19 Наурыз, 2015

Жаңартылмалы энергия көздері

8335 рет
көрсетілді
11 мин
оқу үшін
Энергия-3 Оған мамандар дайындау қажеттігі айқын байқалуда Энергетикалық қорларды үнемдеу, өндірістің қуаттылығын арттыру, қоршаған ортаны қорғау – XXI ғасырдың ең басты, ­кезек күттірмейтін ­проблемасы. Мұның себебі, дүниежүзі бойынша халық санының көбеюі, соған сәйкес олардың тұтынатын тұрмыстық энергиясының артуы, яғни өндіріс орындарының пайдаланатын энергия қуатының өсуі, ауыл шаруашылығында жерді игеру мәдениетінің алға басуына орай энергия тұтынудың жоғарылауы, тіпті, мал күтімі үшін де энергия көзін жоғары деңгейде қолдану дәстүрлі энергияның жетімсіздігін дер кезінде шешуді талап етуде. Энергияны тұтынудың әлем бойынша артуы, әрине, энергия көзінің потенциалына, нақтылай түссек, дәстүрлі жерасты қазбаларынан алынатын отын қорына тәуелді. Ал ол жыл сайын кемуде. Ғалымдардың зерттеуі бойынша жерасты отын қорын сақтаудың бірден бір жолы – жаңартылмалы (кейінгі кездері – баламалы деген термин қолдануда) энергия көздері – күн, жел, жер­асты жылы суы, мұхит суларының тасуы және қайтуы, биомасса қуаттарын пайдалану болып саналады. Жаңартылмалы энергия көздерін кеңінен қолдану, әртүрлі өндірістік және ауылшаруашылық өнімдерін шығаруда жылу-энергетикалық және материалдық қорлардың тиімділігін арттырады. Көмір мен газ, мұнай болашақта адам қажеттілігін қанағаттандыратын қуат көзі ретінде, сөзсіз екінші кезеңге ығысады. Бұл туралы Елбасы Нұрсұлтан Назарбаев әркез айтып жүр. Жаңартылмалы энергия көздерін пайдалануды басты мақсат етіп қоюдың себептері қан­дай? Енді осыған тоқталып көрелік. Біріншіден, барлық энергия түрлерін тұтынатын өндіріс үздіксіз артуда. Екіншіден, жаңа кен көздерін барлау ғана айтарлықтай қаржылай шығынды қажет етеді. Өйткені, соңғы кездері отын қорын жер астынан гөрі, үлкен тереңдіктегі теңіз түбінен бұрғылау кең орын алуда. Оның тиімділігі дәйектелуде. Үшіншіден, жерасты кендерін өндіруде кездесетін экологиялық проблемалар, тағы басқа мәселелер көп. Жаңартылмалы энергия көздерін өнді­ріске, халық шаруашылығына қолдануды жеделдетудегі басты, төртінші мақсат, әрі себеп – дүниежүзі бойынша құрлықтағы температураның артуы. Температураның артуымен жаңартылмалы энергия көзін пайдалану арасында қандай байланыс бар? Көмірді, мұнайды және бензинді жағып жылу, электр энергиясын алғанда бөлініп шығатын көміртегінің қос тотығы (СО2) күн арқылы қызған жер бетінің жылуын жұтып алып жылыжайлық эффект тудырады. Жылыжайлық эффект деп – планета атмо­с­­ферасының ішкі қабаттарының жылуды жұту салдарынан температураның артуын айтады. Оның себебі, атмосфера жылыну салдарынан шығаратын сәулеге қарағанда, күннен түскен сәулені жақсы өткізеді, яғни мөлдір болады. Өндірістің қарқынды дамуы жерасты қазба отынының тұрмыста кең қолданылуы жер атмосферасында СО2құрамының айтарлықтай артуына әкелді де, жылуды көбірек жұтып, жер бетінің температурасын арттырды. Жылыжайлық эффект жер бетінің температурасын шамамен 40 К-ге арттырады және ол ауа райын өзгертуде басты рөл атқарады. Әрине,  жаңартылмалы энергия көздерінің потенциалды қуаты шексіз, бірақ, оларды пайдаланып жұмыс істейтін техника мен технологияның жетілдірілмеуі жаңа энергия көздерінің энергетикалық балансының мүмкіндіктерін толық ашуға мүмкіндік бермей отыр. Соңғы 15 жыл