I bob. Muqobil energiya manbalari

1.2. Muqobil energiya manbalaridan foydalanib ishlovchi qurilmalar
Muqobil energiya manbalari bilan ishlovchi qurilmalar yildan-yilga ancha ko’payib, takomillashib bormoqda. Hozirgi kunda qayta tiklanuvchi energiya manbalarining hayotdagi o’rnini va foydasini insonlar ancha tushunib olganlar. Shu sababli bunday qurilmalarga juda ko’p misollar keltirish mumkin. Masalan shamol bilan ishlovchi qurilmalar, ularga quyidagilar kiradi:
Shamol generatori (shamol energiyasini o’zgartiruvchi yoki shamol elektrostansiyasi)-qurilmasi shamol energiyasini elektr energiyasiga aylantirib beruvchi qurilma. Qurilmaning ichki va tashqi tuzilishi quyidagi 1.2.1-rasmda ko’rsatilgan:

1.2.1-rasm. Shamol generatorining ichki va tashqi tuzilishi
Shamol generatorini quyidagi 2 ta turga ajratish mumkin: Oraliq va xo’jalik (kamdan kam hollarda) bunday turdagi generatorlar davlatda yoki katta korxonalarda shamol elektr stansiyalari o’rnatishda ishlatiladi. Uning an’anaviy (issiqlik, atom) ishlab chiqarishdan farqi butunligicha chiqindisiz xom-ashyo olishdir. Shamol elektrostansiyalari uchun yagona, muhim talabi yillik yuqori shamol darajasi. Odatda shamol generatorining quvvati 6 MW gacha bo’ladi.[7]
Hozirgi ba’zi davlatlarda har bir uyda o’zlariga yetarlicha elektr energiya yetkazib beruvchi kichik shamol elektrostansiyalari mavjud.
Bitta uncha katta bo’lmagan uyni energiya bilan ta’minlash uchun 8 m/s tezlik bilan esayotgan shamoldan 1kW quvvat olishning o’zi yetarli.
Agar shamol bo’lmagan taqdirda ham generatorni fotoelektrik qurilma yoki dizelli qurilma bilan to’ldirib turish mumkin. Generatorning vertikal aylanuvchi parraklariga ham kichik aylantiruvchi parrakchalar o’rnatish mumkin. Masalan Dare trubinasi Sovoniusa rotori yordamida ishlaydi. Ular bir-biriga xalaqit bermay bir-birini to’ldiradi.
Shamol qabul qilgich qurilmalarning ko’pgina turlari mavjud:

• 
  shamol yo’nalishiga parallel bo’lgan gorizontal o’qi orqali aylanish (shamoli melnista turiga o’xshash);
  
• 
  shamol yo’nalishiga perpendikulyar bo’lgan gorizontal o’qi bo’yicha aylanish (suvli g’ildirak turiga o’xshash);
  
• 
  shamol oqimiga perpendikulyar bo’lgan vertikal o’qi bo’yicha aylanish (Dare rotori)
  

Quyida shamol energetik qurilmasining sxemasi keltirilgan(1.2.2-chizma)

1.2.2-chizma. shamol energetik qurilmasining sxemasi. a) gorizontal o’qi bilan aylanish;b) vertikal o’qi bilan aylanish.
Asosiy bo’g’inlar: shamol g’ildiragi, boshcha suyanchiq, suv ko’targich qurilmasi. Ko’p va katta aylanish momentlari bilan sekin yuruvchi ishlash hususiyatiga ega va hech qanday qo’shimcha qurilmalarsiz shamol yo’nalishi bo’yicha o’rnatiladi.
Boshcha mushtga va richagli tizimi yordamida shamol g’ildiragini aylanish harakatdagi valning nasos yuritish og’irligining qayta-tutish harakatiga aylantirish bilan ta’minlaydi. Suyanchiq 3 ta bo’g’indan tashkil topgan. Uning yuqorigi qismida boshcha shamol g’ildiragi bilan qotiruvchi flanest mavjud, asosiy qurilmani ta’mirlashda gruntga cho’ktirilgan nasosdan foydalanilgan, hamda suv bosimli trubadan tashkil topgan.[6]
Shamol qurilmasining yuklanishdan shamol tezligining 7 m/s dan oshmaganda himoya shamol g’ildiragining og’dirilishi hisobiga amalga oshiriladi.
Sekin yuruvchi ko’p shamol dvigatellari yog’och yoki metalldan ishlanadi. Foydali ishni faqat g’ildirakning birgina qismining lopastlari ishlab chiqaradi, boshqa qismi esa unga qarshilik ko’rsatadi. Bu g’ildirakning o’lchamini katta qilib ishlashga majbur qiladi. Bunday shamol dvigatellarini FIKi 0,08-0,1.

