Kombinatsiyalashgan quyosh-shamol energetik qurilmalarining samaradorligini oshirish bo‘yicha olib borilgan ilmiy tadqiqotlar tahlili

Jahonda qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish imkoniyatlarini kengaytirish, an’anaviy organik yoqilgʻi energetika resurslarining zaxiralarini tejash, atrof-muhitga chiqadigan zararli chiqindilarni kamaytirish muammolarini bartaraf etishda quyosh fotoelektrik batareyalari va shamol energetik qurilmalarini joriy etish va samaradorligini oshirish masalalariga alohida ahamiyat berilmoqda. Hozirgi kunda tabiiy sharoitlarda quyosh energetik qurilmalarining samaradorligiga geografik hududning yil davomida qancha vaqt yoritilishi, birlik yuzaga birlik vaqt davomida qancha energiya tushishi yoki hududning radiatsiya rejimi ta’sir qiladi. Xususan, quyosh fotoelektrik batareyalari (FEB) ga changlanish, harorat va batareyalarni o‘rnatish burchagining qurilma samaradorligiga ta’sirini o‘rganish muhim ahamiyatga ega [1]. Natijada, fotoelektrik batareyalarning ishlash samaradorligi pasayib ketadi. Bundan tashqari, markazlashtirilgan elektr ta’minoti tizimidan uzoqda joylashgan elektr iste’molchilari uchun shamol energetik qurilmalari(ShEQ)dan foydalanishda ularni kamida 10 m balandlikda o‘rnatish zarurligi, bu balandlikda shamol tezligining pastligi, vertikal o‘qli shamol turbinalaridan foydalanish, shamol energetik qurilmalari iqlimiy noqulayliklarga bardosh bera olmasligi, ishlab chiqarish mahalliylashtirilmaganligi sababli sotib olish va tashish xarajatlari qimmatligi kabi muammolar mavjud. Shuningdek, shamol turbinasining ishlashiga uning konstruktiv tuzilishi, geometrik o‘lchamlari, parraklarining aerodinamik shakli va elementlarining massasi kabi ko‘rsatkichlar ham salbiy ta’sir qiladi [2]. Respublikamizda organik yoqilgʻi energetika resurslarining zaxiralarini tejash, ulardan foydalanishda havoning ifloslanish darajasini kamaytirish, global isishning oldini olish maqsadida hududning geografik joylashuvidan kelib chiqib qayta tiklanadigan energiya manbalaridan va energiya tejovchi texnologiyalardan foydalanish orqali iste’molchilarning energiyaga bo‘lgan ehtiyojini ta’minlash, jumladan, markazlashgan energiya ta’minotidan uzoqda joylashgan hududlar uchun avtonom va barqaror energiya ta’minotini yoʻlga qo‘yish bo‘yicha keng koʻlamli choratadbirlar amalga oshirilmoqda. O‘zbekiston Respublikasi Prezidenti tomonidan 2025-yil 27-martda imzolangan PF-63-son “Energiya samaradorligini oshirish sohasida davlat boshqaruvini takomillashtirish va energiya servis kompaniyalari xizmatlari bozorini rivojlantirish chora-tadbirlari to‘g‘risida”gi Farmonda quyosh panellari va boshqa turdagi energiya tejovchi qurilmalarni “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 170 Машинасозлик ва энергетика o‘rnatish orqali 2025-yilda 2,60 milliard kW·h elektr energiyasi va 1,10 milliard metr kub tabiiy gazni tejash rejalashtirilgan hamda mazkur faoliyatga tegishli boshqa me’yoriy-huquqiy hujjatlarda belgilangan vazifalarni amalga oshirish uchun ushbu dissertatsiya tadqiqoti muayyan darajada xizmat qiladi [3]. Tadqiqotning maqsadi: markazlashgan