Geliotexnika. O'zbekistonda Quyosh energiyasidan foydalanish Annotatsiya

Geliotexnika. O'zbekistonda Quyosh energiyasidan foydalanish
Annotatsiya. Ushbu texnologiyalar asrida muqobil energiya manbalarini topish va ulardan foydalanish zamonamizning eng ustuvor voqeliklaridan biriga aylangani hech kimga sir emas. Buning sababi, endilikda tabiiy manbalardan ham muqobil energiya olish mumkin va bu aholi ehtiyojlarini qoplash uchun yetarli bo’lib, ham hamyonbop hisoblanadi. Ayniqsa quyosh energiyasidan foydalanish aholiga ancha arzon elektr manbalari yetkazib berish imkonini yaratdi. Ushbu maqolada geliotexnika va O’zbekistonda Quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyatlari haqida batafsil bayon qilinadi.
Kalit so’zlar: qayta tiklanivchi manbalar, muqobil energiya, geliotexnika, quyosh va shamol energiyasi, yashash standartlari va h.k.
Quyosh radiatsiyasi energiyasini amalda foydalanish uchun qulay bo‘lgan energiya turlariga aylantirib berish masalalari bilan shug‘ullanadigan texnika sohasi geliotexnika deb ataladi. Geliotexnika yordamida elektr energiyasi yetib bormagan joylar (masalan, chorvadorlar istiqomat qiladigan joylar) ni elektr toki bilan ta’minlash, uylarni elektr nurlari yordamida isitish, issiq xonalarni isitish va boshqa ko‘pgina ishlar amalga oshirilgan.Yerga uzatiladigan Quyosh energiyasining miqdori, hozirda dunyoda ishlab chiqarilayotgan energiya miqdoridan taxminan, 20 marta ko‘pdir. Ammo, Quyosh nurlari oqimining zichligi kam bo‘ladi, shu sababli bu energiya juda qimmat turadi. Hozirgi vaqtda Quyosh energiyasi quyipotensialli (harorati 100 gradusga qadar bo‘lgan) issiqlikkka aylantirladi va undan kommunal xo‘jalik issiq suv ta’minotida, qishloq xo‘jalik mahsulotlarini (mevalar) quritishda foydalaniladi.Yoz oylarida suv ta’minoti uchun mo‘ljallangan quyoshli qurilmalar ayniqsa, asqotadi. Ulardan qishloq joylarida foydalanish katta samara beradi. Chunki maishiy qulaylikni shahar sharoitiga yaqinlashtiradi.Ma’lumotlarga ko‘ra, dunyoda 2 milliondan ortiq quyosh issiqlik tizimi ishlab turibdi. AQShda quyosh kollektorlarining umumiy maydoni 15 million kvadrat metrni, Yaponiyada 12 million kvadrat metrni, Yevropa Ittifoqi davlatlarida esa umumiy maydoni 20 million kvadrat metrga yaqin quyosh kollektorlari hamda Isroilda mamlakat issiq suv ta’minotining 75 foizini ta’minlaydigan 1millionga yaqin quyosh moslamasi ishlayapti.1-rasm. Quyosh fotometriyasi.Respublikamiz Quyosh energiyasini o‘zlashtirish uchun dunyoda qulay bo‘lgan hududlar sirasiga kiradi. Bizda, O‘zbekistonda quyoshli kunlar yiliga 2200 dan 3000 soatgacha davom etadi. Bu vaqt ichida Quyosh energiyasi “jala’si yiliga har kvadrat metrga 1200 dan 1700 kilovatt soatni tashkil qiladi. Bu quyosh nurlanishi Portugaliya ko‘rsatkichlariga tengligini yoxud mamlakat yoqilqi-energitika hajmida munosib o‘ringa ega bo‘lgan Yaponiya ko‘rsatkichlaridan ikki barobar yuqori ekanligini ko‘rsatadi. O‘zbekistonning qayta tiklanadigan energiya manbalarining salohiyati 51 million tonna neft ekvivalentiga teng. Agar qayta tiklanuvchi energiya manbalarining texnikaviy salohiyatidan to‘liq foydalanilsa, atmosfera havosiga chiqariladigan 450 million tonnage yaqin is gazining (uglerod ikki oksidi) bartaraf qilinishiga sharoit yaratiladi. Hozirgi kunda mamlakatimizda energiya resurslarining asosini uglevodorodlar: tabiiy gazva neft tashkil qiladi. Umumiy energiya quvvatlari 11000 MVt dan ortiqroq bo‘lib, Markaziy Osiyo birlashgan energiya tizimi quvvatlarining 50% i mamlakatimiz hissasiga to‘g‘ri keladi. Respublikamizning yalpi quyosh energiyasi salohiyati 50973 mln.t.n.e., texnikaviy salohiyati esa 176,8 mln.t.n.e. Lekin, hozirgi kunda quyosh energiyasining faqatgina 3% i o‘zlashtirilgan xolos.