1.2.3-rasm
Tez yuruvchi shamol dvigatellari odatga ko’ra-ko’p kuraklar (2 ta yoki 3 ta qanotlari bilan). Kuraklar har xil ob-havoga chidamli, baquvvat va yengil qilib po’lat, alyuminiy, plastmassa materiallari yoki maxsus daraxt navidan ishlanadi. Bunday shamol dvigatiellari shamol energetikasi qurilmalarida elektr energiya olish uchun qo’llaniladi. Qattiq shamol, bo’ron va shtorm paytida markazdan qochma kuchlar dvigatellarining lapastlarini buzishi mumkin, shuning uchun ShEU sostaviga flyugerning joylashishiga qarab bir vaqtning o’zida lapastlarning o’girilishi uchun maxsus qurilmalar o’rnatiladi. Ularning FIKi (shamol energiyasining ishlatilishi) yetarlicha baland: 0,3-0,46.
Shamol resurslarining xaritalarini shamolning o’rtacha yillik tezligi haqidagi meteo ma’lumotlarni statistik qayta ishlash yordamida topiladi, hamda ularni anemometrlarning standart balandlikka keltirish (yer sathidan 10 m balandda) bunda hisobga eng yaxshi ochiqlik hududlar bilan meterostanstiyalarni oladi. Yo’nalishlar bo’yicha shamolning taqsimlanishini hisobga olish, odatga ko’ra o’tkazilmaydi.
Shuning uchun har bir aniq joyda shamol potenstialini aniqlash uchun releflarni hisobga olish zarur, orfografiyani, hududning g’adur-budurligini, uning ochiqligi, daryo ustidagi sathni va boshqalarni, ya’ni shamolning kuchiga va yo’nalishiga ta’sir etuvchini shamol energiyasini mavsumlarda o’ziga xos ravishda notekisligi va aniq vaqtda davomiy emasligini hisobga olgan holda, bundan esa, haqiqiy shamol potenstialini baholashga va shamol elektrstanstiyasini montaj qilish uchun samaraliy maydon tanlashga maxsus ishlar olib borish kerakligiga kelib chiqadi.
Respublikaning shamol energetik potenstiali tahlili shuni ko’rsatdiki, kichik ismte’molchilar soni ko’p bo’lgan hududlarda, yaxshi shamol mavjud emas. Bu joylarda shamol tezligi 3-4 m/s dan oshmaydi. Aksincha shamol potenstialiga ega bo’lgan hududlarda iste’molchilar mavjud emas, shamol potenstiali tezligi 10-12 m/s va asosan poyalar orasida, g’orlarda va murakkab joylarda (borish yoki chiqish qiyin bo’lgan). Respublika hududida shamol potenstiali uncha yuqori emas va uning tezligi 2-5 m/s oralig’idadir.
O’zbekistonda kichik quvvatli (1-5 kVt) shamol energetik qurilmalarini qo’llash orqali, respublika shamol energetikasi istiqboli belgilanadi.
Shamol energiyasidan sho’r suvlarni chuchuk suvga aylantirishda foydalanish mumkin. Ishlab chiqarishda UVE-0,5 turdagi chuchuklashtiruvchi shamol energetik qurilmalari ishlab chiqariladi. U quyidagi tartibda ishlaydi: bitta (suv ko’taruvchi) nasos sho’r suvni filtr orqali rezervuarga uzatadi, boshqasi esa rezervuardagi suvni chuchuklashtiruvchi apparatdan o’tkazadi. Qurilma ishlashida generatorda katta oraliqlarda yuklanish va tok chastotasi o’zgarishiga mo’ljallangan.
Hayvonlar ushlab turiladigan joyni isitishga mo’ljallangan, Ayova shtatining firmalaridan birida tayyorlangan, shamol energiyasidan mexanik foydalanishga mo’ljallangan issiqlik qurilmalari ham mavjud. U katta rezervuarda joylashgan qurilmani aylanishiga majbur qiladi. Aylanish natijasida rezervuardagi suv 45⁰Cgacha isiydi. Suvli isitishning sig’imi umumiy tizimi 2270 litrni tashkil etadi. Shamol energetik qurilmalari (ShEU) isitkichlarning 32% quvvati bilan ta’minlaydi, qolganlari esa issiqlik almashinishi turi “suv-havo” turiga to’g’ri keladi.
Shamol energiyasini mikroklimatning muzlatkich kameralarida kerakli parametrlarni ushlab turish uchun, qishloq xo’jalik mahsulotlarini tog’li-toshli trassalarga yuvish, trassaga o’g’itlarning olib kelinishi va boshqa maqsadlar uchun ishlatish mumkin.
Shamol qurilmasi yordamida (1.2.4-rasm) xo’l havodan ichimlik suvi olinadi, uning ishlab chiqarilishi katta emas. (15-21 litr bir sutkada). Ammo past suvsiz hududlarda (masalan, orol oldi zonalarda) bunday qurilmalar ichimlik suvini avariyali holatda ishlatilishi mumkin.

