық деп атайды. Бұл аспаптарды гелиожүйелер деп атайды. Экономикалық құндылығын бағаласақ, күн қондырғылары эксплуатациялық шығынға ұшыратпайды, оны жөндеу және қалпына келтіру үшін қор жұмсалмайды, ұзақ мерзімде жұмыс істей береді

Су энергетикасы (Гидроэнергетика; грек, "һydor" — су, ылғал, energia — қызмет, әрекет бөгет салу арқылы немесе бөгетсіз ағын судан энергия алу.

Қазақстанда Бұқтырма СЭС - і, Қапшағай СЭС - і, Шардара СЭС - і, т. б. бар. Су энергетикасының энергия көздері турбина арқылы өтетін су ағынының орны өзенге немесе көлге құятын және бұлақ суымен толтырылады. Су энергетика қорлары — өзендер мен сарқырамалардың құлама суынан алуға болатын энергия қоры. Энергияның бұл көзінің артықшылығы — оның қоры сарқылмайды, үнемі қалпына келіп отырады. Бұл энергияның арзан, әрі гигиеналық тұрғыдан таза түрі болып табылады

Биогаз – бұл тамаша қалпына келетін ресурс және мұны кез келген органикалық қалдықтан (тамақ қалдығы, мал қалдығы, тұрмыстық қалдық, ағын суларының тұнбасынан және т. б. сол сияқты) алуға болады. Тек бір ғана ауылшаруашылық өнімдерінің қалдықтарынан пайда болған биогаздың потенциалдық қоры жылына 1 - 1, 3 млрд. тонна жанғыш шикізат береді екен, ал бұл дегеніміз пайдаланылатын дүниежүзілік энергия ресурстарының оннан бір бөлігі. Биогаз қондырғыларында биогазды ең түрлі ауқымда алуға болады. Ол өз кәсіпорнын энергиямен қамтамасыз ету үшін шағын тазарту мен қондырғылар болуы мүмкін және газ бен электр қуатын желіге беруге арналған алып орталықтандырылған энергия парктері болуы мүмкін.

Жалпы, қалпына келетін энергияның келешегі зор, экологиялық таза, қоры ешуақытта сарқылмайды, әрі арзан, тиімді. Оларды пайдалану табиғат баланстарын бұзбайды.

Егер біз баламалы энергия көздерін тиімді және үнемді пайдаланатын болсақ бұл біздің келешегіміздің кепілі

Жел энергиясын қалай пайдалану туралы ұсыныстар.

Қазақстан бірнеше аймақтарына желқондырғысын орнату керек деген ұсыныс білдіремін. Ал орнату үшін, біріншіден бізге тұтынатын энергиямыздың мөлшерін есептеп алу керек және өз жерімізге орташа соғатын желдің жылдамдығын білуіміз керек, екіншіден, жел - қондырғысын орнататын жерді таңдау. Ашық ландшафтағы төбе және тау жотасына жерқондырғысын орнату тамаша орын болып есептеледі. Төбеде жел жылдамдығы жазық тегіс жерге қарағанда ылғи да жоғары. Егер 2 немесе бірнеше қондырғылар орнататын болсақ, онда олардың арасы мұнараның биіктігімен кем дегенде 5 есе артық болу керек, олай болмағанда жұмыс істегенде бір - біріне кедергі жасайды.

Жылдамдық артқан сайын, ауа ағысының сипаты өзгере түседі. Ауа қабаттары бірімен - бірі ретсіз араласып кетеді, үйірім пайда болады. Мұндай ағысты турбулентті деп атайды. Турбулентті ағыс жел энергиясын тиімді пайдалану мүмкіндігін азайтады, сонымен қатар машинаның тозуын тездетеді. Сондықтан турбина мұнарасының биіктігін барынша биік етіп қалайды, біріншіден жер бетіндегі пайда болатын турбулентті ағысты болдырмау үшін, екіншіден жел жылдамдығын арттыру үшін. Жел қуаты оның жылдамдығының кубына тура пропроционал. Мысалы, жерден 30 м биіктікте орнатылған желтурбинасы мен жерден 10 м биіктікте орнатылған турбинаның жылдамтықтарының айырмашылықтары 100% болады. 10м биіктікте орнатылған екі жел генераторы мен 30м биіктікте орнатылған бір генератордың өндірілген ток қуаты бірдей. Басында айтып кеткендей, желқондырғының орнын тағайындаған соң, сол аймақтағы орташа жылдамдық мәнін білуіміз керек. Ол үшін айлар бойы зерттеулер жүргізіп немесе метеостанцияның көмегіне жүгінуіне болады.

Жел жылдамдығын өлшеу үшін үш шыныдан жасалған, вертикаль оське бекітілген анемометр аспабы пайдаланылады. 1 минуттағы айналым санын электрондық құрылғы тіркейді. Анемометр жел бағытын анықтайтын аспап, флюгермен жабдықталған. Жел бағытын анықтаудың тағы бір тәсілі, сол аймақтың өсімдік ағаштарын бақылау. Жалғыз және өсіп тұрған ағашты алып қарасақ, жел соққан жағының жапырағы сирек, қураған, бұтақтары ұзын және горизонталь болып келеді. Өз аймағымыздың климаттық жағдайы, бізге керекті энергия мөлшері, орташа жел жылдамдығы, орнын тағайындаған соң, желгенераторын шығаратын мамандардан мәлімет алған соң, желқондырғысының керекті моделін таңдауға болады.

Жел энергетикасының күннен - күнге дамуы қарқындап өсуде. 31 желтоқсан 2005 жылы бүкіл дүниежүзілік жел энергетикасының өндірілетін қуаты 58 982 МВт болды. Осындай қарқынды өсу сатысында Бүкіләлемдік жел энергетика ассоциациясы 2010 жылы жел энергиясын қуатын 120 000 МВт - қа өсіруді жоспарлап отыр.

Сондықтан Қазақстан да жел энергиясын дамытуды басты назарға алу керек деп санаймын.

Қолданылған әдебиеттер тізімі
1. Экономика журналы 2011 жылғы шығарылым.
2. www. google. kz сайты.
3. С. Ə. Əлібекова Қолданылған балама энергетикалық қондырғылардың түрлері мен параметрлері.

О. Тұрмағанбетұлы атындағы Жаңаөзен мұнай және газ колледжі
Арнайы пән оқытушы
Кенесова Айгуль