Hozirgi kunda quvvati 100 dan 12000W gacha bo‘lganfotoelektr stansiyalar ishlab chiqarilib, amalda qo‘llanilmoqda. Navoiy viloyatining Uchquduq shahri hududida quyosh elektrostansiyalari faoliyat ko‘rsatmoqda, parniklar isitilmoqda, oziq ovqat mahsulotlari quritilib xalqimizning kori holiga yaramoqda. Bu masalani rivojlantirishning to‘g‘anoq bo‘lgan tomonlari ham mavjud bo‘lib, quyosh nurini elektr energiyaga aylantiradigan fotoelementlarning yuqori temperaturaga bardosh bera olmasligi, fotoelementlar narxining qimmatligidir. Bu sohada esa butun dunyo olimlari qatori o‘zbek olimlari ham ilmiy izlanishlar olib bormoqda.Natijada hozirgi kundafotoelementlardan Kremniy (Si) FIK 15% dan 20 % gacha, Arsenet galliy (SaAs) fotoelementining FIK 30% dan 40% gacha orttirildi. Shu bois ularning sirtini tashqi muhitdan himoyalash hisobiga uning FIK yana ko‘paymoqda. Shuning uchun ham olimlar fotoelementni kamroq ishlatish maqsadida konsentratorlardan foydalanishni ham bir necha variantini tavsiya etdilar. Quyida yuqori temperturalar hosil qilinadigan konsentratorlar tasvirlangan.
Geliotexnika (gelio... va texnika) — texnikaning quyosh nurlarini amalda foydalanish uchun qulay boʻlgan boshqa tur energiyaga aylantirish bilan shugʻullanadigan sohasi; quyosh energiyasidan texnik maksadlarda foydalanish usullari haqidagi fan. Yer sirtiga yetib keladigan quyosh nurlari juda katta issiqpik manbai hisoblanadi. Ana shu manbadan samarali foydalanish usullarini topish, turli qurilmalar, energiya manbalarini yaratish G.ning asosiy vazifasi. Quyosh yiliga 1800 dan 3000 soatgacha nur sochib turadigan joylarda gelioqurilmalar va gelio-energetika st-yalaridan foydalanish natijasida koʻp miqdorda yoqilgʻi va energiya tejaladi. Lekin bunday qurilma va stansiyalarni butun yil mobaynida birday ishlatib boʻlmasligi ulardan foydalanishni qiyinlashtiradi. Shunga qaramay, dunyoning koʻpgina mamlakatlarida, shu jumladan Oʻzbekistonda geliotexnikaga oid tadqiqrtlar olib borilmoqda. Mas, Oʻzbekistan FA Energetika va avtomatika institutida, Oʻzbekiston FA "Fizika-Quyosh" IICHBning Fizika-texnika va Materialshunoslik institutlarida geliotexnikaga oid ishlar bajariladi. "Fizika-Quyosh" IICHBga qarashli Fizika-texnika va Materialshunoslik institutlarida, Oʻzbekistan FA Energetika va avtomatika instituti va Oʻzbekiston Respublikasining bir qancha oliy oʻquv yurtlarida Quyosh energiyasidan foydalanib binolarni issiq suv bilan taʼminlash, quyosh oshxonasi yaratish, uylarni isitish, kam quvvatli isteʼmolchilarni elektr energiyasi bilan taʼminlash, Toshkent viloyatining Parkent tumanida issiqlik quvvati 1 MVt boʻlgan katta quyosh san don i yordamida yuqori temperatura sharoitida ilmiy tadqiqot ishlari amalga oshiriladi. Respublikada fundamental fanlar taraqqiyotiga aloxida eʼtibor berilmokda. Materialshunoslik ilmiy tadqiqot instituti yuqori