1.2.4-rasm. Namlikning havodan kondensastiyasi uchun shamol qurilmasining sxemasi.
1 – shamol turbinasi; 2 – quritilgan havosini yo’qotish uchun shaxta; 3 – namlikning havodan chiqib ketish darajasini aniqlash uchun qurilma; 4 – havo o’tkazgichlar-issiqlik almashinuvchilar; 5 – havoning filtr bilan changlanmasligi shamol obrazli stoyak; 6 – klapon; 7 – suvni yig’ib olish uchun rezervuar.
Qurilmaning dvigateli shamol turbinasi. U atmosfera shamolini chang-lanmaslik filtori bilan yutib oladi. Keyin havo yer osti issiqlik almashinuvchiga tushadi, u yerda namlik kondensastiyalanadi. Issiqlik almashinuvchiga o’zi bilan diametri 37 mm bo’lgan alyuminiyli shamol o’tkazgichni tashkil etadi. Har bir turbaning uzunligi 6 m.
Bu maqsadlar uchun shamol qurilmasining mexanik sekin yuruvchi ko’p pog’onali suv ko’targichi ancha yaroqlidir, ular umuman olganda hamma yerda o’rnatilishi mumkin, ya’ni shamolning o’rtacha tezligi 3 m/sdan kam bo’lmagan joyda.
Izolyastiyalangan qabul qilgichlarning odatda qishloq joylarida joylashganlarning elektr bilan ta’minoti uchun quvvati katta bo’lmagan bo’lgan shamol elektrikagregatlarni qo’llash to’g’ri deb hisoblanadi, ular shamolning o’rtacha yillik tezligi 4-5 m/s dan kam bo’lmagan paytda ishlay oladi.
Bunday hollarda bir vaqtning o’zida energiyaning rezerv manbaini akkumulyatorlarni yoki dizel – elektr agregatlarni qo’llash foydadan holi emas, bu esa shamol energiyasining qo’llanishi foydasini kamaytiradi.
Agar shamol qurilmasining to’plamiga energiya akkumulyatori kiritilgan bo’lsa, unda u shamolning yetarli katta tezligida energiya tejaydi va qabul qilgichga shamolning pasayishida beradi. Ammo elektrkimyoviy akkumulyatorlar nisbatan katta bo’lmagan 20-30 kw energiya sig’imiga ega. Shuning uchun shamol qurilmalari akkumulyatorlar bilan ko’pincha quvvati 1 kVt dan kam bo’lmagan qurilmalarda qo’llaniladi. Katta quvvatga ega bo’lganda energiya ta’minotining xavfsizligini oshirish uchun eng yaxshi yo’li bu viomal agregatlarning quyoshli fotoelektrik stanstiyalari, kichik va mikro GES lar va biogazli qurilmalar bilan bir yagona energiya kompleksga birlashtirishdir.
Yirik shamol stanstiyalarning qurilishi umumiy elektrosetga ishlovchi yoki faqatgina yirik qishloqlar uchun elektr bilan ta’minlash, faqatgina birgina holatlarda o’ringa ega, chunki mavjud bo’lgan shamol rozasi va uning energetik potenstiali katta emas.
Hozirgi vaqtda quyoshli fatoelektrik o’zgartirgichlarning iqtisodiy ko’rsatgichlari bo’yicha energiya olishning an’anaviy usullari bilan raqobatlasha olmaydi. Shuning uchun ularning amaliy qo’llanilish sohasi elektrouzatma-larning markazlashgan chiziqlaridan elektr energiya keltirilishi murakkab avtonom dizel-generatorlar uchun yoqilg’i keltirish esa iqtisodiyot tarafdan maqsadga muvofiq bo’lmagan joylarda joylashadigan kichik avtonom uskunalar hisoblanadi. [7]
Quyosh energiyasidan foydalanishga aniq misollar: haydaladigan yaylovlardagi cho’ponlar uylarini, ko’chmanchi asalarichilikda pasekali elektr jixozlarini energiya bilan ta’minlash, gidrometerorologik va radiogeodezik stanstiyalar apparaturasini qiyin yetib boradigan joylarda (tog’ va cho’lli) elektr bilan ta’minlash, mini-sovutgichlarni vaksinalar, zardoblar va boshqa tibbiy moddalarni qishloq hududi va dala gospitallarida saqlash va tashish uchun, suvdagi navigatsion belgilar va quduqlardagi drajli belgilarni, dala sharoitlarida akkumulyatorlarni zaryadlash uchun elektr bilan ta’minlash.
Bu hollarda birinchi o’rinda quyosh fotoelektrik o’zgartirgichlarning boshqa yaxshi xossalari bo’ladi: ishonchliligi, avtonomligi, mobilligi, shovqinsizligi, ekologik tozaligi, xizmat ko’rsatishga zarurat yo’qligi, uzoq kafolatli xizmat muddati, tashishda ixchamligi va h.k.
AQEM namunaviy ro’yxati 1.2.1.-jadvalda keltirilgan turli uskunalarning ishga yaroqliligini ta’minlaydi.

