ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Студенттер мен жас ғалымдардың
«Ғылым және білім - 2014»
атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ
IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых
«Наука и образование - 2014»
PROCEEDINGS
of the IX International Scientific Conference for students and young scholars
«Science and education - 2014»
2014 жыл 11 сәуір
Астана
УДК 001(063) ББК 72
Ғ 96
Ғ 96
«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».
– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.
(қазақша, орысша, ағылшынша).
ISBN 978-9965-31-610-4
Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.
The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.
В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.
УДК 001(063) ББК 72
ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық
университеті, 2014
4824
теорияда 69 % - ға жоғарылайтындығынын болжаған болатын. Бұл айырмашылықты ағыннның индуктивті жылдамдықтың кемуі есебінен
((76-45)/45) 100 % - 40 % = 69 % - 40% = 29 % алуымызға тура келеді [5].
Қолданылған әдебиет
1. Ершина А.К., Ершин Ш.А., Жапбасбаев У.К. Основы теории ветротурбины Дарье.- Алматы: КазгосИНТИ, 2001-104с.
2. Әшиева Р. Энергетика мәселесін «май шаммен» қарау керек // Қазақстан - Заман газеті
№5. 17 қаңтар, 2008 жыл.
3. Ершина А.К., Ершин Ч.Ш., «Ветротурбина Бидарье » (конструктивное исполнение и принцип работы), дата подачи патента: 15.02. 2006 г., 73 стр.
4. Ершина.А.К, Ершин Ч.Ш., «Вертикально- осевые составные ветротурбины карусельного типа дата подачи патента: 15.02.2006 г., 40 стр.
5. Игорь Воротной. Жел, жел, сен күштісің, тек қана бұлтты ұшырма // Известия-Қазақстан газет. 27 қаңтар, 2009 жыл.
УДК 621.3:662.997
СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ С ПАРАБОЛОИДНЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ Головко Антон Викторович
Студент Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара Научный руководитель – А. Трофименко
В наше время зависимость человечества от энергии (тепловой, электрической) очевидна и потребности человечества в ней с каждым днем увеличиваются. Это приводит к интенсификации добычи энергоносителей. Уже в ближайшие 50-80 лет людей ждет первый энергетический кризис. Чтобы как-то избежать его нужно активно развивать и внедрять альтернативную энергетику.
Каждые две недели Солнце отдает Земле такое количество энергии, которую все жители нашей планеты потребляют в течение года. Учитывая также значительное загрязнение окружающей среды продуктами переработки традиционных энергоносителей стоит обратить внимание на солнечное излучение как на источник энергии.
Солнечные электростанции преобразующие тепловую энергию, наряду с фотоэлектрическими станциями, производят электроэнергию в промышленных масштабах.
Принцип работы солнечной тепловой электростанции и фотоэлектрической разные.
Солнечные батареи, из которых состоит фотоэлектрическая станция, непосредственно преобразуют солнечную энергию в электроэнергию. А тепловые электростанции имеют промежуточную стадию. Сначала солнечная энергия превращается в тепло и передается рабочей жидкости (теплоносителю) превращая жидкость в пар. Затем пар подается на парогенератор, где уже происходит процесс получения электроэнергии схожий с другими тепловыми электростанциями ТЭЦ, АЭС и т.д.
Если сравнивать эти два вида преобразования солнечной энергии в электроэнергию, то оба эти способа имеют ряд преимуществ и недостатков.
Солнечные фотоэлектрические станции Преимущества:
4825
- Себестоимость оборудования ниже и имеет мировую динамику снижения цен на солнечные батареи;
- Простота и быстрота установки;
- Более высокая надежность оборудования.
Недостатки:
- Производство фотоэлементов связано с вредною для атмосферы химической промышленностью;
- В процессе эксплуатации падает эффективность;
- Невозможность аккумулировать энергию в больших масштабах.
Солнечные тепловые электростанции Преимущества:
- Высокая эффективность (КПД в пределах 30-40%);
- Способность аккумулировать тепло, что позволяет работать станции почти круглосуточно.
Недостатки:
- Более высокая себестоимость;
- Сложные процессы эксплуатации, которые снижают надежность оборудования;
В мировой солнечной промышленности нет четкого ответа, какие же типы электростанций более востребованы. Многие инвесторы вкладывают ресурсы в оба направления. Множество особенностей этих станций создают более привлекательные условия для реализации проектов в определенных регионах мира по отношению друг к другу. [1]
Общий основной принцип работы тепловых солнечных электростанций основан на принципе концентрации солнечной энергии на теплоприемнике. В теплоприемнике концентрированное излучение преобразуется в тепловую энергию при температурах от 200 до 1000°С (в зависимости от системы). Как и в обычных тепловых электростанциях, эта тепловая энергия может быть преобразована в электроэнергию с помощью паровой или газовой турбины. Эта энергия также может быть использована для других промышленных процессов, таких как опреснение воды, охлаждения или, в ближайшем будущем, производство водорода.
Все солнечные электростанции оснащены следящими системами, которые позволяют концентрировать солнечное излучение в течение всего дня в одном направлении.
Существует четыре основных типа солнечных тепловых электростанций. Их можно разделить на два подтипа: системы с линейным концентратором, такие как параболические желоба и концентраторы Фринеля. И системы с точечной фокусировкой: станции башенного типа и параболоидные концентраторы.
