Fotoelektrik batareyalarning energetik parametirlarini monitoring va diagnostika tizimi uchun qurilma ishlab chiqish

Hozirgi kunda qayta tiklanuvchi energiya manbalari orasida Quyosh energiyasi eng istiqbolli yo‘nalishlardan biri hisoblanadi. Quyosh panellarining samaradorligini oshirish va ularning uzluksiz ishlashini ta'minlash texnik va texnologik jihatdan dolzarb muammo bo‘lib qolmoqda. Fotoelektrik batareyalar samaradorligini ta'minlash ko‘p jihatdan ularning parametrlari doimiy ravishda monitoring qilinishi va diagnostika jarayonlarining aniqligiga bog‘liq. Ushbu jarayonlarda texnik vositalarni to‘g‘ri tanlash muhim ahamiyatga ega. Quyosh panellari samaradorligini oshirish uchun mo‘ljallangan monitoring va diagnostika tizimi haqida so‘z boradi. Tizim uch asosiy qismdan iborat bo‘lib, quyosh panellari harorati, kuchlanishi va toki parametrlarini kuzatish, tashqi muhit sharoitlarini monitoring qilish va markaziy boshqaruv qismida ma'lumotlarni tahlil qilishni o‘z ichiga oladi. Tizimni joriy etish natijasida texnik xizmat xarajatlarini kamaytirish, nosozliklarni vaqtida aniqlash va quyosh elektr stansiyalarining ishlash samaradorligini oshirish mumkin. Quyosh panellari global energetika tarmog‘ida muhim o‘rin egallaydi, ammo ularning samaradorligi ko‘p omillarga bog‘liq. Ayniqsa, quyosh panellari va tashqi muhit parametrlarini kuzatib borish, nosozliklarni erta aniqlash va ularning ishlash holatini real vaqt rejimida baholash energiya ishlab chiqarish samaradorligini oshirishda muhim o‘rin tutadi. Bugungi kunda mavjud monitoring tizimlari ayrim cheklovlarga ega, masalan, tashqi muhit sharoitlarini to‘liq hisobga olmaslik yoki ma'lumotlarni qayta ishlashning past aniqligi. Taklif etilgan monitoring tizimi bunday muammolarni bartaraf etish va quyosh panellari samaradorligini oshirish uchun kompleks yechim bo‘lib xizmat qiladi. Bu tizim orqali texnik xizmat ko‘rsatish xarajatlarini kamaytirish va uzoq muddatli, barqaror ishlashni ta'minlash mumkin. Taqdim etilgan yondashuv fotoelektrik batareyalarni monitoring qilish va diagnostika qilish sohasida dolzarb masalalarni hal qilishda amaliy ahamiyatga ega. 1-rasm. Biz ishlab chiqqan tizimning tashki etuvchilari “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 117 Машиностроение и энергетика Monitoring va diagnostika tizimi quyosh panellari samaradorligini kuzatish, nosozliklarni aniqlash va texnik xizmat ko‘rsatishni optimallashtirish uchun uchta asosiy qismdan iborat bo‘lib quyosh panellari monitoring moduli, meteostansiya va markaziy boshqaruv qismi. Ushbu qismlar birgalikda ishlash orqali tizimning yuqori samaradorligini ta’minlaydi. 2-rasm. Chizmada monitoring tizimining birinchi asosiy qismi tasvirlangan Bu qism quyosh panellari monitoring moduli bo‘lib, u har bir quyosh panelining texnik parametrlarini kuzatish uchun mo‘ljallangan. Ushbu modul panellarning harorati, kuchlanishi va toklari kabi muhim ko‘rsatkichlarni aniqlaydi. Haroratni o‘lchash uchun DS18B20 raqamli harorat sensori qo‘llaniladi. Bu sensor yuqori aniqlikda haroratni aniqlab, o‘lchov ma’lumotlarini ATtiny85 mikrokontrolleriga yuboradi. Kuchlanishni o‘lchash jarayonida panelning musbat va manfiy terminallaridan olinadigan kuchlanish bo‘luvchi rezistorlar yordamida mikrokontroller uchun mos darajaga tushiriladi va raqamli qiymat sifatida qayd etiladi. Tokni o‘lchashda shunt rezistor va LM358 operatsion kuchaytirgich ishlatiladi. Shunt rezistor tokning kattaligiga bog‘liq kuchlanish tushishini hosil qiladi, kuchaytirgich esa bu signalni kuchaytirib, mikrokontrollerga uzatadi. Ushbu ma’lumotlar yordamida har bir panelning samaradorligi va nosozlik holatlari aniqlanadi. 