XX ғасырдың басындағы Ресейдегі революциялар және олардың Қазақстанға әсері

 

3.4 сурет Фотоэлектрлік жүйе генераторының схемасы

 

Мұндай құрылым КЭ – ның   дәнекерінің тәсілдемесін жеңілдетеді және содан ары қарай осы операцияны автоматтандыруға мүмкіндік береді; герметизация кезінде КЭ сынуын азайтады және соңына келгенде ФЭБ дайындалуындағы көп шығындарды азайтады және олардың сенімділігін көтереді[18].

ФЭБ жинау кезінде  түзгілер тиімді қуат нүктесі бойынша  таңдалынған, ол қысқа тұйықталу тоғының мәнінен тәуелсіз.Әртүрлі қуатта дайындалған ФЭБ өзінің көрсеткіштері бойынша ФЭБ – тан онша емес болған, ол [21] сипатталған.

Жоғарыда сипаталған батареялардың артықшылықтары 10%  қатарлық ФЭБ панелдердің қапталуының  тығыздығындағы жеңіс, ол аз қуатты батареяның өндірісінде, сонымен қатар СФЭС үшін панелдердің өндірісінде басты түзгі болып табылмайды.

Бұл кезде мына жағдайларды  еске алу керек, космостық техникада  осы мақсатпен қолданылған дәстүлі  әдістер батареяларды жер астында  қолдану үшін әрқашанда қолайлы, ол соңғылардың герметизациялық мәселелерді күрделендіреді. КЭ распайкасын батареяға әртүрлі түрдегі материалда қолдану жағдайында өткізгіштігі тығыз, ол түзгілер арасында саңылаусыз, ол уақытта КЭ бір түрінен батареяның распайкасы түзгілер арасында коммутациялық дөңгелектердің екі қалыңдығынан кем емес саңылау қалдырмайды.

Осы проблеманың  белгілі  шешу әдістерін кезеңдермен қарап  шығамыз .Күн батареясы ( ФЭБ ) механикалы біріктіру жолымен және бөлек  ФЭҚ-ң электрлік коммутациясы арқылы әзірленеді. ФЭҚ механикалы бірыңғай  конструктивте қосылуы әрбір модуль үшін бірдей жұмыс шарттарын және жүйенің бірыңғай механикалы тұрақтылығын қамтамасыз етеді. ФЭБ шығуында берілген кернеумен қамтамасыз ету үшін ФЭҚ қажет саны тізбектей  қосылады, сол сияқты ФЭҚ құрамында КЭ қосылады, содан соң ФЭБ қажетті қуаттылығын  алу үшін  тізбектей қосылған тізбектер параллель қосылады.

Әрбір нақтылы жағдай үшін, қолдану мақсатына және қуаттылығына байланысты  ФЭБ құрастырғанда  коммутациялық қосуларды  былай  есептеу қажет, ФЭБ-ң  тізбектелген  кедергісіне және қосулардың механикалық беріктігіне температуралық өзгерулердің әсері болмауы қажет. Сонымен қатар барлық қосулардың дублированиясын және жеңіл, әрі ыңғайлы перекоммутациялануына  мүмкіншілігін ескеру керек.

ФЭБ-ң мұндай  схемалар  жоғары сенімді деп сипатталады, көп жолдардың болуы арқасында, жеке  ФП және  элемент аралық байланысының қирауын компенсациялай алады, ток зақымдалған элемент немесе модульді айналып өтіп  кетеді.

Басқа жағынан, мұндай схемалар ФЭҚ даярлаудың белгілі тәсілдеріне қарағанда, ыстық климат жағдайына  төзімді келеді.

Бірақ әйткенмен бұл  схемалардың сүлбелік  шығындары  жоғары, бұл КЭ және ФЭҚ –ның электр параметрлерінің шашыранқы болуына  байланысты, КЭ немесе ФЭҚ  тізбектеліп  қосылғанда тізбектегі ток  олардың  ең нашар тоғымен анықталады, ал кернеу  параллель қосылғанда ФЭҚ ең аз кернеуімен анықталады.

Соның салдарынан, жеке  КЭ –ң орташа тоғы мен және қуатымен салыстырғанда  ФЭБ –ң  ток  мәнінің және шығыс қуатының  күткен мәндерге қарағанда  төмен болады. Сонымен қатар жеке  КЭ-ң деградациялау дәрежесінің әртүрлі болуы, ФЭБ –ң қолдану процесіндегі  шығындардың өсуіне әкеледі.

ФЭБ электрлік схемаларының өңдеу кезінде  жүйенің  жұмыс  кернеуін  дұрыс таңдау өте маңызды. ФЭБ  қуаттылығымен өлшемін артқанда, күштік токөткізгіштердің  жалпы ұзындығы да артады. Осыған сәйкес коммуникациялық қосуларда  кернеудің төмендеуінің және қуаттылық жоғалтуының  өсуі байқалады.

Осы шығындарды азайту үшін, ФЭБ-тың шығыстық шиналарында жұмыстық кернеуді жоғарлату қажет. Зерттеулердің  көрсетуі бойынша, кернеудің лайықты жоғарлату дәрежесі ФЭБ-тың шығыстық қуатына,  және коммутациондық қосылыс ретінде пайдаланылатын өткізгіштің  материалы мен парамтріне және де жүктемеге  тәуелді.

ФЭБ шығысындағы  қуаттылықты  артыру,  ФЭҚ тізбектелген тізбектердің ұзындығының өсуіне әкеледі, ол өз кезегінде, схемалық шығындардың өсуіне және ФЭБ жұмысының барлық  уақытында берілген қуатпен қамтамасыз етілуі үшін  ФЭБ –ті жобалау кезінде токтың қорын үлкейтуіне себеп болды.

ФЭБ жасаудағы практикалық тәжірибесінің  келтірілген нәтижелерін  мазмұндай, мынаны белгілейміз,  ФЭБ электр схемаларын құру кезінде көптеген ішкі және сыртқы факторлардың әсерін ескеру керек.

Жүйе фотоэлектрлік  модульдан, бақылауыштан, аккумулятор  батареясынан, кабельден, инвертордан, жүктемеден және тіреуіш құрылымнан тұрады. 3.3 кестеде негізгі күн фотомодульдерінің көрсеткіштері көрсетілген.

 

                                                                                                                   3.3 кесте

Күн фотомодульдерінің  көрсеткіштері

Күн модульдердің негізгі  параметрлері
Үлгі	Масса, кг	мөлшерлер (ұзындық , ен, биік), мм	Мощность, Вт	бойдақ жүру күштенуі	қысқа тұйықталу тогы,А
PVM-10	1,7	510,234,30	8,5...11	21,6	0,6...0,65
PVM-15	3,3	508,410,30	14...18	21,6	0,9...1,05
PVM-20	4,0	527,450,30	17...22	21,6	1,2...1,3

 

Монокристалды немесе поликристалды  кремний  элементтерінің күн модулікеңінен  орын алады.  Күн элементтері дөңгелек( диаметрі 100,125 және 150 мм ) немесе квадраттары (82 х 82,100 х х 100 немесе 125 х 125 мм ) [17].

Аккумуляторлық батареялардың көмегі арқылы күн фотомодульдерінің өндірген энергиясын әр түрлі  формаларда сақтауға болады:

 

 

4 ҚАЙТА ЖАҢҒЫРТЫЛАТЫН ЭНЕРГИЯ КӨЗДЕРІМЕН ЖҰМЫСТЫ ҰЙЫМДАСТЫРУ  КЕЗІНДЕ ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ҚАУІПСІЗДІК

4.1 Болашақтағы энергия көздері күн сәулесі энергиясының батареялары мен сутегі  отынын үнемдеуге көшу  тиімділігі

