77
Quyosh har sekundda 4
mln.
tonna yoki yiliga 1,36-10
14
tonna miqdordagi massani nurlanish
orqali yо‘qotib
tursa ham, undagi geliyni
ng vodorodga uzluk- siz aylanib turishi hisobiga ajralib
chiqayotgan nur energiyasi koinotga yana bir necha yuz milliard yillar davomida sochilib turadi.
Shuning uchun ham Quyosh energiyasi
—
radiatsiyasidan to’liq va samarali foydalanish masalalari
tobora
muhim о‘rin egallamoqda.
Yer sirtiga yetib kelayotgan radiatsiya yig’indi radiatsiya
(Q)
bо‘lib, u parallel nur shaklida
tushayotgan
tо‘g‘
ri radiatsiya
(S)
va atmosfera qatlamidan
sochilib kelayotgan
(D)
radiatsiyalar
yig’indisidan iborat:
D
S
Q
sinh
(1.2)
Bunda
h°
—
Quyoshning gorizontga nisbatan balandligi (astronomiyada sayyoralar balandligi
burchak
о‘
lchovlarida
о‘
lchanadi). Bu balandlik joyning geografik kengligiga (
), Quyoshning
og‘ish
burchagiga (
), vaqtga (
) bo
g‘
liq b
о‘
lib, bu kattaliklar orasidagi
о‘
zaro
bog‘lanish
esa
sferik trigonometriya formulalari orqali aniqlanadi.
1.6-rasm. Sferik uchburchak ABC
Faraz qilaylik, radiusi
OA
—
r
b
о‘
lgan sferadagi
ABC
sferik uchburchakning (1.6-rasm) B va
C uchlaridagi burchaklari va, demak,
«b»
va
«c»
tomonlari h
am 90°
dan kichik b
о‘
lsin.
A
nuqtadan
AB
va
AC
tomonlarga urinma qilib
AD
va
AE
kesmalar
о‘
tkazamiz:
ΔAOD dan AD=rtgc va r=OD·cosc
ΔAOE dan AE=rtgb va r=OE·cosb
. (1.3)
ADE.
Va
ODE
uchburchaklar uchun kosinuslar teoremasini
qо‘llaymiz:
DE
2
=AD
2
+AE
2
-
2·AD· AE·cosA
DE
2
=OD
2
+OE
2
-
2·OD·OE·cosa
(1.4)
Bularni
о‘
zaro tenglab, quyidagi holga keltiramiz:
2·OD·OE·cosa=
(
OD
2
- AD
2
)+(
OE
2
- AE
2
)+
2·AD· AE·cosA.
(1.5)
Qovus ichidagi ifodalar
r
2
ga tengligi va
(a)
ni hisobga olsak:
.
cos
2
cos
cos
cos
2
2
2
A
rtgb
rtgc
r
r
a
b
r
c
r
(1.6)
Bundan:
A
b
c
b
c
a
cos
sin
sin
cos
cos
cos
yoki
A
c
b
c
b
a
cos
sin
sin
cos
cos
cos
(1.7)
Xuddi shunga
о‘
xshash
«b»
va
«c»
tomonlar uchun:
A
b
c
b
c
a
cos
sin
sin
cos
cos
cos
C
b
a
b
a
c
cos
sin
sin
cos
cos
cos
(1.8)
Qutb
R,
zenit
Z
va yulduz
M
(Quyosh) lardan tashkil topgan uchburchak
PZM
ga (1.7-rasm)
astronomik yoki paralaktik uchburchak deb ataladi. Bu uchburchak tomonlari
ZM = Z, PZ =
90°—φ
va
RM
—
90°—δ
ga tengdir.
Qutbdagi burchak
ZZPM =
τ
vaqt burchagi va zenitdagisi
PZM
= 90
°—
A
ga tengdir, bunda
A
—
azimut burchagi. Bu
astronomik uchburchak uchun formula (3) ni qо‘llab,
Quyosh balandligini hisoblash uchun quyidagi ifodani keltirib chiqarish mumkin:
,
cos
cos
cos
sin
sin
cos
90
sin
90
sin
90
cos
90
cos
cos
z
Lekin,
sinh
90
sin
cos
h
z
bо‘lgani uchun
,
cos
cos
cos
sin
sin
sinh
(1.9).
78
1.7-rasm. Astronomik uchburchak
PZM
.
Quyosh radiatsiyasining eng katta qiymati 21 iyunda (
δ
+23°27
'
), eng kichik qiymati esa 21
dekabrda (
δ
—23°27')
erishadi.
Yerga yoki boshqa biror sirtga tushgan Quyosh nurining bir qismi qaytadi. Sirtdan qaytgan
radiatsiya oqimi
R
ning unga tushgan oqim
Q
ga bо‘lgan nisbati
shu sirt albedosi deb ataladi.
Masalan, qora baxmal uchun albedo 0,5 %, quruq qum uchun 15
—
35, oq
kafel 75, ko’zgu—
85
—
88,
alyuminiy
—
85
—
90
va po’
lat albedosi 50
—
60 %ga tengdir.
Quyosh
nuri oqimi
—
radiatsiyasi hamda nur tushgan sirt yoki muhitning radiatsion
xossalarini о‘rganuvchi meteorologiya bо‘limiga aktinometriya deb yuritiladi.