3-rasm. Tizimning ikkinchi qismi tasvirlangan Meteostansiya - quyosh panellari faoliyatiga ta’sir qiluvchi tashqi muhit sharoitlarini kuzatib boradi. Meteoстанция DHT11 sensori yordamida havo harorati va namligini o‘lchaydi, BH1750 yorug‘lik sensori esa quyosh nuri intensivligini (lux birligida) aniqlaydi. Shuningdek, MAX471 sensor yordamida fotoelementning qisqa tutashuv tokini o‘lchab, Quyosh radiatsiyasi hisoblanadi. Ushbu ma’lumotlar quyosh panellari samaradorligini real vaqt rejimida tahlil qilish imkonini beradi. Meteostansiyaning DS3231 real vaqt soati moduli har bir o‘lchovni aniq vaqt bilan bog‘laydi, bu esa ma’lumotlarni uzoq muddatli tahlil uchun muhim qiladi. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 118 Машинасозлик ва энергетика 4-rasm. Uchinchi asosiy qism markaziy boshqaruv qismi tasvirlangan Tizimning barcha ma’lumotlarini yig‘ish, qayta ishlash va boshqarish uchun mas’uldir. Markaziy boshqaruv qismi sifatida Arduino Nano yoki ATtiny85 mikrokontrolleridan foydalaniladi. Bu qism quyosh panellari monitoring moduli va meteostansiyadan kelgan ma’lumotlarni qabul qilib, ularni tahlil qiladi va diagnostika algoritmlari yordamida nosozliklarni aniqlaydi. Tahlil natijalari real vaqt rejimida LCD displeyda ko‘rsatiladi, foydalanuvchi esa quyosh panellarining ish holatini kuzatishi mumkin. Markaziy boshqaruv qismi o‘lchov natijalarini SD karta yoki EEPROM xotirasida saqlaydi, bu esa keyinchalik statistik tahlil va texnik xizmat ko‘rsatish jarayonlarini soddalashtiradi. Shuningdek, tizim aloqa interfeysi orqali ma’lumotlarni masofadan kuzatish va boshqarish uchun tarmoq qurilmalariga uzatadi. Monitoring va diagnostika tizimi real vaqt rejimida ishlaydi. Dastlab quyosh panellari monitoring moduli har bir panelning harorati, kuchlanishi va toklari kabi texnik parametrlarni o‘lchaydi. Shu bilan birga, meteoстанция tashqi muhit sharoitlarini aniqlab, harorat, namlik, yorug‘lik intensivligi va Quyosh radiatsiyasi haqidagi ma’lumotlarni to‘playdi. Ushbu o‘lchov natijalari markaziy boshqaruv qismiga uzatiladi. Markaziy boshqaruv qismi ma’lumotlarni qayta ishlaydi, analiz qiladi va har bir panel samaradorligini aniqlaydi. Agar biron-bir nosozlik yoki o‘zgarish aniqlansa, tizim bu haqda foydalanuvchiga xabar beradi. Tizimning barcha o‘lchov va tahlillari real vaqt rejimida LCD displeyda aks ettiriladi. Foydalanuvchi quyosh panellari faoliyatining texnik holatini kuzatib borishi va zarur hollarda texnik xizmat ko‘rsatish choralarini ko‘rishi mumkin. Ma’lumotlar SD kartada yoki EEPROM xotirasida saqlanadi, bu esa tizimning ishlash samaradorligini uzoq muddatda tahlil qilish imkonini beradi. Shuningdek, tizim masofadan monitoring qilish uchun aloqa interfeysi orqali ma’lumotlarni tarmoqqa uzatadi. Quyosh panellari yordamida elektr energiyasini ishlab chiqarish samaradorligini baholash uchun Buxoro muhandislik-texnologiya institutining Elektr va energetika muhandisligi kafedrasi laboratoriyasida 25 Vt quvvatga ega, 12V li quyosh paneli ustida eksperiment o‘tkazildi. Sinovlar 2025-yil 9-yanvar kuni amalga oshirildi. Quyosh panellari ochiq havoda o‘rnatilib, kun davomida 12 marta o'lchovlar qilindi. O'lchovlar quyidagi parametrlarni o‘z ichiga oldi: Quyosh radiatsiyasi, yoritilganlik darajasi, atrof-muhit namligi, atrof-muhit harorati, quyosh