Buxoro viloyati hududida qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish imkoniyatlari

“Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №6/2025 403 Экология ва атроф муҳит муҳофазаси Jahon taraqqiyoti tajribasi ko‘rsatadiki, jamiyat hayot sharoitlarining yaxshilanishi energiya iste’molining ortishi, undan oqilona foydalanish zaruriyatini tushunish bilan chambarchas bog‘liqdir. Shuning uchun har qanday davlatning yonilg‘i-energetika majmuasi faqatgina xalq xo‘jaligining еtakchi sohalarining o‘ziga bo‘lib qolmay, shuningdek jamiyatning ijtimoiy rivojlanishiga muhim ta’sir ko‘rsatadi. Jahonda markazlashgan energiya ta’minotidan uzoqda joylashgan avtonom iste’molchilarni energiya ta’minoti bilan bog‘liq muammolar dolzarb hisoblanmoqda. Ushbu dorzab muammoni еchimi sifatida qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanishni rivojlantirish muhim ahamiyatga ega. Buxoro viloyati O‘zbekistonning janubiy 39,770 kenglikda va g‘arbiy 64,480 uzunlikda joylashgan bo‘lib, uning umumiy maydoni 39,4 ming km2 ni yoki Respublika maydonining 9% tashkil qiladi. Buxoro viloyatida iqtisodiy soha qishloq xo‘jaligi, sanoat, transport, qurilish, kommunal maishiy xizmatlar kiradi. Mintaqaning iqtisodiy sohada yillik elektr energiya iste’moli 3410495 ming kVt·soat ga teng (2018 yil holatiga ko‘ra) [1]. Buxoro viloyati hududida iqtisodiy sohalar bo‘yicha elektr energiya iste’mol tarkibi 1-rasmda keltirilgan. Аҳоли 8,58% Каммуналмаиший 1,20% Саноат 26,90% Қурилиш 0,27% Қишлоқ хўжалиги 62,73% Транспорт 0,32% 1-rasm. Buxoro viloyatining iqtisodiy sohalarda elektr energiyani taqsimlanishi Buxoro viloyati chekka hududlarda kichik biznes va xususiy tadbirkorlikni rivojlantirishdagi asosiy muammolardan biri bu elektr energiyasi uzluksizligi va ishonchliligi bo‘lib qolmoqada. Ushbu hududlarda energiya xavsizligi va uzluksizligini ta’minlashda qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish imkoniyatlarini baholash lozim. Quyosh energetikasi. O‘zbekiston hududida qayta tiklanadigan energiya manbalari ichida quyosh energiyasi salohiyati umumiy energiya manbalaridan bir necha baravarga ko‘pdir. O‘zbekistonning yalpi quyosh energiyasi salohiyati 5073 mln. t.n.ye texnikaviy salohiyati esa 176,8 mln. t.n.ye ga teng deb baholangan. Demak, O‘zbekiston zaminiga bir yilda tushuvchi quyosh energiyasi absolyut qiymatiga ko‘ra mamlakatning tekshirilgan uglevodorod xom ashyosidan ancha ko‘pdir. Hozirgi vaqtda quyosh energiyasining faqatgina 0,3% o‘zlashtirilgan xolos [2]. Statistik ma’lumotlarga qaraganda O‘zbekiston hududida (kenglik φ=400) yil davomida tik yuzaga tushayotgan quyosh radiatsiyasi 1-jadvalda keltirilgan [2]. Qisqa qilib aytganda Buxoro hududida yiliga еrning 1 m2 yuzasida 7434 MJ quyosh energiyasi tushadi. Undan oqilona foydalansak 300 kg shartli yoqilg‘ini tejash imkoniyatini beradi. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №6/2025 404 Экололгия и охрана окружающей среды 1-jadval. Yil davomida еrga tik tushuvchi quyosh radiatsiyasi miqdori (Vt/m2). kenglik oy / soat 1200 1100-1300 1000-1400 900-1500 800-1600 700-1700 600-1800 yanvar dekabr 823,6 777,2 730,8 624,4 359,6 - - fevral noyabr 870 858,4 798,4 710,8 533,6 - - mart oktabr 904,8 883,2 846,8 777,2 754 371,2 - φ=400 aprel sentabr 928 916,4 887,4 846,8 742,4 598,6 197,2 may avgust 928 916,4 887,4 846,8 777,2 632,2 394,4 iyun iyul 930 904,8 883,2 846,8 777,2 678,6 510,4 Buxoro viloyati hududi quyoshli o‘lka hisoblanib, bu еrda quyosh energiyasidan foydalanishda еtarli darajada salohiyat mavjud. Mintaqada quyosh