Жұмыстың идеясы қайта жаңартылатын энергия көздерін пайдалана отырып арзан және экологиялық таза энергияға қол жеткізу

Жылы мезгілдің ұзақтығы 194 -205 күнді құрайды. Аязсыз мезгіл 100 күннен жоғары. Қыста қар жабу, жел жиі. Жеңіл жауын-шашындардың деңгейі аудан шекарасы бойынша орналасуының тұрақсыздығымен және біркелкі еместігімен сипатталады. Ыстық жаз айларында жаңбыр найағаймен қатар жүреді.

Қарқаралы негізінде оңтүстік-батыс және батыс бағыттағы қатты желмен, жазда ыстық ауаның массаларымен,қыста суық борандармен сипатталады. Желдің орташа жылдамдығы 5-7 м/с құрайды.

Жел раушаны – көпжылдық  зерттеулер бойынша берілген орында жел режимін сипаттайтын векторлық  диаграмма. Диаграмма дегеніміз  бір нүктеден шығып, горизонттың  румбтары бойынша бағытталатын сәуле  жиыны. Әр сәуледе орталықтан жел  ұратын белгілі бір масштабтағы  кесінді пайда болады. Кесіділердің ұштары әдетте тік сызықтармен байланысады. 50 м биіктіктегі жел бағытының раушаны мен жел энергиясының раушаны 2 суретте көрсетілген. Жел бағытының раушаны желдің басым бөлігі оңтүстік-батыс бағытта екенін көрсетеді. Жел энергиясын орналастыру энергияның негізгі бөлігі оңтүстік-батыс бағыттан келетінін көрсетеді.

 

 

2.1 Сурет – Қарқаралы  қаласының желдік раушаны

 

Градиация бойынша жел  жылдамдығының мүмкіндігі жел кадастрының  маңызды сипаттамасы болып табылады. Бұл топтастыру жел жылдамдығының  қарастырылатын мезгіл уақытында (ай, жыл) жағдайлардың жалпы санынан % берілген (градация) берілген мәндерінің қайталануы немесе мүмкіндігімен сипатталады.

 

2.1 кесте

Қарқаралы қаласының жел  жылдамдығының орташа көрсеткіштері

 

Станция	Флюгер биіктігі hф, м	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Uжыл hф	Uжыл  H=50м
Флюгер биіктігіндегі  жел жылдамдығы	50	7,5	6,5	5,9	5,0	4,7	4,9	5,1	5,7	6,2	6,8	6,8	7,6	6,1
ЖЭҚ мұнара биіктігіндегі  жел жылдамдығы		7,2	7,1	4,7	5,9	8,2	4,0	5,2	4,2	5,2	6,0	5,6	7,8		6,7

 

ЖЭҚ флюгер орналасқан жел жыламдығының есептік мәндереі көрсетілген. Келесі есептерді шығару барысында түзету коэффициенті k_һ және 50 метр биіктіктегі жел жылдамдығы U формуламен анықталады:

 

 

,

 

k_һ=

 

,

 

мұндағы - биіктікті түзету коэффициенті (Хельман экспоненті); H – биіктіктің, U жылдамдығын белгілеу үшін қолданыды; - флюгер биіктігі; m=0,14 –дәрежелік функцияның коэффициенті, метео жағдай мен жел жылдамдғы бойынша өзгеріп отырады; - H = 80м биіктіктегі жел жылдамдығы; -флюгер биіктігіндегі жел жылдамдығы.

 

2.2 кесте

Желдің және штиль бағытының  қайталанғыштығы

 

Қарқаралы	Румб	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Штиль
	ΔФ, %	9	14	19	4	4	16	17	14	3
	К	10б	9б	9б	9б	9б	10б	10б	10б

 

Көрсетілген көрсеткәштер метеостанцияның  ашықтық  класын көрсетуге мүмкәндәк  береді. Жалпы ашықтық класы ормуламен анықталады:

 

,

 

мұндағы - жел бағытының румбға байланысты кестелік класс ашықтығы (біздің жағдайымызда барлықбағытта бірдей);

- румба бойынша жел қайталанғыштығының жылды кестелік міндері, %.