1.2.1.-jadval

Iste’molchi	Iste’mol kuchlanishi	Ish uzluksizligi, soat
Radio qabul qilgich, magnitafon	6;9;	Kun davomida
“Altay” turdagi dala radiostanstiyasi	220	Kun davomida
“Mitti” elektron asosi	12	8
Kunduzgi kun yoritkichi “Trans-avto”	12	15
“Semurg’” televizori	12	11
“Elektronika” televizori	12	15
Uchramli elektr yuritmali radial asal haydagich	12	4,2
Pechen elektropichog’i	12	1,0
Asalari romlarini elektr navashchevateli	12	1,5
Audiopleyer	3,5	Kun davomida
Yoritish fanari (100 Vt)	3.5; 6;9;12	12
Termoelektrik mini-sovutkich	12	Kun davomida
Elektr britva	220	Kun davomida
Avtomobil statori	12	-
Termoparali sovutkichlar(foydali hajmi12 l)	12
Avtomobil akkumulyatorlarini zaryadlash (kuniga 14 a.soatgacha)	12	Kun davomida

Hоzirgi vaqtda quyosh qurilmalari оrasida eng ko’p tarqalgani quyosh suv isitgichlaridir. Quyosh suv isitgichlaridan O’rta Оsiyo sharоitida yoz оylarida hammоmlarda, dam оlish maskanlarida issiq suv yеtkazib bеrishda fоydalanish mumkin. “Issiq quti” tipidagi turli хil quyosh suv isitgichlari asоsan yog’оch yashik, rоm ishchi sirt, qоzоn оyna va isitgichlar izоlyatsiyasidan ibоrat bo’ladi. Quyosh nurlari isitgich оynasidan o’tgach qоra rangga bo’yalgan qоzоnga tushadi va uni isitadi. Natijada qоzоndagi suv ham isiy bоshlaydi. Issiqlik izоlyatsiyasini yaхshi amalga оshirilsa issiqlik o’tkazuvchanlik va kоnvеksiya bo’yicha issiqlik yo’qоtish kamayadi. Quyosh suv isitgichlarining turlari juda ko’p bo’lib, ular bir-biridan asоsan qоzоnlarning tuzilishi bilan farq qiladi. Suv isitgichlarining turlari оrasida eng qulayi trubali quyosh suv isitgichlaridir.

1.2.8-rasm. Quyosh suv isitgichining tashqi ko’rinishi

1.2.9-rasm. Quyosh suv isitgichining prinsipial sxemasi. 1-quyosh energiya kollektori, 2-bak-akkumulyator, 3-ventil