energiyasining yalpi (nazariy) salohiyati - bu mintaqa hududidagi yillik o‘rtacha quyosh nurlanishining bir yil ichida hududga tushadigan energiyasi. Quyosh energiyasining yalpi salohiyati quyidagi ifoda orqali aniqlanadi [3]: W=E·S (1) bunda: E - sirtga tushadigan yillik quyosh energiyasi qiymati, S - hududning yuzi. Mintaqaning quyosh energiyasining texnik salohiyati - bu fan va texnikaning hozirgi rivojlanish darajasida va ekologik me’yorlarga muvofiq ravishda yil davomida quyosh nurlanishidan olinadigan o‘rtacha uzoq muddatli jami energiya. Quyosh energiyasining texnik salohiyatini ikki turga ajratishimiz mumkin:  issiqlik energiyasining texnik salohiyati.  quyosh nurlanishining tegishli konversiyasi natijasida olingan elektr energiyasining texnik salohiyati. 2-rasmda Buxoro viloyati iqlim haroratining yillik o‘rtacha ko‘rsatgichlari keltirilgan. Keltirilgan ma’lumotlarga asosan Buxoro viloyatida 300 kun quyoshli kun bo‘lib, harorat yoz oylarida o‘rtacha 35 0C bo‘lishi aniqlangan [4]. -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 t, 0C 01.01.2020 15.01.2020 29.01.2020 12.02.2020 26.02.2020 11.03.2020 25.03.2020 08.04.2020 22.04.2020 06.05.2020 20.05.2020 03.06.2020 17.06.2020 01.07.2020 15.07.2020 29.07.2020 12.08.2020 26.08.2020 09.09.2020 23.09.2020 07.10.2020 21.10.2020 04.11.2020 18.11.2020 02.12.2020 16.12.2020 30.12.2020 2-rasm. Buxoro viloyati iqlim haroratining yillik o‘rtacha ko‘rsatgichlari (2020 yil) “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №6/2025 405 Экология ва атроф муҳит муҳофазаси 3-rasmda Buxoro viloyatida quyosh batareyalaridan olinadigan kunlik solishtirma energiya ko‘rsatgichlari (2020 yil) keltirilgan. Bunda o‘rtacha kunlik solishtirma quyosh energiyasi 4,5 kVt·soat/m2/kun ni tashkil qilishi aniqlandi [4]. Bu esa o‘z navbatida mintaqada quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyatlari yuqori ekanligini bildiradi. kВтсоат/м2/кун 26.02.2020 07.10.2020 01.01.2020 15.01.2020 29.01.2020 12.02.2020 11.03.2020 25.03.2020 08.04.2020 22.04.2020 06.05.2020 20.05.2020 03.06.2020 17.06.2020 01.07.2020 15.07.2020 29.07.2020 12.08.2020 26.08.2020 09.09.2020 23.09.2020 21.10.2020 04.11.2020 18.11.2020 02.12.2020 16.12.2020 30.12.2020 3-rasm. Buxoro viloyatida quyosh batareyalaridan olinadigan kunlik solishtirma energiya ko‘rsatgichlari (2020 yil) Shamol energetikasi. Jahonda bugungi kunda shamol energiyasidan foydalanilganda xarajatlarni kamaytirish, shamol qurilmalarining ishonchliligini va ishlash samaradorligini oshirish maqsadida turli xil ko‘rinishdagi zamonaviy shamol energetik qurilmalari loyihalanmoqda. Shamol energetik xususiyatlari haqidagi ma’lumotlarni tahlil qilish shamol energetik qurilmalarining ishlash xarakteristikasini baholash uchun juda muhim hisoblanadi. Shamol energiyasi salohiyati statik tahlil qilishda Veybull taqsimot funksiyasidan foydalanish shamol tezligi xususiyatlari va energiyasi salohiyatini ishonchli baholashda yaxshi samara beradi. Shamol tezligi xususiyatlarini baholashda Veybull taqsimotining empirik (shamol tezligini takrorlanuvchanligi) va zichlik funksiyalarini aniqlashimiz kerak. Ushbu ifodalar quyidagicha aniqlanadi [5,6]: k k 1 v c k v f v c c e               0 V   (2) k v c 0 F v f v dv 1 e           1 10 k   (3)   Bunda: k - shakl parametri (hududning joylashuviga bog‘liq); c - funksiya taqsimlanishi masshtabini aniqlaydigan parametr (shamol o‘rtacha tezligiga bog‘liq parametr m/s). Veybul taqsimotining ikki k va c parametrlarini aniqlash quyidagi formulalardan foydalaniladi [7]: 1,086 σ k ( ) v   (4) v c 1 Г 1 k         (5) Shamol o‘rtacha tezligi va standart og‘ish kattaliklarini quyidagi formulalardan aniqlanadi: “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №6/2025 406 Экололгия и охрана окружающей среды N 1 v v N    (6) i i 1 N 2 i i 1 1 σ v v N 1      (7)   Bunda: V  shamol tezligining o‘rtacha qiymati; iV  kunlik o‘lchangan shamol tezligi; N  o‘lchangan shamol tezliklar soni; Г  gamma funksiya. Veybull taqsimot funksiyasida aniqlangan parametrlar orqali shamol oqimining solishtirma quvvat va energiya qiymatlari quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi [8]:            (8) 0 1 1 3 P ρv f v dv ρc Г 1 2 2 k  3 3 0 1 1 3 ρv f v dv T ρc Г 1 T 2 2 k W              (9)  3 3 Ma’lum bir balandliklarda havoning zichligi, harorati, shamol tezligi va yo‘nalishi o‘zgaradi. Balandlikka mos ravishda havo oqimining zichligi o‘zgarishi quyidagicha aniqlanadi [9]:   4 0 ρ ρ 1,194 10 H      (10) Bunda: 0 ρ  normal sharoitdagi havo oqimining zichligi 0 ρ 1,23  3 кг / м ; H  shamol tezligi o‘lchanadigan balandlik, m. Shamol tezligi qiymatlari balandlikka bo‘gliq bo‘ladi. Shamol tezligining balandlikka bog‘liqligini quyidagi ifodadan aniqlanadi [10]: α H v v H         (11) 2 2 1 1 Bunda: 2 V  ma’lum balandlikda o‘lchangan shamol tezligi, m/s; 1 V  boshlang‘ich balandlikda o‘lchangan shamol tezligi, m/s; 1 H  boshlang‘ich balandlik, m; 2 H  tanlangan balandlik, m;  shamolni kesuvchi ko‘rsatkich. Shamolni kesuvchi ko‘rsatkich quyidagi formula orqali aniqlanadi [11]:     2 10 0 10 0 0,096 log Z 0,016 (log Z ) 0,24        (12) 0 Z turli xil quruqlik yuzalarida sirt notekisliklarning uzunligi. Buxoro viloyati hududi uchun 0 Z 0,03-0,05 m ni tashkil qiladi. Ma’lum balandlikda shakl va masshtab parametrlari qiymatlari ham o‘zgaradi. Bu parametrlarni aniqlash quyidagi ifodalar orqali amalga oshiriladi [12]: k k H 1 0,0881ln H         (13) 2 H 2 n H c с· H       2 H 1 (14)   1 H n 0,37 0,0881ln c       (15) Buxoro viloyatida shamol energiyasidan foydalanish imkoniyatlari yuqori bo‘lgan hudud, G‘ijduvon tumanining turli balandlikdagi shamol energiyasi resurslar salohiyati baholash bo‘yicha nazariy va amaliy tadqiqotlar olib borildi. 4-rasmda G‘ijduvon tumanining 10 m balandlikda o‘lchangan shamol o‘rta tezligi ma’lumotlari keltirilgan grafik. Bunga ko‘ra yoz oylarida shamol “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №6/2025 407 Экология ва атроф муҳит муҳофазаси o‘rtacha tezligi boshqa oylarga qaraganda yuqori bo‘lishi hamda mintaqada shamolning o‘rtacha tezligi 4,85 m/s ni tashkil qilishi aniqlandi. 0 2 4 6 8 10 12 Vш, м/с 09.04.2019 01.01.2019 15.01.2019 29.01.2019 12.02.2019 26.02.2019 12.03.2019 26.03.2019 23.04.2019 07.05.2019 21.05.2019 04.06.2019 18.06.2019 02.07.2019 16.07.2019 30.07.2019 13.08.2019 27.08.2019 10.09.2019 24.09.2019 08.10.2019 22.10.2019 05.11.2019 19.11.2019 03.12.2019 17.12.2019 31.12.2019 4 - rasm. G‘ijduvon tumanining 10 m balandlikda o‘lchangan shamol tezligining o‘rtacha qiymatlari 5 - rasmda G‘ijduvon tumanining turli balandlikdagi shamol oqimining o‘rtacha tezliklari qiymatlari hamda Veybul taqsimotining zichlik funksiyasi natijalari keltirilgan. 100 m balandlikda shamol o‘rtacha tezligi 6,35 m/s ni tashkil qilishi nazariy hisoblandi. a) b) 5- rasm. Mintaqaning turli balandlikdagi shamol oqimining o‘rtacha tezliklari qiymatlari (a), Veybul taqsimotining zichlik funksiyasi natijalari (b) 6 - rasmda G‘ijduvon tumanining Veybul ehtimollik taqsimot funksiyasidan foydalanib turli balandlikdagi shamol energiyasining solishtirma quvvati va energiyasini baholash natijalari keltirilgan. Bunga ko‘ra 100 m balandlikda shamol oqimining solishtirma quvvati 404,85 Vt/m2 ni hamda energiyasi 3546,5 kVt·soat/m2 ni tashkil qilishi aniqlandi. