Күн электр станцияларының түрлері және оны модернизациялау

мен соsφ жоғарылаған. Бұл жол тұрақты жүктемеде жұмыс істейтін қозғалтқыштар үшін маңызды болады. Үшінші жолы – энергияның минимум шығындарының критериі бойынша электр жетектерді тиімділеу. Қазіргі уақытта энергетикалық проблемалардың шиеленісуіне байланысты мұндай мәселелерді шешу қажеттілігі артуда, ал техниканың күштік түрлендіргіштері мен микроэлектрониканың дамуы оларды шешу үшін қажетті алғы шарттарды құрды.

Кейінгі кездегі зерттеулердің  нәтижелерінде механизмдердің технологиялық

сипаттамаларын жақсартумен  байланысты реттелетін электр жетекке  өту электр қозғалтқыштар тұтынатын электр энергиясын орташа 20-30% төмендетуге мүмкіндік береді, ол өндірілетін электр энергияны 10% -ке тиімділігеуге мүмкіндік береді.

Реттелетін электр жетекті  қолдануға байланысты қосымша шығындар бір жыл мен үш жыл арасында өзін өзі ақтап шығады. Жоғарыда келтірілген экономикалық болжамдарды ескере отырып, бұл мәселе тұрақты немесе аз өзгеретін жүктемелердің статикалық режимдерінде жұмыс істейтін реттелетін электр жетектердің энергетикалық көрсеткіштері бойынша тиімділеуге әкеледі. Тағы да энергетикалық тиімділіе және позициялау критериилері бойынша ЭМС жұмыс режимдерінің тиімділігін таңдауға мүмкіндік береді.

Қазіргі микропроцессорлық  басқару жүйелерінде процессорлық басқару

специфифкасын ескеру бола бермейді, басқару сигналдарының  кешігу есептеуіштері ескеріле бермейді.

Микропроцессорлар негізінде  микропроцессорлық есептеуші жүйелер (МПЖ) жасалады. егер сұлбалық логика принципімен құралған құрылғыларда орындалушы функциялардың кез келген өзгеруі немесе кеңейуі бұрынғы құрылғының орнына жаңа

сұлба бойынша жасалған басқа құрылғы қоюды қажет ететін болса, онда МПЖ бағдарламалық логика принципін пайдаланатындықтан ойда сақталған бағдарламаны құрылғының жаңа функциясына сәйкес келетін жаңа бағдарламамен ауыстырып орындауға болады.

БИС пайдалануға байланысты басқа да құндылығымен бірге икемділігінің

ұқсастығы, сондай-ақ сандық әдістерге тән жоғары дәлдігі  мен бөгеттік қорғаныстығы, МПЖ өндірістің әртүрлі салаларына, ғылыми зерттеу және тұрмыстық техникаға қарқынды енгізуге мүмкіндік жасады.

Бағдарламалық логикасы бар  микропроцессорлардың барлық элементтері  –

микробағдарламаларды жазу үшін арналған естелігі бар, басқарушы  құрылғы және микробағдарламалық басқарушы блок бір кристалда орналасуы мүмкін, яғни бүкіл микропрцессор бір микросхема түрінде жазлуы мүмкін. Мұндай түрдегі микропроцессорлардың басқарушы естелігі, оған микропроцессорды зауыдта жасаған кезде жазылған микробағдарламалар жинағын сақтайды. Әрбір микробағдарлама, кейбір күрделі емес операциялардың орындалуын қамтамасыз ететін микробұйрықтар тізбегін көрсетеді. Микропроцессорға ЕҚ-дан бұйрық түскен кезде БҚ-да бұйрыққа сәйкс келетін микробағдарлама болады және оның микробұйрықтарын біртіндеп оқу жолымен ЕҚ –дан

операндтарды қабылдау, олармен  қарапайым әрекеттерді орындау  және кезектегі бұйрықты шақыру іске асырылады.

Қазіргі уақыттағы практикалық  өңдеулерде және ғылыми зерттеулерде жаңа

басқару алгоритмін іске асыруға мүмкіндік беретін электр жетектің құрамды бөлігін дамытудағы сипаттық тенденцияларды атап өтуге болады. Электр жетектердің энергетикалық сипаттамаларына талаптардың өсуі және олардың желіге әсерінен электр жетектің басқаруының тиімді тәсілін қамтамасыз ететін түрлендіргіштердің дамуын аламыз.