Әлемнің шырағы атанған Күн планетасы  бізге жақын орналасқан алып термоядролық реактор, оның қайнаған «қазанында»  әрбір секунд сайын төрт миллион  тонна сутегі жанып гелийге айналады. Осы толассыз реакция арқасында әлем кеңістігіне орасан көп энергия бөлінеді. Оның мөлшері жылына 3х10 ²³ каллорияға тең. Бірақта бұлмол энергияның жер бетіне келетін мөлшері мөлшері тым аз, шамамен оның екі миллиардтан бір бөлігі ғана. Демек, соған қарамастан Күннің жер бетіне түсіретін энергиясының жалпы қуаты жер қойнауындағы қазіргі белгілі көмір, мұнай, газ, жанатын шымтезек сияқты энергетикалық ресурстардың барлық кең орындарындағы есептелген энергия мөлшерінен әлдеқайда артық. Яғни, Күн энергиясы адамзат үшін таусылмайтын, азаймайтын әрі мол, әрі тегін энергия. Олай болса осындай энергия көзін өндіріс және ауылшаруашылық салаларында, қоғамның мұқтаждығы үшін пайдаланудың практикалық маңызы үлкен. Міне, осыған сәйкес біздің планетамыз аспан шырағынан тәулігіне орасан мол, яғни 63,8 х 10¹⁶ киловатт сағат энергия алады. Алайда, солай бола тұрсада жер бетіндегі адамдар күн энергиясын молынан пайдалануды әлі меңгере қойған жоқ. Оның басты себебі күн энергиясының жалпы мөлшері орасан мол болғанымен, ол жер бетіне шашырай таралады, оларды «жинап» өндіріс салаларын ең арзан, тиімді энергия көзімен жабдықтау мәселесі өз шешімін таппай отыр. Сол сияқты жер бетінің күн энергиясы мол таралатын жерлері, көбінесе экваторға жақын орналасқан елді мекендер. Ал, біздің елімізде күн энергиясы мол түсетін аудандар республика территориясында да кездеседі, олар Маңғыстау, Қызылорда, Шымкент, Жамбыл, Алматы облыстары. Үстірт, орталық Қазақстан, т.б. жерлер.

Демек, ғалымдардың есептеулерінше, осы  оңтүстік облыстарда бір жылдың ішінде 180-250-дей күн ашық болып, оның орташа температурасы 37 градусқа жетеді. Осындай деректерге қарағанда жер бетіне түсетін күн энергиясының мөлшері орасан үлкен.

