Желэнергетикасыны пайдалануды даму тарихы

Ауа тыыздыы.

Желондырыларды алашалары ауа массасыны озалысыны рекетінен айналады. Ауа абатыны массасы лкен болса, сорлым жел двигателіні алашалары жылдам озалып, электр энергиясын кп ндіреді. Физика курсынан мынаны білеміз, озалатын денені кинетикалы энергиясы оны массасына тура пропорционал, ендеше жел энергиясы ауа абатыны тыыздыына тура пропорционал. Тыызды бірлік клемге келетін молекулалар санына туелді. алыпты атмосфералы ысымды температура 150С болан кезде, ауаны тыыздыы 1,225кг/м3. Ылалдылы скен сайын ауаны тыыздыы азаяды. ыс мезгілінде тыызды жоары боландытан, желді бірдей жылдамдыына арамастан, жазбен салыстыранда жел генераторы кп эенргия береді.

Ротор ауданы

Желтурбинасыны озалатын блігін ротор деп атаймыз. Ротор жел аыны энергиясын кп амтыса, сорлым кп электро энергия ндіреді. Роторды ауданы роторды диаметріні ауданыны квадратына тура пропорционал, жел- ондырысыны лшемдерін екі есе арттырып, трт есе энергия ндіріп алуа болады. Желондырысыны лшемдерін згерте отырып, энергияны алаанымызша ндіреміз деп айтуа жеіл, практикада басаша. Айналдыру барысындаы амтитын алашаларыны ауданын біртіндеп лкейту арылы, біз істейтін жйеге арты кш, салма тсіреміз. Осындай асын салматы ктеру шін жйені кейбір механикалы рамдас бліктеріне заым келмеуін ескеру те маызды.

Жел жылдамдыы.

Жел жылдамдыы – желондырысыны энергия ндіруіне сер ететін маызды лшемі болып табылады. Желді лкен жылдамдыы ауа массасыны аыныны клемін лкейтеді. Жел энергиясы жел жылдамдыыны кубына тура пропорционал згереді. Ендеше, роторды кенетикалы энергиясы жел жылдамдыын екі есе лкейткенде 8 есе артады. Мына тмендегі кестеде жел жылдамдыыны жел энергиясына туелділігі крсетілген. (ра ауаны тыыздыы – 1.225 кг/м³, атмосфералы ысымны шамасы 760 мм.сын. баанасы кезіндегі алыпты жадай).

Энергия млшері мына формуламен есептеледі:

Е=³/2

-желді жылдамдыы ,

-ауаны тыыздыы

Энергия лшем бірлігі ретінде (В/м²) алып отырмыз. Табии жадайлара байланысты, желді жылдамдыы да згеріп отырады. Желондырыларды конструкциялары жел жылдамдыыны 3-30 м/с диапазон аралытарында жмыс істейтіндей етіп жабдыталан. лкен дауылдар желондырасын блдірмеу масатында, лкен желондырысын тежеуіш механизммен жабдытайды. Кішкентай желондырысы жел жылдамдыы 3 м/с кем болан жадайда жмыс істей береді. Жерді кедір – бдыр рылымы мен ондаы сімдіктер жел жылдамдыыны тмендеуіне ыпалын тигізеді. 1 км. жоары абатта кедір – бдыр желді жылдамдыына серін де тигізбейді. Жел жылдамдыыны кемуі, атмосфераны тменгі абаттарында жел аыныны жер бетіні кедір – бдырыны йкелеуінен туындайды. Жел жылдамдыы орман –тоайлы аудандарда, лкен алалы жерлерде кемісе, ал сулы аудандарда, аэропорт территориясында жел жылдамдыы баяуламайды. й, имараттар, орман – тоайлар жне баса объектілер жер жылдамдыын баяулатып ана оймайды, сонымен атар турбулентті аыстар туызады.

Желондырысын орналастыру шін, мамандар сол айматы жарамдылыын баалай отырып, жер бетінен кедір – бдырын классификациялау шін жел потенциалын енгізді. Мысалы, жер бетіні кедір–бдырын жоары класс ретінде теіз беті есептелінеді.

Жер бетіні кедір–бдырыны классификацияларын тмендегідей баалаймыз.

Жел ыысуы деген тсінік бар, ол жер бетіне жаындаанда, жел жылдамдыыны згерісін (тмендеуін) сипаттайды. Жел турбинасыны диаметрі лкен болып, мнараны биіктігі онша лкен болмаса, жел ыысуы кезінде жоары позицияда тран алашаны жылдамдыы жоары болып, тменгі позициядаы алашаны жылдамдыы тмендеп, желондырысыны блінуіне кеп соады.

 

Желэнергетикасыны пайдалануды даму тарихы

1888 ж. Чарльз Бруш пайдаланан жел генераторы

 

Бірнеше мыдаан жылдар бойы адамдар желді – энергия кзі ретінде пайдаланан. оам мдениетіні жаа алыптасан кезінде жел энергиясын теіз саяхатында пайдаланан. Ертедегі мысырлытар 5 мы жыл брын жел энергиясын пайдаланып желкен кмегімен жзген. Бізді заманымызды 700 жылдары азіргі Ауанстан жерінде тік бекітілген осі бар жел машинасымен даылдарды нтатау шін олданан. Жерорта теізінде орналасан Крит аралында зын мнараа бекітілген жел кшімен озалатын диірмен жер суландыру жйесіні жмысын атаран. 14 асырда голландытар жел диірменін жетілдіріп, днді-даыл німдерін нтатау шін олданды.

1854 жылы АШ-та жел энергиясымен жмыс істейтін су тарту насосы іске осылды. Су тарту насосыны моделі жел диірменінен алашалар саныны кптігімен жне жел баыты мен жылдамдыын анытайтын аспап флюгерді болуымен ерекшеленеді. 1940 жылдары осындай жел кшімен озалатын диірменні саны 6 миллиондай еді, оларды су тарту жне электроэнергия алу масатында олданды.

Осындай жел диірмендер мал шаруашылы фермасын сумен амтамасыз етіп трды. 20 асырды ортасында жел энергиясын азіргі заман энергия оры – мнай орнын басты. Дние жзіні бірнеше рет мнай дадарысынан со, айтадан жел энергетикасына кпшілікті ызыушылыы оянды. 70 жылдары мнай баасыны суіне байланысты, энергетика сарапшылары жел энргиясын пайдалану шараларын сынды. Мемлекет аржыландыру олдауымен ткізілген зерттеулер мен эксперименттерді нтижелері, жел энергиясын пайдалануды жаа технологиясыны дамуына жол ашылды.

1981-1984 жылдары Калифорнияны зінде 6870 жел турбинасы іске осылды. Біра 31 желтосан 1985 жылы мнайды баасы баррельге шыанда 10 доллара тсті, осыан байланысты желондырысын шыаратын кптеген шаын компаниялар жойыла бастады. Ал 1998 жылы АШ-та желэнергетикасы дамуы айтадан даму сатысына ктерілді.