energiya ta’minoti tizimidan uzoqda joylashgan hududlar uchun avtonom va barqaror energiya ta’minotini yoʻlga qo‘yish uchun kombinatsiyalashgan quyosh-shamol energetik qurilmalarini tahlil qilish va ularni samaradorligini baholash. Quyida jahonda va respublikamiz hududlarida ishlab chiqarilayotgan va foydalanilayotgan kombinatsiyalashgan quyosh-shamol energetik qurilmalari ustida olib borilgan ilmiy-tadqiqot ishlari tahlil qilindi: Liu Davei, Li Yinghan, Su Pu va Liu Mingjie, “Gibrid quyosh-shamol energetik tizimlari asosidagi energiya tejamkor qurilma” ga 2020-yilda olgan patentida [4] quyosh va shamol energiyalardan foydalanib elektr energiyasini olish uchun vintsimon Darye turbinasi va fotoelektrik modullarga ega bo‘lgan gibrid quyosh-shamol energetik tizimlari asosidagi qurilmani ishlab chiqdi (1-rasm). a) b) 1-rasm. Liu Davei va boshqalar tomonidan ishlab chiqilgan energetik qurilmaning umumiy ko‘rinishi (a), qurilmaning elektr sxemasi (b). Mazkur gibrid quyosh-shamol energetik tizimlari asosidagi qurilma 1-shamol parraklari, 2quyosh fotoelektrik moduli, 3-mexanik uzatma, 4-elektr generator, 5-invertor, 6-zaryadlash va razryadlash kontrolleri, 7-o‘zgaruvchan tok iste’molchisi va 8-elektr akkumulyatordan iborat. Ushbu kombinatsiyalashgan qurilma Ksie Fangvei va boshqalar taklif qilgan qurilmadan turbinadagi shamol parraklarining turi, joylashuvi va qurilmadagi mavjud elektr generatori bilan farqlanadi. Bunda shamol turbinasining elektr generatorning valiga mexanik uzatma orqali bog‘lanadi. Bu energetik qurilmaning kamchiliklari shamol tezligi past bo‘lgan hollarda ishlash samaradorligi hamda o‘zgaruvchan va kichik tezlikli shamol oqimlarida elektr generator ishlab chiqaruvchi elektr energiyasi ishonchliligi pastligi hisoblanadi. Xitoylik olimlar Ksie Fangvei, Ke Jun, Vang Cuntang, Zang Kai, Xuan Rui va Sheng Gang, “Quyosh-shamol energetik qurilmasi” uchun 2014- yilda olingan ixtiro uchun patentida [5] o‘zgaruvchan tezlikli shamol va quyosh energiyasidan elektr energiyalaridan samarali foydalanib elektr energiya olish maqsadida quyosh-shamol energetik qurilmasini taklif qilgan (2-rasm). “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 171 Машиностроение и энергетика Taqdim etilgan energetik qurilna 1-quyosh fotoelektrik moduli, 2-ustun, 3-uzaytiruvchi val, 4mexanik uzatma, 5-shamol turbinasining vtulkasi, 6, 8shamol parraklarini biriktiruvchi tayanchlar, 7-shamol parraklari, 8-suv oqimi chiquvchi quvur va 9-1, 9-2flans birikmalardan iborat. Shamol oqimini turbinalarga bir tekis uzatilishiga qaramay ishlash samaradorligi juda past hisoblanadi. Bu esa energetik qurilmada ishlab chiqarilayotgan elektr energiyasining tannarxini oshiradi va amalda qo‘llanilishini cheklaydi. Koreyalik olimlar Yu Cheol, I Jin Jae, Gim Seog U, Choe Jeong Cheol, Son Eun Gug va Sin Pyeong Ho, “Vertikal o‘qli shamol turbinali gibrid energetik qurilma” ga 2017-yilda olgan patentida [6] turbinada vertikal o‘rnatilgan buruluvchi parraklar va ularning sirtida o‘rnatilgan quyosh fotoelektrik modullari bo‘lgan energetik qurilmasini taqdim qildi (3-rasm). Qurilma 10-vertikal o‘qli shamol