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 кВт·соат/м2 Вт/м2 b) танланган баландлик, м a) танланган баландлик, м 6 - rasm. Turli balandlikdagi shamol energiyasining solishtirma quvvati (a) va energiyasi (b) qiymatlari keltirilgan grafik “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №6/2025 408 Экололгия и охрана окружающей среды Gidroenergetika. Buxoro viloyatining gidroenergetika salohiyatini aniqlashda kartografik va gidrologik kabi ishlari olib borildi. Tadqiqotning ikkala qismi uchun topografik xaritalar, sun’iy yo‘ldosh va meteorologik ma’lumotlardan gidroenergetika salohiyatining aniqlangan hududlari bosimi va oqim tezligini baholash uchun foydalanilgan. Ko‘rib chiqilayotgan kanalning 1-1 boshlang‘ich nuqtasi va 2-2 oxirgi nuqtasidagi suv sathining farqi bilan sug‘orish kanali uchastkasining sxematik bo‘ylama profili 7-rasmda ko‘rsatilgan. Suvning og‘irligi suv oqimining ishini bajaradigan kuchdir [13]. 7-rasm. Sug‘orish kanali uchastkasining sxematik bo‘ylama profili Agar sug‘orish kanali uchastkasining uzunligi L, m, suv sathining farqi H, m suv sarfi, Q, m3/s bo‘lsa, ushbu kanal kesimidagi suv oqimining P, Vt quvvatiga teng [14]: · · · P g Q H   (16) Bunda: P - suv oqimining kuvvati, Vt; - suvning zichligi, kg/m3; g - erkin tushish tezlanishi, m/s2. Suv oqimining energiyasi Ye, kVt·soat, quvvat P va vaqt t, s ko‘paytmasi bilan aniqlanadi: · E P t  (17) 8-rasmda Amu-Buxoro kanalining yalpi (nazariy) gidroenergetik resurslar salohiyati diagrammasi keltirilgan. Tadqiqot natijalariga qo‘ra Amu-Buxoroning yalpi gidroenergetik resurslar salohiyati yillik o‘rtacha 0,8 mln. kVtcoat tashkil etadi. 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 Қувват, МВт Энергия, млн кВтс 8-rasm. Amu-Buxoro kanalining yalpi (nazariy) gidroenergetik resurslar salohiyati diagrammasi Xulosalar: 1. Nasa power data access viewer bazasaidan olingan ma’lumotlarni qayta ishlash orqali Buxoro viloyati hududlarida foydali ish koeffitsienti 18 % bo‘lgan quyosh panellaridan to‘liq foydalansak, mintaqaning texnik salohiyati yiliga 41 TVt soat/yil ga quyosh issiqlik energiyasining texnik salohiyati (kollektorlarning texnik imkoniyatlari - optik samaradorligi 80 % bo‘lgan hol uchun) yiliga 184 TVt·soat/yil energiya olish imkoniyati borligi aniqlangan. 2. G‘ijduvon tumanining turli balandlikdagi shamol energiyasi resurslar salohiyati baholashda Nasa power data access viewer bazasaidan olingan foydalanildi. Bunga ko‘ra shamol o‘rtacha tezligi yiliga 10 m balandlikda 4,85 m/s ga tengligi hamda 100 m balandlikda shamol oqimining “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №6/2025 409 Экология ва атроф муҳит муҳофазаси yalpi (nazariy) salohiyati 909,94 mln. kVt·soat ga, texnik salohiyati 18,20 mln. kVt·soat ga tengligi ilmiy asoslangan. 3. Buxoro viloyati hududida joylashgan irrigatsiya tizimining yalpi gidroenergetika salohiyatini baholash jarayonida suv tezligi 0,5-1 m/s ni tashkil еtishi aniqlandi. Tadqiqot natijalariga ko‘ra Buxoro viloyatidagi sug‘orish kanallarining yalpi gidroenergetik resurslar saloxiyati yillik o‘rtacha 0,8 mln. kVt·coat tashkil etadi va past bosimli suv oqimlarida samarali ishlaydigan mikro GESlardan foydalangan holda chekka hududlarni uzluksiz va ishonchli elektr energiyasi bilan ta’minlash bilan bog‘liq muammolarni hal еtishda xizmat qilishi mumkin