ішінде дүниежүзінде жаңартылмалы энергия көздерін пайдаланып жұмыс істейтін қондырғыларды жасауда ғылыми-техникалық өрлеу байқалады. Оның ішінде күн энергиясын фотоэлектрлік жолмен түрлендіру, жел энергиясын, биомассаны пайдалану айтарлықтай жетілдірілген. Дәлірек айтсақ, бүгінде дүниежүзінде қуаты 2500 МВт болатын 100 мыңнан аса жел электр стансалары жұмыс істейді. Дүниежүзілік энергетикалық конгрестің болжамы бойынша 2020 жылы жаңартылмалы энергияның үлесіне 1150-140 млн. тонна шартты отын келеді. Бұл жалпы энергия тұтынудың 5, 6-5, 8%-ын құрайды. Әлемдегі дамыған мемлекеттердегі пайдаланатын жалпы энергияның жаңартылмалы энергияға келетін үлесі: АҚШ – 20-25%; Англия – 20% (600МВт); Жапонияда – 7-9%; Германияда – 12%-ға дейін. Бұл тұрғыдан Қазақстанның жаңартылмалы энергияны пайдалану үлесі көңіл көншітерлік емес. Дәстүрлі энергия көздерін үнемдеуде жаңа­ртылмалы энергияны пайдаланудың орны ерекше, әрі ол қоршаған ортаны лас­тамайды. Қазақстанда жаңартылмалы энергия көздерін халық шаруашылығына жарату мақсатында қолға алына бастағаны – жел энергиясын пайдалану. Бүгінгі күні қуаты 250 кВт үш жел энергетикалық қондырғы (ЖЭҚ) Қордайда тұрғызылған, сол сияқты жел энергиясымен жұмыс істейтін аумағы аз болса да, куаты салыстырмалы мөлшерде ауқымды 500 кВт қондырғы Жоңғар Алатауында іске қосылды. Өкінішке қарай, бұл қондырғының тұрғызылған орны желдің алағай өтінде болғандықтан, ол желдің екпініне шыдас бермеуде әрі алынған электр энергиясын жеткізетін қуатты электр желісі де салынбаған. Ал күн, су, жерасты энергияларын пайдалануда республикадағы мақтанарлық қол жеткен жетістіктерді маман ретінде айту әсте қиын болып тұр. Қазақстан аймағына бір жылда 3000 сағат күн сәулесі түсетінін, ал кейбір облыстарда жылына 150-180 күн жер бетін нұрландыратынын ескерсек, жаңартылмалы энергия көзі, оның ішінде күн сәулесін пайдалану біздің еліміз үшін тегін қуат көзі екені еш күмән тудырмайды. Жер бетіне бір жылда күннен түсетін энергия 123 трлн. тонна шартты отынға тең. Бұл барлық отын түрлерінің беретін энергия­сынан 3000 есе артық. Жер бетіне түсетін күн энергиясы географиялық ендікке байланысты 42-520 ендікте орналасқан Қазақстан территориясына маусым, шілде, тамыз, айларында 10 кВт сағ/м2 күн энергиясы түссе, қыс мезгілінде 1 кВт сағ/м2 болады. Күн энергиясының техникалық қуаты жалпы энергияның 0,1%-ын құрайды. Шамамен, 123 млрд. тонна шаршы отынға тең, яғни Қазақстанда күн энергиясын пайдалану басқа жаңартылмалы энергия көздеріне қарағанда әлдеқайда тиімді. Шет елдердегідей жаңартылмалы энергия көздерін өндірістік деңгейде пайдалану үшін бізге көп жылдар қажет. Әйтсе де, қазіргі қолымыз жеткен сынаққа шығарылған су қыздырғыш қондырғыларды, фото гальваникалық элементтерді, әр облыстарда жерастынан шығып жатқан ыстық су энергияларын өндіріске қолдансақ энергия тұтынудың меншікті құны арзандаумен бірге, қоршаған ортаны тазартуға айтарлықтай септігі тиер еді. Бұған қалай қол жеткізуге болады? Жаңартылмалы энергия көзін игерудің бірден-бір тетігі – осы салаға қажет жаңа мамандарды дайындау. Айталық, күн, жел энергияларын жылу, электр энергиясына түрлендіретін гелиоқондырғылардағы, жел қозғағыштарындағы жылу, электр энергетикасының физикасын түсінетін физик-инженерлер әзірлеу басты міндет болып отыр. Осы кезге дейін жоғарғы