15 Дәріс конспектісі.

Дәріс тақырыбы: Виндрароторлы электркүштік қондырғылар, ауылшаруашылығындағы автономды тұтынушыларды электрмен жабдықтау, алыс қашықтықтағы объектілерге, жолдарға қызмет көрсету. Қорытынды. Электрэнергетикадағы экономикалық қатынас және энергетикалық ресурстарды рационалді пайдалану

Жел энергиясының қорлары планетамыздың барлық өзендерінің гидроэнергиялар қорынан жүз есе асып түседі. Жерде жел әрдайым және барлық жерде соғып тұрады – жазғы күнде тамаша салқындық тудыратын жеңіл (жай) желден, санаусыз борандар мен күйзелістер алып келктін күшті дауылға шейін. Біз түбінде өмір сүретін әуе окенды әрқашан да тынышсыз.

Біздің еліміздің кеңістігінде соғатын жел оның электрэнергия барлық қажеттілігін оңай қанағаттандыра алар еді. Климаттық жағдайлар жел энергетикасын үлкен орасан територрияда дамуына мүмкіндік береді. Біздің батыс шекарадан Енисей жағалауларына дейін. Солтүстік Мұзды мұхит жағалауының жанындағы солтүстік аудандары жел энергиясына бай, ол әсіресе осы бай аймақтарда тұратын батыл адамдарға өте қажет. Біздің кезде желді қолданушы қозғалтқыштар энергияға әлемдік мұқтаждықтың мыңнан бірін ғана жабады.

Әртүрлі автордың бағалары бойынша, жалпы жел энергетикалық потенциялы 1200 ГВт-қа тең , алайда энергияның бұл түрін жердегі әртүрлі аудандарға пайдалану мүмкіншілігі бірдей емес. Жер бетінен 20-30 м биіктіктегі орташа жылдық жылдамдығы тиісті түрде үлкен болуы қажет. Әуе ағынының орташа жылдық меншікті қуаты шамамен 500 Вт/м2 (бұл кездегі ауа ағынының жылдамдығы 7 м/с) болатын алаңшада орнадасқан жел энергетикалық қондырғы электр энергиясына осы 500 Вт/м2 –ң 175-ін түрлендіре алады.

Қозғалатын ауа ағынының құрамындағы энергия желдің жылдамдығына кубына пропорционалды. Алайда ауа ағынының барлық энергиясы тіпті тамаша құрылғының көмегімен пайдаланыла алмайды. Ауа ағымының энергиясының пайдалы пайдалану коэффициенті териолық түрде 59,3 %-ке тең болуы мүмкін. Практикада, жарияланған мәліметтер бойынша, жел энергиясының максималды ПӘК-і нақты жел агрегатында шамамен 50 %-ке тең, дегенмен бұл көрсеткіш барлық жылдамдықтарда емес, ал тек жобамен қарастырылған тиімді жылдамдық кезінде ғана жетеді. Одан бөлек, әуе ағынының энергия бөлігі мханикалық энергияны электрге түрлендіру кезінде жоғалады, ал әдетте 75–95 % ПӘК-мен жүзеге асырылады. Осы факторларды ескере отырып, нақты жел энергиялық агрегатпен берілетін меншікті электрлік қуат жобамен қарастырылған жылдамдық диапозонында орнықты түрде жұмыс істейтін агрегат болған жағдай кезінде әуе ағынының қуатының 30–40 %-ін құрайды. Алайда кейде желдің жылдамдығы есептеу жылдамдығының шегінен шығып кетеді. Желдің жылдамдығы соншалықты төмен болады, жел агрегатта жұмыс істей алмайды немесе соншалықты жоғары, тіпті жел агрегатының тоқтау қажет және оның бұзылуынан қорғану шараларын қабылдау керек болады. Егер желдің жылдамдығы номиналды жұмыс жылдамдығынан асып кетсе, желдің алынатын механикалық энергиясының бөлігі қолданылмайды, ол генератордың номиналды электрлік қуатынан асып кетпеуі үшін. Осы факторлады ескере отырып электр энергиясының меншікті өңделуі жыл бойы, шамасы, жел энергиясының 15–30% -ін құрадй, немесе жел агрегатының орналасу орны мен параметрлеріне байланысы тіпті аз болады.

Жаңа зерттеулер жел энергиясынан электрлі энергиясын алуға көбінесе бағытталған. Жел энергиялық машиналар өндірісін меңгеруге талпыныстар жарыққа көптеген осындай агрегаттардың пайда болуына алып келеді. Олардың кйбіреулері биікке ондаған метрге жетеді және ойлағандай, уақыт өткен сайын нағыз электрлі желіні тудыруы мүмкін.

Кішкентай жел электрлік агрегаттар жеке үйлерді электр энергиясымен жабдықтауға арналған.

Жел электрлік станциялар көбінесе тұрақты токпен соғылады. Жел дөңгелегі динамо-машина ток генераторын қозғалысқа алып келеді, ол бір мезгілде параллель қосылған аккумуляторларды зарядтайды. Аккумуляторлық батарея оның шығыс клеммаларындағы кернеуі батарея клеммасындағыға қарағанда үлкен болған сәтте автоматты түрде генераторға қосылады; және де қарама-қарсы қатынас кезінде автоматты түрде өшіріледі.

Материк (Қазақстан Республикасы) негізінде күн мен жел энергиясын пайдалануға бөлады. Сондықтан қоршаған ортаның экологиясын зақымдамай максималды ПӘК-ті және минималды шығынды күн мен жел энергиясын пайдалану бойынша жұмыстар актуалды болып табылады, қоршаған орта энергиясын пайдалану гидро және агродинамика заңдылықтарының теоретикалық талдау нәтижесінде.

Жоғарыда аталғандай, жер бетіндегі температуралар айырымына жел алынады. Бір жердегі қызған ауа, жоғары көтеріле отырып және бетінде разрядталу (қысымның азаюы) түзеді, онда кеңістіктегі қысымның тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін суық ауаның ағыны лап береді. Жел стануцяилары екі негізгі түрге бөлінеді: роторлы және пропеллері. Роторлы түрлендіргіштер жел қозғалтқышының бұрыштық айналу жылдамдығын векторлы ортогональдылығымен және ауа ағынының жылдамдық векторының аксиалды құраушысымен сипатталады [3]. Ауа массасының осы қозғалысын қолдану үшін әртүрлі жел станциялары өңделіп шығарылады.

Алайда, өңделген жел станциялары қоршаған ортаға жел күшінің өзгеруінен жеткіліксіз тиімді. Одан бөлек, ПӘК-і 0,6-дан аспайды, жел күшінің механикалық түрлендіргіштердің құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты

Осылай, жел станция тиімділігі жоғары міндеттері туады. Бұл міндеттердің шешімін тек қана агродинаика заңдылықтарын пайдалану есебінен алуға болады. Жұмыста [4] әуе ағымымен орындалатын жұмыс шамасын есептеудің формуласы келтірілген, өкінішке орай біздің мақсатымыз үшін ол қолайсыз. Төменде ауа ағымының қуатпен энергиясын есептеудің басқа формуласы келтірілген.