Күн сәулесі энергиясын пайдаланатын электр станциялары /ксэс/

Ең қуатты энергия көзі – күн энергиясы. Күн сәулесінің толық қуаты 4.10 млрд. кВт болып есептелінеді /3,6/. Жер бетіне жыл сайын 1,56 10 кВт. с күн сәулесінің энергиясы беріледі. Жер бетінің күн сәулесіне тік орналасқан әрбір шаршы метіріне 0,05 кВт, ал жалпы жер бетіне 1,4 кВт күн радиациясы түсетіндігі анықталған /6/. Әрине, бұл келтірілген цифрлар күн энергиясын пайдалануды зерттеудің қажеттігін дәлелдейді. Дүние жүзінде күн энергиясын электр энергиясына түрлендірудің бірнеше бағыты зерттеліп отыр /3,6/. Олар:

1/ Термодинамикалық цикл арқылы күн энергиясын электр энергиясына айналдыру.

2/ Фотоэлектрлік әдісті қолдану.

3/ Жартылай өткізгіш генераторларын пайдалану.

1.2.12 суретте күн батарея элементінің схемасы көрсетілген.

Күн батареясының қуаты бірнеше ондаған немесе жүздеген киловатқа жетеді. Оның пайдалы әсер коэффициенті 25% те, бағасы жоғары. Сондықтан, күн батареясын пайдаланып, күн энергиясын, электр энергиясына айналдыру, әзірге өндірісте көп қолданылмайды.

Ал, енді, күн энергиясын, жартылай өткізгіш генераторларын қолданып, электр энергиясына түрлендіру де, әзірге дамымай отыр. Олардың пайдалы әсер коэффициенті 6-12 проценттен аспайды.

Сонымен, алдағы уақытта күн энергиясын, электр энергиясына түрлендірудің ең тиімді әдісі- термодинамикалық цикл тәсілі болып отыр.

Сурет 1.2.12. Күн батарея элементінің схемасы. 1. Беттік қабат - өткізгіштігі п- түрлі кремний. 2. Өткізгіштігі р- түрлі монокристалдық кремний. 3, 4- электродтар.

1.2.13 суретте, күн энергиясын, электр энергиясына, термодинамикалық цикл тәсілімен түрлендіру қондырғысының схемасы берілген.

Бұл қондырғының жұмыс принципі мынадай: Биік мұнараға сумен толтырылған күн қазаны 1 қондырылған. Мұнараның жанына көптеген сәуле жинақтағыш айналар 2 орналастырылған. Ол айналар жинақталған күн сәулесін қазанға жеткізеді де, қазандағы суда 3 қыздырады. Су буға 4 айналады. Содан кейін бу құбырларымен 5 бу турбинасына беріледі 6. Ақырында бу турбинасымен білікті қосылған электр генераторы 7 электр энергияны өндіреді /КЭС, ЖЭО, АЭС, СЭС-ғы сияқты/. Әзірге, осындай қондырғылардың пайдалы әсер коэффициенті төмен және анықталған бағасы жоғары.

1985 жылы Қырымда /Алуштада/ қуаты 5 МВт күн электр станциясы салынды. Сонымен қатар, күн энергиясын тиімді пайдалануда Украинада, Қазақстанда және Орта Азияда бір қатар жұмыс жүргізілуде.

Дүние жүзінде Францияда, АҚШ-та, ФРГ-де, Египетте, Жапонияда, Индияда және т.б. елдерде күн энергиясын пайдалану ынтамен зерттелуде.

Бірақ адамзат қауымы әзір бұл керемет табиғат күшін толығынан пайдалану мүмкіндігін жасай алмай келеді. Ең қуатты энергия көзінің- Күннің арзан энергиясы халық шаруашылығында толық пайдаланылмай отыр. Ол космос кемелерін, Жердің жасанды спутниктерін, телевизия станцияларын энергиямен жабдықтау үшін ғана оқта-текте пайдалана бастады. Кейбір аудандарда /аймақтарда/ су жылыту және термоион генераторлары үшін күн сәулесінің қондырғыларын орнату қолға алынды. Дегенмен, олардың қуаты әлі де тым аз және пайдалы асер коэффициенті өте төмен. Сондықтан Күн энергиясын өнеркәсіпте қолдану мүмкіндігі өз дәрежесінде емес /6/.

Сурет 1.2.13. Күн энергиясын электр энергиясына термодинамикалық цикл тәсілімен түрлендіру қондырғысының схемасы.

1- Күн қазаны. 2. Күн сәулесін шоғырландыратын айналар /гелиоконцентратор/. 3. Су. 4. Бу. 5. Бу құбыры. 6. Бу турбинасы. 7. Электр генераторы. 8. Электр өткізгіштері. 9. Бу салқындатқыш /конденсатр/. 10. Салқындататын су насосы. 11. Су насосы.