Қаншалықты жел энергетикалық қорлар ЖЭҚ-ның құрылыс мүмкiнгі жобаланған ашылған жердiң шарттары үшiн анықталады, онда формула бойымен анықтауға болатын ашықтық түзету коэффициентi енгiзiледi:

 

,

 

мұндағы - ашықтың қабылдайтын ең көп еселігі: - теңіздің немесе мұхиттың ашық жағасында болатын аудандар мен аралдар үшін; - жағалық зонада болатын аудандар үшін;

- жағаның сызығынан алыстатқан аудандар үшін.

Егер ашықтың кестелік еселігінің ең көп мағынасы көп, жоғарыда көрсетілген мәндерден , онда мыны теңдікті қолданамыз: .

Қарқаралы үшін ашықтық мәні К_общ.=7

Желдің жылдамдығының  мүмкіндігі градацияларға желдік кадастрдың ең маңызды мінездемесі болып  табылады. Сол таратушылық қайталанғыштықты немесе желдің (градациямен) тапсырынды жылдамдығының мағынасының мүмкіндігін арада % уақиғаның ортақ санынан үшін уақыттын (ай, жыл) сипаттайды.

Желдің жылдамдығының  мүмкіндігі градиенттерге барлық бекеттер үшін кестеде 3-кестеде ұсынылды.

 

2.3 кесте

Желдің жылдамдығының  мүмкіндігі градациялары (арада % уақиғаның ортақ санынан) Қарқаралы үшін.

 

Жылдамдық градияциясы	Uгр	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20	21-24
Градияцияның орташа мәні	U	0,5	2,5	4,5	6,5	8,5	10,5	12,5	14,5	16,5	19	22,5
Дифференциалды қайталанғыш тығы	dF=f(U)	4,2	10,5	13,0	13,8	13,3	11,7	9,7	7,7	5,7	5,5	4,9
Интегралды Қайталанғыш тығы	F(U)	4,2	14,7	27,7	41,5	54,8	66,5	76,2	83,9	89,6	95,1	100,0

 

2.4 кестеде желдік ортаның жылдамдығының дифференциалды қайталанғыштығы ай бойынша градацияларға арада % уақиғаның ортақ санынан көрсетілген. Желдің жылдамдығының дифференциалды қайталанғыштығының мағыналары ай бойынша желдің мәндері 1 кестеде өлшеулі орташа айлық жылдамдығының белгілі мағыналарына анықталады, сәйкесінше аддендуммен жылдамдықтың таратушылқының бірінші үлгісі үшін қолданыдады.

 

2.4 кесте

Желдің жылдамдығының  дифференциалды қайталанғыштығы айды-айынша ша градацияларға арада % уақиғаның  ортақ санынан

 