turbinasi, 100-aylanuvchi o‘q, 200-tayanchlar, 211,212-shamol parraklarini biriktiruvchi yuqori va pastki tayanchlar, 300-shamol turbinasining parraklarini biriktiruvchi moslama va 400-shamol parraklaridan iborat. Ushbu gibrid energetik qurilmaning ishlash prinsipi quyidagicha: qurilmada aylanadigan o‘qqa podshipnik yordamida mahkamlangan shamol turbinalarining buruluvchi parraklarining orqa tomonidan esgan shamol oqimidan maksimal darajada foydalaniladi va oqimning parrak yuzasiga ilashuvchanligi yaxshilanib, bu momentning oshishiga olib keladi. 2-rasm. Taklif qilingan quyoshshamol energetik qurilmasi. 3-rasm. Yu Cheol va boshqalar tomonidan taqdim qilingan energetik qurilmaning umumiy ko‘rinishi 4-rasm. E.V. Solomin ishlab chiqqan kombinatsiyalashgan shamol-quyosh qurilmasining umumiy ko‘rinishi Shuningdek, qurilmada shamol parraklari sirtida o‘rnatilgan quyosh fotoelektrik modullari quyosh energiyasidan qo‘shimcha elektr energiyasi hosil qiladi. Kombinatsiyalashgan energetik qurilmaning kamchiliklari: qurilmaning energetik ko‘rsatkichlarining pastligidir va shamol parraklariga o‘rnatilgan quyosh fotoelektrik modullariga xizmat ko‘rsatish murakkabligidir. Rossiyalik olim E.V. Solomin (“Kombinatsiyalashgan shamol-quyosh energetik qurilmasi”ga patent [7] olgan) yoritish ustunlarida o‘rnatiladigan shamol oqimi va quyosh radiatsiyasi yordamida elektr energiyasini hosil qilish imkoniyatiga ega bo‘lgan “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 172 Машинасозлик ва энергетика kombinatsiyalashgan shamol-quyosh energetik qurilmasini taqdim etdi (4-rasm). Qurilma 1-vertikal o‘qli shamol energetik qurilmasi, 2-zaryadlash moslamasi, 3-yoritish chirog‘i va 4-fotoelektrik batareyasidan tashkil topgan. 5-rasm. Taklif qilingan quyoshshamol gibrid energetik qurilma. 100-quyosh-shamol gibrid energetik qurilmasi, 102-shamol parraklari, 103-quyosh fotoelektrik modullari, 104-aylanuvchi vertikal o‘q, 105,106- parraklarini biriktiruvchi tayanchlar Bu kombinatsiyalashgan energetik qurilmaning ishlash prinsipi quyidagicha: yoritish ustunlarida aylanuvchi vertikal o‘qqa mahkamlangan H-simon shakldagi Darye shamol turbinasi shamol oqimi ta’sirida aylanib, elektr energiyasi hosil qiladi. Shuningdek, quyosh FEB ham quyosh energiyasidan elektr energiyasi hosil qiladi. Qurilma yoritish chirog‘ini uzluksiz va ishonchli elektr energiya bilan ta’minlash vazifasini bajaradi. Bu kombinatsiyalashgan energetik qurilmaning asosiy kamchiligi quyosh FEB laridan elektr energiyasini olish imkoniyatlari cheklanganligi hisobidan qurilmaning umumiy samaradorligi pastligi hisoblanadi. a) b) 6-rasm. Kombinatsiyalashgan quyosh-shamol energetik qurilmasining umumiy ko‘rinishi (a), kombinatsiyalashgan quyosh-shamol energetik qurilmasining boshqarish tizimi sxemasi (b). “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 173 Машиностроение и энергетика Safarov Alisher Bekmurodovich – “Elektr va energetika muhandisligi” kafedrasi dotsenti, t.f.f.d.(PhD), dotsent Buxoro davlat texnika universiteti Tel:(+99890)2994124, E-mail: a-safarov91@mail.ru “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 174