zichlikka va har xil spektrga ega boʻlgan nurlanishlarni moddalar bilan oʻzaro taʼsiri, quyosh sandonida issiqqa chidamli materiallarni sintez qilish, issiqqa va ishqalanishga chidamli elektr izolyatsiya xossalariga ega boʻlgan materiallar fizika-kimyoviy texnologiyalarini yaratish va b. boʻyicha ilmiy ishlar olib bormoqda. Quyosh sandoni yordamida qoʻshilmalari boʻlmagan toza metallar eritib olinadi. Quyosh energetikasining kelajagi porloq. Quyosh va vodorod energetikasi ekologik toza, qulay, shovqinsiz va cheksiz. Olib borilayotgan ilmiy izlanishlar natijasida quyosh kosmik elektr stansiyalari va quyosh nuridan foydalanib ishlovchi turli qurilmalar va avtomobillar ishlab chiqarilmoqda. Kuchma quyosh elektr stansiyalarini koʻplab yaratish ishlari tezlashtirilmoqda, ayniqsa koʻchma quyosh elektrolizyorlarini yaratish va ulardan foydalanish ekologik toza vodorod energiyasini olishga yordam beradi.
Quyosh energiyasi quyoshdan keladigan yorug'likdir va erning eng boy energiya manbai hisoblanadi. Quyosh har kuni kosmosga ajoyib energiya chiqaradi va quyosh xujayrasi kabi texnologiyaning rivojlanishi tufayli biz bu energiyani yig'ib, foydalanish mumkin bo'lgan elektr energiyasiga aylantira olamiz. Quyosh energiyasidan foydalanish sanoat inqilobi davrida 1800-yillarning o'rtalariga kelib, u mashinalarni boshqarish uchun bug' ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. 1839 yilda quyosh nurini elektr energiyasiga aylantirish imkonini beruvchi fotovoltaik effekt kashf qilindi. 100 yildan ko'proq vaqt o'tgach, quyosh batareyasi ixtiro qilinmaguncha, energiyaning bu shakli juda samarasiz edi. Dizayn texnologiyasining takomillashuvi tufayli bugungi quyosh panellari samaraliroq bo'ldi. 1950-yillarning o'rtalarida kosmik sun'iy yo'ldoshlarda birinchi quyosh panellari ishlatilgan. Ko'pchilikning quyosh energiyasi bilan birinchi aloqasi, ehtimol, 1970-yillarda birinchi marta qo'llanilganda, umumiy kalkulyatorni ishlatish bo'lgan. Bugungi kunda quyosh energiyasi ko'plab uylar va tijorat binolarini energiya bilan ta'minlash uchun ishlatiladi. Ko'p afzalliklari tufayli Sealite ushbu texnologiyani dengiz chiroqlari va hudud yoritgichlarini quvvatlantirish uchun qo'lladi, bu esa tejamkor, kabelsiz, qulay va ekologik toza echimni taqdim etdi. Quyosh nurini fotoelektrik effekt yordamida fotovoltaik yoki quyosh batareyasi orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish mumkin. Oddiy qilib aytganda, fotoelektr effekti yorug'lik materiyaga tushganda sodir bo'ladi va u orqali kichik oqim o'tadi. Yorug'lik materiya atomlaridagi elektronlarni energiya bilan ta'minlaydi va ular oqim hosil qilish uchun harakat qilishlariga imkon beradi. Quyosh paneli silikon, fosfor va bordan tashkil topgan uchta yupqa tekis qatlamdan iborat. Eng yuqori qatlam elektron deb ataladigan manfiy zaryadlangan zarralarni chiqaradigan "n-tip" kremniydan iborat. "P-tipi" kremniy pastki qatlamni yaratishga yordam beradi va ijobiy zaryadni rivojlantiradi. O'rta yoki birlashma qatlami n tipidagi va p tipidagi kremniy o'rtasidagi izolyatordir. Quyosh nuri fotonlar deb ataladigan energiya zarralari oqimidan iborat. Ushbu fotonlar quyosh xujayrasining yuqori qatlamiga tushganda, ular so'riladi va oqimni boshlaydi. Bu oqim fotonlar n-tipli kremniy atomlariga urilganda va elektr zaryadlangan elektronlarni o'zlarining "ota" atomlaridan uzoqlashtirganda sodir bo'ladi. Elektronlar quyosh xujayrasining p-tipli kremniy qatlamidagi musbat zaryadlangan protonlarga tortiladi va batareya kabi iste'molchi elementga ulanadigan simlar bo'ylab uzatiladi, u erda ular quvvatsizlanadi va quyosh batareyalariga qaytib keladi. Bitta quyosh batareyasi oz miqdorda elektr energiyasi ishlab chiqaradi, ammo ko'plab bitta quyosh batareyalari panellarda bir-biriga bog'langan bo'lsa, ular butun binoni quvvatlantirish uchun yetarli elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin.
Quyosh energiyasi uzluksiz energiya manbai bo'lib, u har doim ham mavjud emasligi sababli energiyani saqlashni muhim masalaga aylantiradi. Barcha quyosh nurlari mavjud bo'lganda so'rilishi va keyinchalik foydalanish uchun saqlanishi kerak. Zaryadlanuvchi batareyalar elektr toki kerak bo'lganda mavjud bo'lishini ta'minlash uchun ortiqcha energiyani saqlash uchun ishlatiladi. Zaryadlanuvchi batareyalar ko'p marta zaryadsizlanishi va qayta zaryadlanishi mumkin bo'lishi kerak va Sealite faqat dengiz yoritgichlarini quvvatlantirish uchun mavjud bo'lgan eng yaxshi sifatli batareyalardan foydalanadi. Batareyani haddan tashqari zaryad qilishning oldini olish uchun uni oziqlantiradigan quyosh energiyasini nazorat qilish kerak. Sealite quyosh tizimi batareyani etkazib beradigan energiya miqdorini boshqarish va batareyani elektr shikastlanishidan himoya qilish uchun regulyator bilan jihozlangan. Quyosh nurlari vaqti-vaqti bilan bo'lsa ham, mintaqaning quyosh nuri miqdorini taxmin qilish uchun ajoyib aniqlik bilan juda ko'p ma'lumotlar mavjud. Sealite vakilingiz ma'lum bir geografik joylashuv uchun quyosh energiyasi chiqishiga qarab to'g'ri chiroq va energiya manbasini tanlashda yordam berishi mumkin. Havoning ifloslanishining asosiy sababi ko'mir, neft va tabiiy gaz kabi qazib olinadigan yoqilg'ilarning yonishidir. Energiyaning bu shakli qayta tiklanmaydigan energiya deb ataladi, chunki ular erdan olib tashlangandan so'ng ular tezda almashtirilmaydi va isloh qilish uchun ko'p millionlab yillar kerak bo'ladi. Quyosh panellari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yerning tabiiy resurslariga emas, balki quyosh energiyasiga tayanadi. Ushbu qayta tiklanadigan energiya tabiiy jarayonlar bilan tezda almashtiriladi, deyarli tuganmas ta'minotda mavjud va toza va ifloslanishdan xoli.