Agar suv isitgichidan 7-9 оy davоmida fоydalanilsa, ularni оlingan jоyning gеоgrafik kеngligiga tеng burchakda gоrizоntga qiya qilib o’rnatiladi. Shu tarzda tayyor bo’lgan qurilma yana suv bilan to’ldirilsa, quyosh nurlari tushishida suvning isitish natijasida isitgich va bak-akkumulyatоr bo’ylab suvning tеrmоsifоn aylanishi ro’y bеradi. Isitgich yuqоrisidagi sirkulyatsiya trubasini bak-akkumulyatоrning ustki kоllеktоriga nisbatan bir оz yuqоrirоq o’rnatiladi. Bak-akkumulyatоrdagi suv sathi ustki kоllеktоr sathidan past bo’lmasligi kеrak, aks hоlda tеrmоsifоn aylanish ro’y bеrmaydi. Bak-akkumulyatоrni sоvuq suv bilan ta’minlash vоdоprоvоd yoki bоshqa birоr katta hajmli idish bоchka оrqali bajariladi. Bak-akkumulyatоrdagi suvning harоrati kranni оchish yoki yopish bilan bоshqariladi. Tеkshirishlarda yoz vaqtida kun davоmida trubali suv isitgichining har 1   yuzidan 60-70 l gacha 60   gacha isitilganida esa 40-50 l gacha, 75   gacha isitilganda 20-30 l gacha suv оlingan. Ko’rinib turibdiki, isitgichdan оlinadigan suvning harоrati qanchalik оrtib bоrsa, suv isitgichlarining har 1   yuzidan kun davоmida оlinadigan isigan suvning miqdоri kamaya bоradi.
Isitgichning unumdorligi G yig’indi quyosh radiatsiyasidan isitgich olgan foydali issiqlik Q_ol sovuq suvning harorati t₁ va isitgichdan olinadigan issiq suvning harorati t₂ bilan quyidagicha bog’langan.
  (1.2.1)
c-suvning solishtirma issiqlik miqdori
 -suvning zichligi
Q_ol ni tushuvchi yig’indi quyosh radiatsiyasi issiqligi Q_tush va yo’qotilgan issiqlik miqdorlari ayirmasi tarzida aniqlash mumkin:
 =  -   (1.2.2)
r – oynaning quyosh radiatsiyasini o’tkazish koeffitsienti.
  (1.2.3)
Quyosh suv isitgichining unumdorligi 1.2.3-formuladan topiladi.
Isitgich yuziga tushuvchi yig’indi quyosh radiatsiyasini quyidagicha olamiz:
  (1.2.4)
i-to’g’ri quyosh radiatsiyasining isitgich yuziga tushish burchagi
Quyosh radiatsiyasining tushishi natijasida isitgich suvni isitgichda olgan issiqlik miqdorining isitgich sirtiga tushuvchi yig’indi quyosh radiatsiyasining kattaligiga nisbati quyosh suv isitgichining foydali ish koeffesienti deb ataladi:
  (1.2.5)
Trubali quyosh suv isitgichlarining o’rtacha FIK 30-40 % gacha yetsa mak-simal FIK esa 45-50% gacha yetadi.
Bunday qurilmalardan qator misollar keltirish mumkin.