Сондықтанда көптеген оқымыстылардың болжамдарына қарағанда келешекте ең тұрақты, ең арзан, таусылмайтын энергия көзі күн сәулесінің энергиясы болмақ. Міне, осыған сәйкес ғалымдар күн энергиясының шашыранды қуатын жинап, шоғырландыратын мүлде жаңа гелиотехника түрлерін шығаруға да мүмкіндік береді. Демек, солардың бірі – күн сәулелерін шоғарландырып оларды креминий батареяларына бағыттау. Осы кезде жарық сәулелері өзгеріп электр тоғына айналады. Сөйтіп, келешекте электркөліктерінің жаңа буыны литий-ион батареялары арқылы зымырайтын болады. Оның қуаты литий-ион батареясынан ондаған есе артып, жанармаймен жұмыс істейтін қазіргі қозғалытқыштардың күшімен теңеседі. Яғни бір сөзбен айтқанда күн энергиясын халық шаруашылығының сондай-ақ, металлургия, ауылшаруашылығы, энергетика сияқты салаларында қолданудың келешегі алыс болмас деп білемін. Өйткені Францияның түстігіндегі Одейо қаласында күн энергиясымен жұмыс істейтін дүние жүзінде ең ірі саналатын алғашқы пеш салынып, металлургиялық тәжірибелер жүргізуге мүмкіндік туды. Демек, мұндай пешті жасау идеясын алғаш ұсынған профессор Феликс Тромб болатын. Сонымен бірге кейбір оқымыстылар күн энергиясын мейлінше көп пайдалану планетамыздың ауа-райын салқындатып жіберуі мүмкін деген болжам айтады. Өйткені, оның жөніде бар, күн сәулесі энергиясын электр энергиясына өзгерткенде күн энергиясының атмосфераға таралатын жылу мөлшері азаймақ, соның салдарынан ауа-райыда салқындайтын көрінеді. Демек, атмосфераның аздап болсада, салқындауы ғалымдардың топшылауынша, бір жағынан жақсы да, өйткені қазір планетамызға әдеттен тыс, жылыну қаупі туып отыр дейді. Сол сияқты Совет ғалымы, академик Б.Константинов: «адамзат көп кешікпей күн энергиясын электр энергиясына айналдырып, өз мұқтаждықтарына кеңінен пайдалана алатынына сенемін. Онымен қоса ауа-райы, Климатты басқару мәселесінде шешетіні сөзсіз»-дегені бар. Демек, бір сөзбен айтқанда күн сәулісінің энергиясын жинақтап адамзат игілігіне яғни, біздерге ұдайы беріліп тұрған тегін қуат көздерін жарату жолдарын жан-жақты қарастыру  керек сияқты. Өйткені, бұлар табиғатта таза қалпында сақтап қалуға өлшеусіз жәрдемі мол, себебі олар – табиғаттың өзінен туындаған заттар. Сондай-ақ, нақ осыған сәйкес ендігі сөзімнің желісі яғни, сутегі – болашақ энергия көзі жөнінде аздап сөз болмақ. Қазір планета бойынша пайдаланатын энергияның 80 пайызын жылу электрстанциялары өндіреді. Дегенменде осы жылу электр станцияларының көптеген кемшіліктеріде бар. Біріншіден, жылу электростанцияларының пайдалы әсер коэффициенті (КФД) өте төмен небәрі 40-42 пайыздан аспайды. Сондықтанда тұрақты әрі мол энергия өндіру үшін байырғы отын түрлерін, яғни көмір, мұнай және газды өте көп жағуға тура келеді. Ал, табиғатта бұл отын түрлерінің қорлары шексіз еместігі жөнінде әсіресе, соңғы кездері БАҚ-та айтыпта, жазыпта келеді. Яғни, 2050 жылға қарай жер ресурсы түгесіледі деген сөз бар. Мұнымен қоса әлгі жағыл5ан отындардың ауа тазалығын яғни, өзімізді қоршаған ортаны ластауға үлкен әсер ететіні белгілі. 1970 жылы дүниежүзінің барлық жылу электр станциялары 80 млн. тонна күкірт газын, көмірқышқыл газын, сынап буын, т.б залалды қалдықтарды атмосфераға бөліп шығарған. Онымен қоса олардың жағу пештеріне қаншама тіршілікке қажетті ауа құрамындағы оттегі шығын болады. Жәнеде миллиондаған тонна күл, шлак қалдықтарын тау-тау қылып үйіп, пайдалы жерлерді жарамсыз етеміз, ауылшаруашылығына қажетті жерлердің көлемін азайтып, қалалар мен елді мекендердің ауа бассейндерін ластайды. Міне, сондықтанда ғалымдар алдында тұрғаган келелі мәселелердің бірі – бүгінгі және келешектегі энергияны миллиондаған тонна органикалық отын түрлерін жақпай-ақ, отынның жаңа түрін пайдаланып өндіру яғни, қоршаған ортаға бөлінетін залалды қосылыстар мөлшерін азайту т.б болып табылады. Міне, осыған сәйкес ғалымдардың болжауларынша, келешекте органикалық отын түрлерін сутегі элементімен алмастыруға әбден болады екен. Сол сияқты тіпті, байырғы отын түрлерінің орнына сутегін отын есебінде пайдалану үшін көп техникалық өзгерістерде қажет емес. Демек, сутегін отын есебінде пайдалануды іске асыру үшін соңғы жылдары  көптеген елдерде едәүір жұмыстар жүргізілуде. Оның өзіндік себептеріде бар. Сутегі табиғи ортаны ластамайтын отын түрлерінің бірі саналады, ал оның ең басты қасиеті сутегінің жану температурасы кәдімгі бензиннен үш есе артық. Онымен қоса сутегінің жану кезіндегі жалынының таралуы өте шапшанда, бірақта тұтыну энергиясы бензинмен салыстырғанда 10-12 есе төмен. Міне, осындай қасиеттері сутегін келешектің энергия көзі есебінде пайдалануға мүмкіндік береді. Дегенмен, сутегін отын есебінде игерудің әліде шешілмеген проблемалары көп. Біріншіден, ол тез жарылып, қопарылыс тудыратын заттар қатарына жатады, сондықтанда оны үлкен сақтықпен пайдалану қажет. Екіншіден, оның өзіндік құныда әзірше бензинмен салыстырғанда қымбат. Міне осындай қиыншылықтарына қарамастан сутегін өндіру жыл сайын артуда. Статистикалық деректерге қарағанда, сутегін өндірудің көлемі 1970 жылы 18 млн. тоннаға жеткен, бұл 1915 жылмен салыстырғанда 5000 есе көп екен. Қазіргі кезде сутегі табиғи газдардан алынады, бірақ оның дені аммиак дайындау үшін қолданылады. Демек, сутегінің сарқылмас көзі-өзен, теңіз және мұхит сулары. Ал бұл сулардан өндіру үшін термохимиялық цикл – процестерін жүргізеді. Жалпы алғанда, сутегін келешек энергия көзі есебінде қарастырған көптеген елдер әртүрлі салада ғылыми жұмыстар жүргізуде. Дегенменде бүгінгі таңда сутегімен жұмыс істейтін двигательдердің ең тиімді әрі қолайлы түрі жасала қойған жоқ.