Солнечные электростанции с параболическими концентраторами состоят из многочисленных расположенных параллельно рядов концентраторов, которые являются параболическими отражателями. Эти отражатели концентрируют солнечное излучение вдоль теплоприйомной трубки. В данной трубке циркулирует теплоноситель на основе масла, разогреваясь до 400°C. Разогретая жидкость поступает на теплообменный аппарат, где вода превращается в пар при температуре около 390°C. Этот пар поступает на парогенератор, где происходит процесс преобразования электроэнергии так же, как и в обычных электростанциях.
Концентраторы Фринеля имеют отражатели со слегка изогнутой формой. Эти отражатели также фокусируют излучение на трубчатый абсорбер, оснащенный дополнительным отражателем. Вода нагревается и испаряется непосредственно в трубке теплоприемника. Это способствует повышению эффективности станции по сравнению с параболическими концентраторами за счет снижения себестоимости, однако среднегодовая выработка электроэнергии у станций такого типа меньше.
4826
В солнечных электростанциях башенного типа солнечное излучение концентрируется на центральный теплоприемник с помощью огромного количество плоских отражателей (зеркал), которые в течение светового дня автоматически изменяют угол установки. Это позволяет достичь значительно более высокого уровня концентрации по сравнению с системами с линейными концентраторами. При этом температура теплоприемника превышает 1000°С. Такие температуры значительно увеличивают эффективность работы станции. По данному типу конструкции была построена в 1985 году в Крыму солнечная станция СЭС 5.
Параболоидные концентраторы, еще их называют электростанциями тарельчатого типа, напоминающие по форме тарелку. Солнечное излучение концентрируется на приемник, который может быть непосредственно преобразователем тепловой энергии в электрическую, или обычным теплоприемником с циркулирующим в нем теплоносителем или отражателем (для передачи сконцентрированного излучения за пределы концентратора).
Такие системы могут достичь КПД более 30 %. Хотя эти системы предназначены для работы в автономном режиме, они так же имеют возможность объединения нескольких систем в одну солнечную электростанцию.
Учитывая значительные преимущества параболоидных концентраторов именно на их основе был спроектирован СЭС.
Низкая плотность падающего солнечного излучения (около 600 Вт/м2) делает невозможным создание одного большого параболоида для концентрации большого количества энергии, поэтому логичным решением является создание отдельных модулей наиболее экономически и технически целесообразного размера с последующим связыванием их в одну сеть. [2]
Рассмотрим принципиальную схему такого модуля (рис.1).
Рис.1 - Схема модуля солнечной электростанции.
На данной схеме изображены:
1) параболоидный концентратор;
2) приемник солнечного излучения;
4827
3) тепловой аккумулятор;
4) теплообменники;
5) турбина;
6) электрогенератор;
7) утилизация низкопотенциального тепла;
8) циркуляционные насосы.
Фактически каждый модуль представляет собой автономную единицу - мини электростанцию. Из этого вытекает и первое значительное преимущество СЭС данного типа - масштабируемость. При переменной нагрузке на электросеть модули могут включаться и выключаться, регулируя тем самым выходную мощность станции.
Вторым преимуществом данной СЭС является высокий КПД.
Но наиболее значительным фактором является абсолютная безопасность для окружающей среды, ведь СЭС не имеет никаких вредных выбросов.
Сравнивая с существующими методами генерирования электроэнергии СЭС может конкурировать на равных почти со всеми классическими электростанциями. Затопленной плотинами гидроэлектростанций площади хватило бы для построения СЭС в 83р. большей мощности (с учетом коэффициента заполнения территории). Экологичность ТЭС и ТЭЦ не выдерживает конкуренции СЭС, причем построить СЭС эквивалентной мощности не является проблемой. Только АЭС может противопоставить СЭС более дешевую электроэнергию, относительную экологичность и значительно меньшие размеры.
Поэтому учитывая значительную энергозависимость человечества и ограниченность ископаемых энергоресурсов СЭС является одним из наиболее перспективных источников энергии для человечества. Причем на ряду с обеспечением энергопотребления человечества мы получим также улучшение экологической ситуации на планете.
Результатом данной работы стали проект электростанции мощностью 30МВт и создание системы расчета СЕС.
Список использованных источников
1. Дж.Твайделл, А.Уейр Возобновляемые источники энергии: пер. с англ. – Энергоатомиздат, 1990, 79-83с.
2. Кудрин О.И. Солнечные высокотемпературные космические энергодвигательные установки. / ред. В.П.Беляков. - М. Машиностроение, 1987, 5-12с.
3. Берман С.С. Расчет теплообменных аппаратов, М.-Л., Госэнергоиздат, 1962 г.
УКД 621.311.019.3
ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ 35-110 КВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА
ОБВОДНЁННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ Дощанов Данияр Куанышбаевич
студент 3с курса специальности 5В071800 Инженерно-экономического университета им. М. Дулатова, Костанай, Казахстан
научный руководитель - Ляховецкая Людмила Владимировна
Практика эксплуатации воздушных линий (ВЛ) электропередачи напряжением 35 кВ и 110 кВ в Костанайской области Северного Казахстана показала, что на надѐжность их функционирования оказывает влияние надѐжность работы трѐх элементов – опор, изоляторов и проводов. Отказы опор ВЛ проявляются в нарушении устойчивости промежуточных железобетонных (ж.б.) опор. Устойчивость опор выражается в изменении