Заманауи электр жетек  басқару мүмкіндігіне байланысты жоғары дәрежеде

энергияны тиімді шығындауда технологиялық үрдістердің сапасы мен өнімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта ОҚО күн электр станциясы салынуда. Бірақ, біріншіден, бұл сала қазір де даму кезеңінде тұр және күн электр станциясының ПӘК-і 30-40%-ен аспайды, ол экономикалық тиімді болып саналмайды, екіншіден өндірілетін электр энергиясының өзіндік құны жоғары, яғни дәстүрлі энергия көздеріне қарағанда электр энергия құны да жоғары болады.

Жеке зерттеулер жүргізе  отырып, біздің республиканың оңтүстік бөлігі күн

электр станциясын құруға ең қолайлы мүмкіндік болып табылады. Бұл регионда күн электр станциясы болғанымен энергиямен кәсіпорындарды толығымен қамтамасыз ету үшін, күн электр станцияларын салу жоспарын әрі қарай өңдеу қажет. Қазіргі уақытта Қазақстанда көптеген фирмалар күн энергиясымен суды қыздыру мен жылытуға арналған күн батареяларын шығарумен айналысады.

Күн аккумуляторлары басқа электр энергиясын өндірудегі қондырғыларға

қарағанда ерекше орын алады.

ОҚО күн электр станцияларды орналастыруды жоспарлауда кәсіпорындардың ПӘК арттыруға мүмкіндік пайда болады, ол еліміздің экономикасына да едәуір әсерлерін береді. Сондықтан, менің ойымша Қазақстан ең бірінші кезекте альтернативті энергия көздерін қолдануды дамытудың алдыңғы қатарында болуы қажет.

Барлық метеорологиялық  станцияларда тіркелген аралық шамалар  негізінде

есептеу әдісі көмегімен  күн энергиясының шамасын есептеуге  болады.

Жанама есептеулер үшін эмпирикалық  формулалардың бірнеше түрлері  бар.

Q = Q0·[1+(1-a)·S/S0], (1)

 

Q=a+b·S, (2)

 

Q=Q0·(a·cosφ+b·(S/S0)), (3)

 

Q=Q0·(a+b·(S/S0)). (4)

 

мұндағы Q – жалпы күн энергиясы; МДж/м2 ;

Q0 – Жер атмосферасының шегіне түсетін күн энергиясы – (күн тұрақтысы);

S – күн сәулесінің нақты ұзақтығы, сағ;

S0 – күннің шығуы мен батуы аралығындағы уақыттың ұзақтығымен анықталатын нақты күн сәулесінің ұзақтығы, сағ;

а және b – регрессия коэффициенттері, күн сәулесінің ұзақтығының арасындағы байланысты көрсетеді.

Жалпы күн энергиясы мен күн сәулесі аралығындағы байланысты кескіндейтін актинометриялық станциялары бойынша жинақталған статикалық материалдарды сараптау негізінде қорытынды жасауға болады. Дәл осылай энергетикалық жарықтандыру мен күн сәулесінің ұзақтығы бойынша материалдар жинақталған. (2) формула арқылы а және b мәндерін қолдана отырып, ОҚО жалпы күн энергиясының мәндері есептелінген.

Төменде көрсетілген тәжірибелі мәселелер көптеген ақпараттарды терең зерттеу нәтижесінде алынған, сондықтан олар аумақтағы жалпы күн энергиясының өзгеруін кескіндейтін мәлімет болып табылады. Түсетін күн энергиясының алынған мәндері күн энергиясын қолдану мүмкіндігі туралы алғашқы қорытындыларды жасауға мүмкіндік береді. Бірақ дәлірек қорытындылау үшін, әр айдың бір тәулігіндегі күн сәулесінің