Сөйтіп, болашақта осы көздерді тиімді пайдалану  жолын әлем елі болып нақты  түрде іске асырған кезде Жер-анамызды таза күйінде сақтауға мұның тигізер  пайдасы орасан зор болмақ. Ал, екінші жағынан Киота келісім-шартына сәйкес республикада мұны іске асырудың басты бағыты боларыда сөзсіз. Демек, сөзімді түйіндеп айтар болсам Елбасының жоғарыда энергия түрлерін үнемдеуге орай айтқан сөзін нақты түрде іске асыру үшін компаниямен кәсіпорын басшылары болып жұмыла көтеріп, қазіргі ағымға сәйкес тиісті жұмыс атқару біздің басты міндетіміз деп санаймыз. Қорыта айтқанда болашақтың энергия көздері күн батареяларымен сутегі отынын үнемдеуге көшу – кезек күттірмейтін іс деп білген жөн.

 

 

4.2 Электрстатикалық  разрядтардан қорғау

 

 

Электрстатикалық разрядтар (статикалық электр) кейбір материалдардың беттерінде (қатты және сұйық) күрделі  электрлік байланыс процесі нәтижесінде  пайда болады.

   Екі диэлектрлер  жанасқан (үйкелген) кезде диэлектрлік  тұрақтылықтың үлкен мәні бар, оң зарядталады, ал аз диэлектрлік тұрақтылықты материал теріс зарядталады. Егер бірдей диэлектрлік тұрақтылықты диэлектрлер жанасса, онда электрлену байқалмайды.

   Технологиялық  процестер кезінде, қатты денелердің  үйкелуімен, уатылуымен, сусымалы материалдарды тиегенде және сұйықтықтарды құйғанда, жерден оңашаланған жабдықтардың темір бөліктерінде, жерден салыстырмалы оншақты киловольт кернеу пайда болады. Бұл кезде үлкен рольді ауа қысымы мен ылғалдылығы және диэлектриктердің салыстырмалы қозғалысының жылдамдығы атқарады.

Статикалық электрдің  қауіптілігінің негізінен разрядтық  ұшқын шығаруы мүмкіндігі жарылысқа  немесе өртке алып келеді. Электрстатикалық поленің кернеуі соғу мәні (ауа  үшін У_пр »3 кВ/мм) жеткенде, 10 гда разряд пайда болады.

  Көлікте статикалық электрді пайда болуына әкелетін технологиялық процестердің ішінен өте қауіпті құю–алу экстакадаларындаы мұнай өнімдерін айдау–сордыру. Мысалы, бензинді айдап–сорғызған кезде ол теріс заряд, ал құбыр – оң заряд алады.