paneli harorati, quyosh paneli chiqish toki, quyosh paneli chiqish kuchlanishi. Ushbu natijalar quyosh panelining kun davomida Quyosh radiatsiyasi va atrof-muhit sharoitlariga qarab qanday ishlashini ko‘rsatadi. Maksimal chiqish toki va kuchlanishi 13:00 da qayd etilgan bo‘lib, bu vaqtda Quyosh radiatsiyasi va yoritilganlik darajasi eng yuqori bo‘lgan. Shuningdek, panel harorati ham kunning o‘rtalarida maksimal qiymatga yetgan. E’tibor bering, bu ma’lumotlar eksperiment natijalari bo‘lib, real sharoitlarda natijalar farq qilishi mumkin. Quyosh panellari samaradorligi ob-havo sharoitlari, panelning joylashuvi va boshqa “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 119 Машиностроение и энергетика omillarga bog‘liq. Buxoroda quyoshli kunlar ko‘p bo‘lgani uchun quyosh panellari energiya ishlab chiqarishda samarali bo‘lishi mumkin. 1-jadval. Kun davomida olingan o‘rtacha qiymatlar keltirilgan: Chiqish toki (A) Yoritilganlik (klx) Atrof-muhit harorati (°C) Panel harorati (°C) Namlik (%) Chiqish kuchlanishi (V) Quyosh radiatsiyasi (Vt/m²) Vaqt 08:00 50 5 80 -2 -4 0.1 12.5 09:00 150 15 75 0 -1 0.3 12.6 10:00 300 30 70 3 3 0.6 12.7 11:00 500 50 65 6 8 1.0 12.8 12:00 600 60 60 8 10 1.2 12.9 13:00 700 70 55 10 15 1.4 13.0 14:00 650 65 50 10 14 1.3 12.9 15:00 500 50 55 9 13 1.0 12.8 16:00 300 30 60 8 11 0.6 12.7 17:00 100 10 65 6 7 0.2 12.6 18:00 20 2 70 2 1 0.05 12.5 19:00 0 0 75 -1 -2 0.0 12.5 Xulosa qilib aytganda, fotoelektrik batareyalarning energetik parametrlarini monitoring qilish va diagnostika qilish uchun ishlab chiqilgan tizimning tuzilishi, ishlash prinsipi va sinov natijalari batafsil bayon etildi. Ushbu tizim quyosh panellari samaradorligini oshirish, texnik xizmat ko‘rsatish xarajatlarini kamaytirish va ularning uzoq muddatli, barqaror ishlashini ta’minlash uchun ishlab chiqilgan. Tizim uchta asosiy qismdan iborat bo‘lib, quyosh panellari monitoring moduli texnik parametrlarni (harorat, kuchlanish, tok) kuzatib boradi va ularning holatini baholash imkonini beradi, meteostansiya tashqi muhit sharoitlarini (yorug‘lik darajasi, Quyosh radiatsiyasi, havo harorati va namligi) o‘lchab, ularning quyosh panellari samaradorligiga ta’sirini baholashga yordam beradi, markaziy boshqaruv qismi esa barcha ma’lumotlarni yig‘ib, tahlil qiladi va foydalanuvchiga real vaqt rejimida ma’lumot taqdim etadi. Tizimning afzalliklari aniqlik, tejamkorlik, moslashuvchanlik va masofaviy boshqaruv imkoniyatlari bilan ajralib turadi. Zamonaviy datchiklar va mikrokontrollerlar qo‘llanilishi yuqori aniqlikdagi natijalarni ta’minlaydi, nosozliklarni erta aniqlash texnik xizmat xarajatlarini kamaytiradi, tizimni boshqa qayta tiklanuvchi energiya manbalariga moslashtirish esa uni universallashtirish imkonini beradi. Tizimni masofadan kuzatish va boshqarish esa foydalanuvchiga qo‘shimcha qulaylik yaratadi. Ushbu tadqiqot shuni ko‘rsatadiki, bunday tizimlarni joriy etish Quyosh energiyasidan foydalanishni samarali va iqtisodiy jihatdan maqbul qiladi. Quyosh panellarining samaradorligini optimallashtirish va nosozliklarni o‘z vaqtida aniqlash energiya ishlab chiqarish hajmini oshirishga yordam beradi. Buxoroda quyoshli kunlarning ko‘pligi hisobga olinganda, bunday tizimlar mahalliy energetika infratuzilmasini rivojlantirishda muhim rol o‘ynashi mumkin. Kelajakda bunday tizimlarning texnologik imkoniyatlarini kengaytirish va ularni yanada avtomatlashtirish orqali Quyosh energiyasidan foydalanish samaradorligini yanada oshirishga erishish mumkin