ұзақтығының бағалауды білу қажет. негізгі жұмыс режимдері

Бақылаушы электр жетек –  орындаушы электр қозғалтқыш арқылы басқарылатын басқарылатын обьектідегі кейбір механикалық ығысуларды қамтамасыз ететін бақылаушы жүйе болып табылады. Бақылаушы электр жетек құрамында тапсырыс беру қондырғысы, өлшегіш түрлендіргіші, салыстыру органы, күшейткіш және ИЭ болады. Тапсырма беру құрылымы бастапқы сигналды (әдетте, еркін заң бойынша өзгеретін) өңдейді. Өлшегіш

түрлендіргіші басқару обьектісіндегі өзгеретін шаманың нақты мәнін  үзіліссіз өлшейді, салыстыру органының көмегі арқылы берілгенімен салыстырылады. Әдетте өлшегіш түрлендіргіші және басқару органы бір қондырғыда біріктірілген, олар келісілмеген электр сигналын (СР) өңдейді. СР туындайтын шаманың берілген және нақты мәндерінің айырмашылығына пропорционал болады. Ол күшейткіштің кірісіне (кернеу мен ток түрі

ретінде) беріледі, сонан  соң СР төмендейтін басқару обьектісінің мұндай қозғалысын беретін ИЭ-ге беріледі. СР болмаса электр қозғалтқыш роторы тыныш күйде болады.

СЭП –тің үзіліссіз және дискретті басқару түрлері болады. Біріншісінің негізгі ерекшелігі ретінде СР функциясындағы ИЭ кернеуін (қуатын) үзіліссіз реттеу болып табылады. Қалыпты жағдайда бұл тәуелділік сызықтық болады. Дискретті басқарудағы бақылау электр жетегі релелік және импульсік болып бөлінеді. Релелік бақылау электр жетегін күшейткіш ретінде түйіспесіз релені қолданады, ол СР белгілі бір шамасында ИЭ толық қуатқа қосады. Импульсті бақылау электр жетегінде ИЭ қосу периодикалық түрде

болады, ол кез-келген уақыт  аралығында ток пен амплитуданың басқару импульстарының СР функциясы болып табылатын ұзақтығы мен жиілігіне байланысты болады.

СФЭС электр жетегіне жүктемені кинематикалық тізбектегі үйкеліс күші мен

желдің жүктемесі құрайды. Механикалық берілістегі үйкеліс  күштері арқылы жұтылатын қуат кинематикалық тізбектің шығысындағы қуаттан бірнеше есе артуы мүмкін. Желдің жүктемесі тұрақты болмайды, болжалынбайтын сипатта болады. СФЭС электр жетегінің элементтері берілген ауданның температурасының барлық диапазонындағы пайдалануды береді және атмосфералық құбылыстар мен ылғалдың түсуінен қорғалған болуы керек.

Көптеген бақылауша электр жетектерде тапсырылатын шама ретінде  білік

кірісіндегі айналу бұрышы болып табылады, ал реттелетін – басқарылатын обьект тәуелді болатын білік шығысындағы айналу бұрышы болады. Өлшегіш түрлендіргіштер ретінде мұндай қондырғыларда потенциометрлер мен индукциялық айнымалы ток машиналарының түрлері болып табылатын сельсиндер немесе айналмалы трансформаторлар болады. СЭП әр түрлі басқару, ақпараттарды беру және өлшеу жүйелерінде қолданылады.

Электр жетектердің құрылымы туралы мәселелерді шешенде төмендегі  талаптарды ескеру қажет: сенімділік; қызмет көрсету қарапайымдылығы; адамның басқаруынсыз СФЭС-ті пайдалануда ұзақ уақытта жұмыс істейтін автоматтандырудың жоғары деңгейінің болуы; жоғары дәлдіктегі көрсеткіштерді қамтамасыз ету; жетектің күштік бөлігіндегі соққылау жүктемелерін шектеу; минималл капитал кірістер; энергияны сақтау;жел жүктемелерінен қорғау.СФЭС электр жетектерінің негізгі ерекшеліктері жұмыс органының жылжуының жылдамдықтары төмен болатындығында. Күннің қозғалысын бақылаудың ең үлкен қозғалтқыштардың қажетті қуатын бағалау үшін, эмпирикалық тәуелділікті – 10 Вт электр қозғалтқыштың қуатын 1000 Вт күнді үзіліссіз бақылау режиміндегі СФЭС шығысындағы

электр қуатын қолданады. Бұл қуат қосымша режимдерге жеткіліксіз болады. Дегенмен жоғары СФЭС-тер үшін, төмен қуатты қозғалтқыштар қолданылады, оларда электромагниттік уақыт тұрақтысы электр механикалық уақыт тұрақтысынан едәуір төмен болады. Сонымен қозғалтқыш динамикалық тұрақтылығы бойынша едәуір қоры бар

екіенші тәртіптегі апериодикалық  буын болып табылады.

