Түсініктеме жазба
Пән 5В0071000–«Материалтану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығының студенттеріне арналған «Күн энергетикасының материалы мен технологиясы »пәнінің оқытудың мақсаты: студенттерге күн энергиясын қасиеттерін,ерекшеліктерін және теорияларын түсіндіре отырп күн энергетикасының негізгі заңдарын,әр түрлі күннен энергия алатын күн қондырғыларынның материалдары мен күн қондырғыларының технологиясын үйрету, теориялық және тәжірибелік білмдеріне сүйеніп ,Кұн энергетикасы зерттеуге, күн қондырғыларын жасау әдістерін қолдануда дағдылары мен біліктерін қалыптастыру болып табылады.
Пәннің міндетті:студенттерге күннен энергия алудың әр түрлі тәсәлдерін,теориясын және технологиясын түсіндіріп өзіндік танымдық іс-әрекетінің дағдыларын қалыптастыру,олардың болашақта күн энергиясымен жұмыс істейтін құрылғыларды жасау,жасап қана қоймай оларды тиімділігін артырудың жаңаша әдістерін табуда,күннен энергия алатын құрылғыларды сауатты түрде пайдалана білетін біліктілігі жоғары болашақ мамандарды дайындау болып табылады.
4. Пәнді оқып білудің нәтижелері: пәнді оқып білудің нәтижесінде студент
Білуі тиіс: Күн энергиясы.Күн сәулесінің сипаттамасын; Күн сәулесінің жер атмосферасымен өзара әсерлесуі;Күн радиациясының түрлері және оны өлшейтін аспаптарды.Аспан сферасындағы негізгі нүктелер және шеңберлер; жер және күн геометриясы; күн энергиясын жылу энергиясына түрлендіретін гелиоэнергетикалық жүйелерді;Күн қондырғыларының негізгі элементтерін; жұмыс істеу тәртібі және құрлымыy үйренеді. Күн қондырғыларының есебі және жобалау жұмыстарын;Күн энергиясын тікелей электр энергиясына түрлендірудің физикалық негіздерін;Фототүрлендіргіштер.Күн фототүрлендіргішінің П.Ә.К.-іжәне оған әсер етуші шамаларды есептеп үйренеді.Күн фтоэлементтерінің негізгі сипаттамалары,материалдары және фотомодульді жасау технологиясы; Күн электр стансалары(КЭС) және күн пештері(КП); Күн электр стансасының энергетикалық көрсеткіштерін математикалық есептеу үлгісін есептеп үйренеді.
Істей білуі тиіс: алған білімдерін кез келген жағдайда қолдана білуі;
Дағдыны игеруі тиіс: күн энергиясымен жұмыс істейтін құрылғыларды жұмыс жасау заңдылығын, күннен энергия алатын құрылғыларды сауатты түрде пайдалануға және жасауға дағдылану.
Пререквезиттер: Бұл пәнді оқыту барысында студенттердің жалпы физика курсын, механика, молекулалық физика, жоғарғы математика, химия пәндерінен толық білімдері болуы керек.
Постреквезиттер: «Жаңа материалдар» «Термодинамиканың қосымша тараулары»,«Жылулық физика және техникалық физика», «Жел энергетикасының матеиалымен және оның технологиясы » және басқа профильдік пәндерді оқу үшін, сонымен қатар курстық, дипломдық жұмыстар жазуда қолданылуы мүмкін.
Пәннің мазмұны
Кіріспе.Күн энергетикасы,кұн энергетикасынның негезгі міндеттері.Күн сәулесінің жер атомсферасына өзара әсерлесуі.Күн радиятциясының түрлері және оны өлшейтін Аспаптар.Жаңартылатын қуат көздерінің рөл мен алар орны. Энергияның жаңартылатын көздерін пайдаланудың техникалық мүмкіндіктері.Энергия және тұтынушылар көздерін жетілдіру мәселелері.Қазақстандағы күн энергиясының мөлшері және таралу аймағы мазмұндары қарастырылады.
Күн энергиясы.Күн сәулесінің сипаттамасы. Күн және Күн жүйесі.Күн жүйсінің құрамы.Күн энергиясының табиғаты.Күн сәулесінің таралуы мен оның сипаттамасы.Күн радиациясының энергетикалық потенциалы.Жердің үстінгі қабатына түсетін күн радиациясының ауқымды ағыны.Күн тұрақтысы. Күн радиациясының жылдық орташа тығыздығы.Күн радиациясының атмосферадан тыс жогары шектік қабатындағы тығыздығы.Күн радиациясының спектрлік бөлінуі осы сабақ барысында баяндалады.