   Құбырмен ағатын  сұйықтықтардың электрленуі сұйық–қатты дене фаз бөлімдерінде бар екі электрлік қабаттың бұзылуы түсіндіреді.

    Қатты дене (құбыр) беттеріне зарядтың бір  белгісі адсорбцияланады, ал сұйықтықтағы  қарама–қарсы электр заряды қабылдағыш  резервуарға түседі. Олай болса резервуарға сұйықтық аққан сайын, заряд жинама береді, ал сұйықтықтың бетінде булану есебінен жеңіл тұтанатын газды–ауалы қоспа пайда болады, онда разрядталу кезінде электрленген сұйықтық бетімен резервуар қабырғасы арасында жарылыс немесе жалындау пайда болуы мүмкін.

          Резервуарларды толтырған кезде  еркін шашырап ағатын сорғалаудан  өте үлкен электрлену (зарядтардың  түзілуі) жүреді. Бұл кезде кіші  және үлкен тамшылар қарама–қарсы  заряд белгілерін алады да, электрлік  өріс түзілетін бұлт түзейді. 

Электрленудің қарқындылығын  анықтайтын негізгі факторлар болатын: мұнай өнімдерінің тазалығы және олардың кедергісі; құбыр мен  қозғалу жылдамдығы және рпезервуардың  толу сипаты (үзіліссіз сорғалау немесе шашыраумен сорғалау); құбырлармен  резервуарлардың материалдарының диэлектірлік қасиеттері, сонымен бірге олардың ішкі беттерінің жағдайлары.

 

 

4.3 Электрқондырғыдағы эксплуатацияның техникалық ережесі және қауіпсіз жұмыстың орындалуы

 

 

Трамватизмді төмендету  үшін еңбектік және өндірістік тәртіптің  беріктілігі, жұмыстың қауіпсіздік ережесін жұмысшылардың қатаң түрде орындауы, өндірістің технологиясын сақтауы, машинаны және механизмді  дұрыс пайдалану және қорғаныс қорларына ұқыпты қарау маңызды роль атқарады.

Жұмыс істейтін электрқондырғыға қызмет атқаратын, жұмысшыларға және электрмонтажды жұмыстарды атқаратын, қызметкерлерге ерекше талаптар қойылады. Жұмыс істер алдында бүкіл электртехникалық қызметкер медициналық қараудан және еңбекті қорғау бойынша жалпы нұсқаудан өтеді. Келешекте медициналық қарау жылына бір рет болады.

Маманданған қызмет көрсетуші  қызметкер техника қауіпсіздігін, орындалатын жұмыс бойынша жергілікті нұсқаулықты білу қажет, жұмыстың қауіпсіз қабылдануын оқып үйрену және зардап шегушілерге алғашқы дәрігерлік көмек көрсете білуі керек. Мамандандырылған комиссиямен барлық қызмет көрсету персоналының білімін бағалау қауіпсіздік техника ережелеріне сай периодты түрде жүргізіледі.

Білімді тексергеннен кейін  маманданған комиссия орындалатын  жұмысқа немесе қызметіне байланысты техника қауіпсіздігі бойынша мамандандырылған топты (группа) және берілген электрқондырғыда жұмыс істеуге құқық беретін куәлік береді.

Техника қауіпсіздігі бойынша  барлығы 5 мамандандырылған топ бекітілген:[21]

I топ жергілікті өндірістік нұсқаулықтан және қауіпсіздік техника ережелері бойынша тексеруден өтпеген, жұмысқа қайта қабылданған жұмысшы – электриктерге беріледі.

Бұл  топты электртехникалық емес, бірақ электрқондырғыға қызмет көрсететін персоналдарға, краны бар, механикалық, габаритті емес жүктері  бар автокөлік жүргізушісіне  де беріледі.

Бірінші мамандандырылған топ жұмыс орнында электрқауіпсіздігі бойынша білім тексерілгеннен кейін  бір адамға беріледі және ол туралы арнайы журналға жазылады. Осы кезде  куәлік берілмейді.