Quyosh tо‘g‘ri radiadiyasi aktinometrlar bilan, sochilgan va yig’indi radiadiyalari esa
pironometrlar bilan о‘lchanadi. Savinov
-Yanishevskiy aktinometra va Yanishevskiy termoelektrik
pirometrlari keng tarqalgan. Ularning ishlash prinsipi termoelementga asoslangan. Termoelement
–
bir uchlari payvandlangan va elektr о‘tkazuvchanligi har xil bо‘lgan о‘tkazgichlardan iborat. Bu
о‘tkazgichlarning i
kkinchi uchlari galvanometrga ulanadi. Termoelementning
payvandlangan uchiga
tushgan yorug‘lik nuri energiyasiga qarab galvano
metr strelkasi tegishli radiatsiya miqdorini
ko’rsatadi.
Savinov-Yanishevskiy aktinometrining trubkasi shtativ va vintlar yordamida Quyoshga tomon
qaratilib, diafragmadan о‘tgan nur oq ekran markaziga tо‘g‘rilanadi. Bu nurning trubka orqasiga
о‘rnatilgan quticha ichiga berkitilgan termobatareyaga ta’siri natijasida, unga ulangan galvanometr
kо‘rsatishiga qarab, radiatsiya miqdori о‘lchanadi.
Yanishevskiy pironometrining termoelementi manganan va konstantan qatlamlaridan iborat
bо‘lib,
juft tugunlar oq magneziya, toq tugunlar esa qorakuya bilan bо‘yalgan. Radiatsiyani qabul
etuvchi sirt metall taglikka о‘rnatilgan. Shisha qalpoq sirtni shamol va uzun to’lqinli radiatsiya
ta’sirlaridan asrash uchun xizmat qiladi.
Ekran faqat sochilgan radiatsiya kattaligini о‘lchash uchun ishlatiladi. Bu ekran о‘z diametriga
nisbatan 5,6 marta katta bо‘lgan masofaga о‘rnatilishi kerak. Shuning uchun ham sterjen uzunligi shu
masofa
ga mо‘ljal qilib olingan.
Bu asboblar yordamida bajarilgan о‘lchashlarga kо‘
ra Toshkentda har 1
m
2
sirtga yil
davomida tushayotgan Quyosh nuri energiyasi taxminan 2000
kVt.soatni
tashkil etadi. Butun
О‘zbekiston territoriyasiga esa 995 •
10
12
kVt.soat
Quyosh energiyasi tо‘g‘ri kelib, u
1980 yilda
respublikamizda ishlab chiqarilgan barcha energiyadan qariyb 2500
marta kо‘pdir.
Albatta, har bir kvadrat metr yuzaga bir kunda tushayotgan Quyosh radiatsiyasi miqdori
joyning geografik kengligiga, uning
Quyosh nuriga nisbatan
og‘ish
burchagi va oriyentatsiyasiga,
havoning bulutli yoki bulutsiz bо‘lishiga hamda yil fasllariga bog‘liqdir. Shu bilan
birga, yer sirtiga
tushayotgan quyosh radiatsiyasi zichligining kamligi, uning kun va yil davomida о‘zgarib turishi bu
79
turdagi energiyadan foydalanish masalasini ancha murakkablashtirsa hamki, uning istiqboli katta va
texnik jihatdan amalga oshirilishi mumkindir.
Yil davomida 1 m
2
yer sirtiga tushayotgan
yig‘indi
radiatsiya miqdori 2500
mln.jouldan
(shimolda) (6280
mln. joulgacha
(О‘rta Osiyoda) о‘zgaradi.
Bu ener
giyadan foydalanib, issiq suv
olish, korxona va xonadonlarni isitish, choy qaynatish, ovqat pishirish, qishl
oq xо‘jalik maxsulotlarini
quritish, temir-
beton buyumlarini bug‘latish, sho’r suvni chuchitish, xо‘jaliklarni elektr bilan
ta’minlash, quyosh teplitsalari qurish kabi qator vazifalarni amalga oshirish mumkin.
Quyosh radiatsiyasi deyarli tugamas va ekologik toza energiya manbayidir. Quyosh energiyasi
oqimining quvvati atmosferaning yuqori chegarasida 1,7 x 10
14
kVt bo'lsa, yer yuzining sathida
l,2xl0
14
kVt ga teng. Yil davomida yerga tushayotgan quyosh energiyasining
umumiy miqdori
l,05xl0
l8
kVt/soatga tengdir, shu jumladan yerning quruqlik yuzasiga 2xl0
17
kVt/soat to'g'ri keladi.
Ekologik muhitga zarar yetkazmasdan turib, umumiy tushayotgan quyosh energiyasining 1,5% gacha
foydalanish mumkin. Bu juda katta energiya miqdoridir. Agar
bu miqdordan ko‘proq quyosh
energiyasidan foydalanilsa, unda parnik effekti natijasida yeming iqlimi o'zgarishi va ekologik muhit
buzilishi mumkin.
Quyosh nurlanish oqimining
o‘rtacha sutkalik intensivligi tropik zonalari va cho'llarda 210
-
250 Vt/m
2
[18-21,2mJ/(m
2
sut)], O‘zbekistonda 186
-214 Vt/m
2
[16,1 +28,47 mJ/(m
2
• sut)], maksimal
miqdori esa (yer yuzining sathida)-1000 Vt/m
2
, quyosh doimiysi 1530Vt/ m
2
teng (atmosferaning
yuqori chegarasida quyosh nurlariga perpendikular sirtda). Markaziy Osiyo respublikalarida yil
davomida quyosh nur sochishining davomiyligi 2700-3035 soatga teng. Yil davomida 1 m
2
gorizontal
sirtga Ashxabotda-
1720 kVt • soat, Toshkentda
-1684
kVt soat, Nukusda-1632 kVt soat, Termizda-
1872 kVt • soat energiya tushadi.
Dostları ilə paylaş: