Насос станциялари биноларида қуёш фотоэлектрик модулларидан фойдаланиш

А.С.Уроқов
Тошкент давлат техника университети талабаси
[e-mail]


НАСОС СТАНЦИЯЛАРИ БИНОЛАРИДА ҚУЁШ ФОТОЭЛЕКТРИК МОДУЛЛАРИДАН ФОЙДАЛАНИШ


Аннотация: Ушбу мақоланинг мақсади катта насос иншоотларни ёритиш учун қуёш панелларидан фойдаланиш самарадорлигини баҳолаш ва ушбу ёндашувнинг мумкин бўлган афзалликлари ва камчиликларини аниқлашдир.
Калит сўзлар: қуёш энергетикаси, қайта тикланувчи энергия манбалари, ёритиш, насос станция.

Ўзбекистон Республикасининг ЎРҚ-539-сон қонуни, Ўзбекистон Республикаси Президентининг ПҚ-4422 “Иқтисодиёт тармоқлари ва ижтимоий соҳанинг энергия самарадорлигини ошириш, энергия тежовчи технологияларни жорий этиш ва қайта тикланувчи энергия манбаларини ривожлантиришнинг тезкор чора-тадбирлари тўғрисида”ги қарори ҳамда “2020-2030 йилларда Ўзбекистон Республикасини электр энергияси билан таъминлаш Концепцияси”га мувофиқ 2030-йилга қадар қайта тикланувчи энергия ишлаб чиқариш кўрсатгичини 5% дан 25% га ошириш режа қилинган.

Энергетика вазирлиги ахборот хизмати берган хабарга кўра 2026 йилга бориб Ўзбекистонда қуёш ва шамол электр станциялари қуввати 8000 МВтга, гидроэлектр станциялари қуввати 2920 МВтга (жами 10920 МВт) га етказилади.
Таъкидлаш жоизки халқаро энергетика амалиётида муқобил манбалар сифатида гидро, қуёш, геотермал ва биомасса энергиялари алохида эътироф этилади.Улар орасида энг истиқболли йўналишлардан бири, шубҳасиз, қуёш энергиясидан фойдаланишдир. Олимларнинг илмий фаразларига кўра, 2100-йилга келиб, қуёш энергияси сайёрамиз учун энергиянинг доминант манбаига айланади.
Ўзбекистон учун ҳам муқобил энергиянинг муҳим потенциали, шубҳасиз, куёш энергиясидир. Юртимизда ҳаво 320 кундан зиёд очиқ бўлиб, мамлакат қуёш энергиясининг салоҳияти 51 миллиард тонна нефт эквивалентидан ортиқ. Бу қуёш энергиясини турли миқёс ва мақсадларда­­-электр энергиясини ишлаб чиқариш, иссиқ сув таъминоти ва иситиш каъби кўплаб фаолият турлари учун қўллаш имконини беради.
Шунингдек, аҳоли сонининг йилдан-йилга жадал суръатларда ошиб бораётганлиги сабабидан йиллик энергия истеъмоли ортиб бораётгани ҳеч кимга сир эмас. Юқоридагиларни ҳисобга олган ҳолатда, ишлаб чиқариш заводлари, корхоналар ва кўп миқдорда электр энергияси ишлатадиган иншоотларда энергия истеъмолини сезилари даражада камайтириш, корхонанинг ўз-ўзини энергетик таъминлаш салохиятини ошириш чора тадбирларини ишлаб чиқиш зарур.
Хусуан, сув хўжалиги тизимида электр энергияси истеъмолини йилдан-йилга камайтириш режалаштирилган. Ўтган йилнинг январь-сентябрь ойлари учун 5 879,9 млн. кВт. соат электр энергия лимити ажратилган бўлиб, амалда 5 732,07 млн. кВт. соат миқдорида электр энергия сарфланган ва 2021 йилнинг мос даврига нисбатан 206,8 млн. кВт. соат миқдорида электр энергия тежалган. Бу натижа албатта қониқарли, бироқ, бу натижани муқобил энергия билан янада яхшилашимиз мумкин.
Мисол тариқасида, насос станцияларининг маълум ишчи объектларига кетадиган анъанавий электр энергиясининг ўрнига қайта тикланувчи қуёш энергиясидан фойдаланишимиз мумкин.
Барча насос станциялари асосий тармоққа уланганлиги ва ҳаво хар доим очиқ бўлмаслигини инобатга оладиган бўлсак, насос станциясини тўлиқ муқобил энергияга ўказиш катта хатоликни келтириб чиқаради. Таклиф сифатида гибрид қуёш фотоэлектрик станциясини кўришимиз мумкин.
Гибрид қуёш фотоэлектрик станцияси – бу турдаги станциялар тармоқ ва автоном фотоэлектрик станцияларнинг афзалликларини бирлаштиради. Ташкил этиш учун: қуёш панеллари, қуёш контроллерлари, акуммульяторлари ва гибрид инвертор керак бўлади. Гибрид инвенторнинг афзаллиги агар автоном фотоэлектрик станциядан ток келмаса, (хаво булутли бўлса ёки қизиш туфайли фойдали иш коэффетциенти тушиб кетса) инвентор асосий тармоққа ўзини автоматик улайди. Ёки асосий тармоқда носозлик юзага келса, инвентор автоматик тарзда автоном фотоэлектрик станцияга улайди. Шу билан бирга, гибрид инвентор ташқи тармоқдан узилганда, автоном сифатида ҳам ишлаши мумкин.



1-расм. Гибрид инверторнинг фотоэлектрик станция ва асосий тармоққа уланган ҳолда, истеъмолчини ток билан таъминлаш схемаси

Насос станция иншоотларида ёритиш учун қанча энергия истеъмол қилишини қандай аниқлаш мумкин ?

Бу саволга жавоб бериш учун насос станция иншоотини ёритишга кетадиган қувватини ва унинг ишлаш режимини билиш керак. Агар қувват маълум бўлса, истеъмол қилинган энергияни қуйидаги формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

E = P_i × h (1).

Ушбу (1) формулада: E - истеъмол қилинган энергия, P_i - истеъмол қилинадиган

қувват, h- Насос станцияси ишлайдиган вақт.
Масалан, агар насос станция иншооти ёритилиши учун 5 кВт (100 Вт истеъмол қиладиган энергия тежовчи LED лампаларидан 50 та) қувват талаб қилинса ва кунига 8 соат ёритилса, унинг электр энергияси истеъмоли қуйидагича бўлади:

E= 5 × 8 = 40 кВт (кунлик)

Қуёш панеллари ёрдамида электр энергиясини ишлаб чиқариш учун сиз уларнинг қуввати ва фойдаланиш коэффитсиентини (коэффитсиент использования) билишингиз керак. Агар қувват маълум бўлса, батареялар сонини қуйидаги формула ёрдамида ҳисоблаш мумкин:

N_b= * α (2).

Ушбу (1) формулада: N_b- қуёш батареялари (панеллари) сони, P_i – истеъмол

қилинадиган қувват, α-фойдаланиш коэффитсиенти.
Масалан, агар қуёш батареясининг қуввати 200 Вт ва фойдаланиш коэффитсиенти 0,8 бўлса, соатига 5 кВт / соат ишлаб чиқариш учун сизга керак бўлади:

Батареялар сони = 5 кВт/соат ÷ ( 0,2 кВт × 0,8) = 32 та батарея (панел)

Одатда, фотоэлектрик станция қурилаётганда истеъмол қилинадиган максимал қувватдан юқорироқ қувват режа қилинади. Лекин, биз таклиф қилаётган гибрид фотоэлектрик станция кунига 14 соат атрофида фаол бўлади ва йиғилган энергиядан станция нофаол бўлганда 8 соат (кечқурун) фойдаланамиз. Бу эса станциянинг зўриқишларсиз ишлашини юзага келтиради. Станция 14 соат мобайнида максимал аниқликда ишлаганда 70 кВт энергия ишлаб чиқаради. Аммо шуни таъкидлаш керакки, қуёш панеллари сони жойлашуви, иқлим шароити, йил вақти ва батареяларнинг самарадорлигига таъсир қилиши мумкин бўлган бошқа омилларга қараб энергия 70 кВт дан 50-60 кВт га камайтирилиши мумкин. Бизнинг, кунлик энергия сарфимиз 40 кВт га тенг бўлганлиги учун ушбу станция тўлиқ қувватни бемалол етказиб бера олади.

Албатта, юқоридагиларни инобатга олган ҳолда ФИК юқори бўлишига эришишимиз учун кичик фотоэлектрик станция қурилаётган муҳитни илмий-тадқиқот йўли билан ўрганишимиз талаб этилади.