ай	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Uпр, м/с
0,5	0,8	1,1	1,3	1,6	1,8	1,7	1,6	1,3	1,2	1	1	0,8
1	4,15	5,1	5,9	7,5	8,1	7,7	7,3	6,2	5,4	4,7	4,8	4
2	5,7	7	8,1	10,1	10,8	10,3	9,8	8,4	7,4	6,5	6,6	5,6
3	6,75	8,2	9,3	11,4	12,1	11,6	11,1	9,7	8,6	7,7	7,8	6,6
4	7,35	8,8	9,9	11,7	12,3	11,9	11,5	10,2	9,2	8,3	8,4	7,2
5	7,7	9	9,9	11,2	11,6	11,3	11,1	10,1	9,4	8,5	8,6	7,5
6	7,75	8,8	9,5	10,2	10,3	10,2	10,1	9,6	9,1	8,4	8,5	7,7
7	7,6	8,4	8,7	8,8	8,7	8,8	8,9	8,8	8,5	8,1	8,2	7,5
8	7,3	7,7	7,8	7,3	7	7,3	7,4	7,7	7,7	7,6	7,6	7,2
9	6,8	6,9	6,7	5,9	5,4	5,7	6	6,6	6,8	6,9	6,9	6,8
10	6,2	6	5,6	4,5	4	4,3	4,6	5,4	5,9	6,1	6,1	6,2
11	5,6	5,1	4,5	3,3	2,8	3,1	3,4	4,3	4,9	5,3	5,3	5,6
12	4,9	4,2	3,6	2,3	1,9	2,2	2,5	3,4	4	4,5	4,5	4,9
13	4,25	3,4	2,7	1,6	1,3	1,5	1,7	2,5	3,2	3,8	3,7	4,3
14	3,6	2,7	2,1	1,1	0,8	1	1,2	1,9	2,5	3,1	3	3,7
15	3	2,1	1,5	0,7	0,5	0,6	0,7	1,3	1,8	2,4	2,4	3,1
16	2,45	1,6	1	0,4	0,3	0,4	0,5	0,9	1,4	1,9	1,8	2,5
17	1,95	1,2	0,7	0,2	0,2	0,2	0,3	0,6	1	1,5	1,4	2,1
18	1,55	0,9	0,5	0,1	0,1	0,1	0,2	0,4	0,7	1,1	1	1,7
19	1,2	0,6	0,3	0,1	-	0,1	0,1	0,3	0,5	0,8	0,8	1,3
20	0,95	0,4	0,2	-	-	-	-	0,2	0,3	0,6	0,5	1
21	2,45	0,8	0,2	-	-	-	-	0,2	0,5	1,2	1,1	2,7

 

 

2.3 ЖЭҚ-ның үлгісі мен мінездемесі

 

 

ЖЭС құрамына Даниялық фирманың "Vestas NM82" маркалы, қуаттылығ 1650 тең жел электр қондырғылары қолданылады. 

"Vestas NM82" қондырғысының  негізгі техникалық мінездемелері:

- тағайынды (номиналды) қуаттылығы - 1650 кВт;

- жел дөңгелектерінің диаметрі – D=82м;

- мұнара биіктігі – Н=80 м (мұнара конустық);

- белгіленген аудан – S=5281м²;

- желдің минималды жылдамдығы – u=4 м/с;

- желдің номиналды жылдамдығы – u=13,3 м/с;

- желдің максималды жылдамдығы – u=20 м/с;

- қалақшалар саны  – 3 шт.

Жел дөңгелектерінің айландыру жиілігі 14,4 айн/мин. Генераторы екі тең полюсті асинхронды. Электрлік токтың номиналды жиілігі 50 гц. Номиналды кернеуі 690 В.

Барлық үш қалақшасынын салмағы  –23т.сәйкесінше бір қалақшаның салмағы 7,7т.

Жел дөңгелектерінің төлкесінің салмағы 14т.

Мұнара салмағы – 146 т.

Ротор және валмен гондоланың салмағы – 57 т.

Жалпы конструқцияның салмағы:  183т.

 «Vestas NM82» жел электр қондырғысының жел жылдамдығына байланысты қуаттылық беру мінездемесі графикте көрсетілген:

ЖЭҚ мінездемесінде желдің жылдамдығының келесі мінездің мағыналары көрсетілген:

4 м/с. – ЖЭҚ қуаттылығын беруі  басталатын  минималды жел жылдамдығы;

13,3 м/с. – ЖЭҚ өзінің куаттылығына теңесетін желдің есептік жылдамдығы;

25 м/с. – ЖЭҚ автоматты түрде өшірілетін максималды жел жылдамдығы.

ЖЭҚ қуаттылығын берудің кестесін желдің(кесте.5) жылдамдығынан келтіреміз.

 

2.5 кесте

Жел жылдамдығына байланысты қуаттылық беру көрсеткіштері

 

u,	м/с	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15-20
N,	кВт	28	144	309	511	758	1017	1285	1504	1637	1650	1650	1650