Күн сәулесінің жер атмосферасымен өзара әсерлесуі. Күн радиациясының түрлері және оны өлшейтін аспаптар. Күн сәулесінің атмосферада жұтылуы және оған байланысты әрекеттесуі.күн сәулесінің амосфера арқылы өту кезінде кездесетін кедергілер.Оптикалық маңыз.Жылыжай әсері жіне ұзын толқынды сәулелену.Күн радиациясының түрлері және оны өлшейтін аспаптар.Қысқа толқынды күн радиациясының ағындары.Күн радиациясының жер бетіннен шағылуы .Бұл тақырыпта күн сәулесінің жер жер бетіне түсетін қарқындылығы атмосферадан тыс шекті қабатпен салыстырғанда оның атмосфералық қабат арқылы өтетін жарық сәулелерімен болатын бір қатар атмосферадағы үдерістердің әсерлері қарастырылады.
Жер және күн геометриясы.Аспан сферасындағы негізгі нүктелер мен шеңберлерлер. Аспан сферасындағы негізгі нүктелер және шеңберлердің негізгі ерекшеліктері.Күннің көрінетін тәуліктік және жылдық қозғалысы .Жердің бұрштық және Күннің аспандық кординаталары.Күннің көріннеін тәулік және жылдық қозғалысы.Жердің бұрштық және Күннің аспандық координаталары.Аспан координаталары.Экваторлық координат жүйесі және күннің бұрыштық уақыты.Күннің иілу бұрышы.Күннің тура шығуы.Күннің балама көрінетін орын есебі.Горизонталдық координат жүйесі.экваторлық координат жүйесі.Күннің бұрыштық уақыты осы бөлімде қарастырылады.
Күн энергиясын жылу энергиясына түрлендіретін гелиоэнергетикалық жүйелер.Гелиожүйелердің кассификациялануы және оның негізгі элементтері.Ынталы жүйелер.күнмен жылту жүйелерінің түрлері.Төменгі температуралы күнмен жылту жүйелерінің күн радиациясын қолдану тәсіліне қарай жіктелуі.Күн энергиясымен жылытатын голиожүйелерінің жылулық сұлбалары.Бір айнымалы‑контурлы жылту жүйесі.Екі контурлы термосифонды жүйе. Екі контурлы термосифонды жүйе лердің артықшылықтары мен кемшіліктері.Жыу тасымалдағыш ынталы‑автивті айнымалы екі контурлы жүйе. Жыу тасымалдағыш ынталы‑автивті айнымалы екі контурлы жүйеларінің артықшылықтары мен кемшіліктері қарарастырылады.
Күн қондырғыларының негізгі элементтері ,жұмыс істеу тәртәбі және құрлымы. Жазық және шоғырландырғыш күн коллекторлары. Жазық және шоғырландырғыш күн коллекторларының түрлері және ерекшеліктері.Парабола цилиндрлі шоғырландырғыш.Параболоид шоғырландырғыш.Ферел линзалы шоғырландарғыш пен параболоид шоғырландырғыштың артықшылықтары мен кемшіліктері.Ферел линзалы шоғырландарғыш Түтікті вакуумдағы күн коллекторы.Суға тікелей жылу беретін вакумды коолекторлар.Вакуумдалған коллекторлар модульді.Күн коллекторларының тиімділігін арттыратын тәсілдер.Вакуумдағы коллекторлы жүйелер. Күн коллекторларының тиімдігін артыратын тәсілдер.Шағылдырғыш беттер.Жылу құбырлары.Полимер материалдарды қолдану.Бағдарлау жүйесі бар жазық коллекторлар.Жылу тұзағы бар коллекторлар.Ауаны жылтуға арналған күн коллекторлары.Жылу бак‑аккумуляторлары мазмұндары қарастырылады.
Күн қондырғыларының есебі және жобалау жұмыстары.Күн радиациясы қарқындылығының горизонтқа көлбей орналасқан күн коллекторының бетке түсуінің есебі,Күн қондырғыларының негізгі көсеткіштері.негізгі көрсеткіштері.Күнмен жылту жүйесінің есебі және коллекторлардың сипаттамасын анықтау.Сұйық қыздырылатын күн коллекторлры. Жүйенің ұзақ уақыттық сипаттамасы.Бұл тақырыпта күн радиациясының қарқындылығыннің горизонтқа көлбей орналасқан күн коллекторының бетке түсуінің есебі,күн радиациясының горизонталь беттікке күндізгі уақытта келіп түсуінің орташа айлық мәндері көптеген географиялық аймақтар үшін белгілі болса,ал көлбеу орналасқан беттік үшін мұндай маліметтер белгісіз болады.күндізгі уақытта орташа келіп түсуін Лю және Джодан есептеу әдістерімен қарастырылады.