техникалық оқу орындарында бес жыл оқып диплом алған, сол дипломы мен зауыт, фабрикаларда өндіріс технологиясын меңгеру үшін тағы 5-6 жыл оқушы ретінде үйреніп жүретін шала сауатты инженер емес, заман талабына толық жауап беретін жаңа технологияның мамандары, мысалы, физик-инженелерді, физик-энергетиктерді шыңдап шығару. Осы орайда Білім және ғылым министрлігі Отанымыз бойынша төмендегі түйіндерді шешсе абзал болар еді: бірінші, министрлікте жаңартылмалы энергия көздерінің арнайы ғылыми оқу-әдістемелік бөлімін ашып, мамандықтар классификаторының(өндіріс, көлік, ауыл шаруашылығы, т.б. салалық арнау­лы мамандық түрлерінің мемлекеттік білім стандартын жасау; екінші, жаңартылмалы энергия көздерінің (ж.э.к) мамандарын дайындайтын базалы 2-3 жоғары оқу орнын белгілеу; үшінші, осы оқу орындарының жанынан немесе кәсіби техникалық мамандар дайындайтын колледждерде жаңартылмалы энергия көздерінің мамандарын оқытатын дайындық бөлімін ашу; төртінші, бұл оқу орындарына арнайы инвестиция бөліп, оларда жаңартылмалы энергия көздерінің қондырғыларын жасайтын ғылыми оқу-өндірістік база жасау, жаңа технологиялық лабораториялар қалыптастыру; бесінші, еліміз бойынша күн, жел, жерасты жылуы, т.б. бойынша білікті мамандарды, атап айтқанда, ғылым кандидаттарын, ғылым докторларын жоғарыда сөзге дәйек еткен оқу орындары ашыла қалса уақтылы шақыру; алтыншы, бүгінгі күн талабына орай, жаңартылмалы энергия көздерінің мамандары ауыл шаруашылығына ауадай қажет екені түсінікті. Ендеше, ауыл шаруашылығының энергетик инженері қазір үлкен сұранысқа ие. Сондықтан, Кеңес өкіметі кезіндегі зооинженерлерді жаңартылмалы энергетика көздерін шаруашылыққа қолдана алатын маман ретінде дайындауды жандандырса өте орынды болар еді; жетінші, әрине, мұндағы басты проблема – оқу процесін мемлекеттік білім стандартына сәйкес оқытатын оқулық, оқу құралын дайындау. Ол үшін республикадағы жаңартылмалы энергия көздерінің байырғы ғалым мамандарына оқулық жазуға тапсырыс беру; сегізінші, ол мамандар жоғары оқу орындарының ұстаздары болса, оларды оқу жүктемесінен босату немесе кредиттік технология бойынша оқыту нормативіндегі сағат деңгейінен асырмау жағын ойластыру; тоғызыншы, оқу процесінде алған теориялық білімді бекіту және практикалық дағды алу үшін курстық және дипломдық жобалар жасау, өндіріске сәйкес құрылған арнайы лабораториялық жұмыстарды орындау. Ол үшін кафедрада жаңартылмалы энергия көздері бойынша еуропалық жоғары оқу орындарының деңгейіндегі бакалавр, инженерлер, магистрлер бағдарламасына сәйкес оқу лабораторияларын жасақтау; оныншы, «жаңартылмалы энергия көздері, оларды түрлендіретін қондырғылар» бойынша ел аумағында мамандар дайындаудағы басты бір міндет – кәсіби, ғылыми маман дайындайтын аспирантура, докторантура ашу. Әр облыстың жоғары оқу орындарындағы талантты жас физик, математик, инженерлер арасынан ғылыми кадр әзірлеу күттірмейтін жауапты шараның бірі деп білемін. Білімді, сапалы кадрлар Отанымыздағы аса  бай, тегін күн, жел, су, т.б. энергия көздерін пайдаланып мемлекетіміздің экономикасын байытуға, экологиясын жақсартуға ықпал етіп, сөйтіп, шет елден тәуелсіз болатын қуатты энергетикалық қондырғылар еліміздің болашағына жұмыс істеп, жұртымыздың мерейін арттырары күмән туғызбайды. Латиф БЕКТЕНОВ, техника ғылымдарының докторы, профессор.