Бақылаушы жетек дегенімізі жетек функциясын орындай алмайтын аз қуатты

өлшеу органдарымен берілетін  механикалық ығысулардың жоғары дәрежелі дәлдікті көрсететін жетек болып табылады. Бақылаушы жетек бағдарламалаушы регулятор, яғни механикалық ығысуларды өңдейтін регулятор болып табылады. Бірақ бағдарлама көптеген жағдайларда алдын ала анықталған болып табылмайды. Сондықтан реттеу жүйелерінің параметрлері анықтайтын еркін қозғалыстарды сипаттайтын бақылау

жетектерінің регуляторларынан басқа мәжбүрлік қозғалыстар бар.

Бақылау электр жетегінің  екі түрі бар: үзілісті әсердегі (түйіспелік-релелік) және үзіліссіз әсердегі бақылаушы электр жетектер. СФЭС үшін бірінші түрін қолданамыз және оны қарастырамыз.

Жұмыс машинасының жұмыс  органының ығысуы тапсырылатын осьтің айналуына сәйкес орындау қозғалтқыштарының ИД әсерінен жүргізіледі. Бақылау жетегіндегі оқшауламалық аралықтың болуы кейбір сезгіштік емес аумағын береді. Сондықтан берілген бұрышты өңдеудің дәлдігін арттыру үшін, оқшауламалық аралықтың азаюына ұмтылу қажет. Мұнда біршама кинетикалық энергия қорында тепе-теңдік жағдайында кейбір тербелістер болуы мүмкін. Сондықтан жүйе сөнгеннен кейін лезде тоқтауы мүмкін

емес, әрі қарай сол бағытта қозғалады. Жүйе теңдік күйіне бірнеше тербелістерден кейін келуі мүмкін.

Қозғалтқыштың моментінің шамасы келісілмеу бұрышына байланысты болмайды.Щетка жартылай сақинамен тұйықталғанда қозғалтқыш зәкірі бірден толық кернеуге қосылады; қозғалтқыш моменті өте жоғары болады және жүйе едәуір үдеуді алады. Энергетикалық СФЭС бақылау электр жетегін кері теріс байланыстағы бір контурлы етіп орындау жеткілікті болады. СФЭС механикалық бөлігін екі массалы жүйе ретінде есептеуге болады. Еркін тербелістер жиілігі жоғары болмайды және 1,2 Гц құрайды. Механикалық бөлігінде туындайтын тербелістің резонансты жиіліктері, фазалары және амплитудалары қозғалтқыш параметрлеріне аз байланысты болады. Әдетте энергетикалық гелиоқондырғыларда тербелісті төмендетудің қосымша түзетулері қажеттілігі болмайды.

Жетектің механикалық  бөлігінде люфтті қарымталатын қондырғыларды қолдану мәселелері қарсы әсерлерді есептеу нәтижелерінде болады.

ағыны қуаты 2 1017 Вт шамасында  келіп түседі. 23 дәрежелі күннің жарқырауы 3,86х10 кВт, беттің тиімді температурасы 6000 К.Қазіргі уақытта күн элементтерінің өзіндік құны 2-3 дол/Вт құрайды.

Кремнииден жасалған ФЭП ұзындығы 1,09 мкм күн спектрінің ұзын толқынды бөлігінің барлығы жатады. Бұл көмір энергетикасы қоршаған ортаға сағатына 7,7 тенге/кВт залал келтіреді және электр монокристалдық кремний негізінде 12-15%-ке жетеді. Сонымен бірге мышьякты галлием (арсенид галлий, GaAs), кремнийден (12–18%) негізіндегі кең таралған

сәуленің шағылуының күн спектріндегі бөлігі қуат бойынша 12-20% құрайды.