Күн энегргиясын тікелей электр энергиясына түрлендірудің физикалық негіздері. Жарықтың жұтылуы және фотоэлементтердің түрлері.Фотоэдементтер.p-n ауысыуының фотоэлектрлік қасиетті.Күн элементтнің вольт‑амперлік сипаттамасы.Бұл тақырыпта күн энергиясын электр энергиясына айналдырудың негізгі жолдарымен заңдылығы қарастырды және фотоэлементтердің түлерімен фото элементтермен жасалған екі жақты фотоэлектрлік модульдер қарастырылады.Кремнийді негізгі материал ретінде талдаудың негізгі себептері. p-n ауысыуының фотоэлектрлік қасиеттінің жалыпы заңдылығын ашамыз.
Күн фототүрлендіргіштер. Күн фототүрлендіргіштердің п.ә.к-і. Фототүрлендігіштің жетілдірілмеген орнындарына байланысты шамалар.Түрлендіргіш ішіндегі қозғалыс кезіндегі электрондар мен саңылаулардың энергия шығындары келесідей үдерістердің есебі.Тізбектік кедергі және ол себепші болған фототүрлендіргіштің құрылмасы туатын шығын.Күн фотоэлементтерінің негізгі материалдары және фотомодульді жасау технологиясы мазмұндары қарастырылады.
Күн батареялары. Күн батареясы модулінің техникалық сипаттамасы.Күн батареялары модульдерінің жылулық режимі.Күн батарея модульдерінің экономикалық сипаттамалары.бұл тақырыпта күн батареяларының түрлері мен олардың модулына техникалық сипаттма беріп,Күн батареялары модульдерінің жлулық режимін есептеу жолдары көрсетіледі.Сонымен қатар Күн батареялары модульдерінің экономикалық сипаттамалырыда қарастырылады.
Фототүрлендіргіштің жетілдірілмеген орындарына байланысты шамалар. Жарықтық шығындар. Түрлендіргіш шегіндегі қозғалыс кезіндегі электрондар мен саңылаулардің энергия шығындары.Түскен сәуленің түрлендіргіштің бетіннен шығу.Түрлендіргіш ішіндегі қозғалыс кезіндегі электрондар мен саңылаулардың энергия шығындары келесідей үдерісттердің есебіннен болу себептері қарастырылады.
Күн Фотоэлементтерінің материалдары.фотомодульді жасау технологиясы. Монокристалды кремний негізіндегі құрлымдар өндірісі,Тімділігі жоғары күн батареяларын жасауға арналған ең келешекті материалдардың бірі Галлий арсениді. Мұнаралы және модульді күн электр стансасы.Күн фото электр стансасы.Космостық КЭС жалпы сұлбасы.Галий арсенидің негізгі кемшілігі.Поликристалды жұқа қабықшалар және оның ерекшеліктері.Кадмий теллуриді .Күн Фотоэлементтерінің материалдары,олардың ерекшеліктері.фотомодульді жасау технологиясы.
Күн электр стансалары (КЭС) және күн пештері(КП).
Мұнаралы күн электр стансалары және күн пештері.Мұнаралы және модульді күн электр стансасының түрлері және жұмыс жасау принципі.Модульді күн электр стансасының гелиостатарын пайдаланудың тімділігінің математикалық есептеу үлгісі. Мұнаралы КЭС ның гелиостатарын пайдаланудың тімділігінің математикалық есептеу үлгісі.
Күн фотоэлектр стансасы және космостық күн электр стансалары. Фотоэлектрлік элементтің және модульдің сипаттамасы.Фотоэлектрлік модуьдер.Фотоэлектрлік жабдықтар арқылы энергиямен жабдықтау жүйелері.Космостық күн электр стансаларының пайда болу тарихы. Космостық күн электр стансаларының ерекшеліктері және жалпы сұлбасы тақырыптары қарастырылады.
Күн электр стансасының энергетикалық көрсеткіштерін математикалық есептеулер үлгісі. Мұнаралы және модульді күн электр стансасының гелистаттарын пайдалаудың тиімділігінің математикалық есептеу үлгісі.күн радиациясының шамасы.оптикалық жүйенің сипаттамалары.қабылдағыштық шығындары.Күн бу қазанының өндірген буының шығыны.Күн фотоэлектрлік стансасының жүйесіндегі қондырғыларды талдау және көрсеткіштерін математиалық үдерістеу есебі мазмұндары қарастырылады.