Bitiruv malakaviy ish mavzusi obekti:
Ishni bajarish obyekti sifatida
quyosh energiyasi yordamida suv isitish tizimlari va ularni modernizatsiya qilish
usullari tanlangan.
Bitiruv malakaviy ishning amaliy ahamiyati.
Yaratilgan texnik
ishlanma quyosh energiyasidan unumli foydalanish imkoniyatlarini ochib berdi.
Ushbu loyixa О‗zbekiston hududidagi, fermer xо‗jaliklarda, xonadonlarda,
kollej va oliygoh yotoqxonalari va dushxonalarida qо‗llanilsa energiya
manbalaridan tejalgan holda zarur sharoit yaratilib, issiq suvga bо‗lgan ehtiyoj
tо‗la qondiriladi. О‗zbekiston sharoitida о‗rtacha 250-260 kun quyosh chiqishi
kuzatilgan. Quyosh о‗z energiyasini kollektorga uzatadi, kollektor isigan suvni
issiqlik saqlash bakiga uzatadi. Sovuq suv tarmogi issiqlik saqlovchi bak ichiga
montaj qilinadi. Sovuq suv bosimi orqali sovuq suv issiqlik saqlovchi bak ichiga
kiradi va unumli harorat olib, oldidagi jumrakga keladi, u yerda aralashtirgich
ventili (smesitel) yordamida kerakli haroratni sozlanadi va ehtiyoj uchun
ishlatiladi.
Issiqlik saqlovchi baqdagi harorat pasaymasligi uchun uni atrofini issiqlik
saqlovchi ―penoplast‖ yoki ―menirolovata‖ bilan urab chiqamiz. Qish kunlarida
quyosh kam chiqqanligi uchun isitish reduktorini (batareya) ga ulab qо‗shimcha
issiqlik olishimiz mumkin.
6
I
-
BOB. QUYOSH ENERGIYASI YORDAMIDA SUV ISITISH
TIZIMLARI HAQIDA UMUMIY TUSHUNCHALAR
1.1. Quyosh energiyasi va undan foydalanish haqida umumiy
ma‟lumotlar.
Quyosh nuri tuganmas energiya manbaidir. Yer atmosferasi chegarasiga
1,35 kVt/m
2
nurlanish oqimi zichligi tо‗g‗ri keladi va quyosh doimiysi deb
yuritiladi. Quyosh nuri yer atmosferasidan о‗tganda, uning energiyasi qaytish,
tarqalish va yutilish jarayonlari natijasida kamayadi. Bu jarayonlar nurni havo
tarkibiga kiruvchi gaz molekulalari va chang zarralarining о‗zaro ta‘sirlari bilan
xarakterlanadi. Masalan, azon (ultrabinafsha nurlarining kо‗p qismini yutadi),
suv bug‗i (infraqizil spektriga yaqin nurlarni yutadi), karbonat angidrit gazi
(о‗rtacha infraqizil nurlarning kо‗p qismini yutadi). Tо‗g‗ri quyosh nuri yer
yuzasiga yetib kelganda, uning energiyasi haqiqatdan ham kamayishiga
qaramasdan, bir yilda yer yuzasi qabul qilayotgan quyosh nurining energiyasi
tahminan 1,2-10
17
Vt (1.1018 kVt. soat)ni tashqil qiladi. Bu dunyoda iste‘mol
qilinadigan energiyadan 20000 marta kо‗p. Ammo Quyoshdan keladigan
energiyaning hammasini tо‗plash juda mushkulligi bilan xarakterlanadi.
Ekologik muhitga zarar bо‗lmasliga uchun yer yuziga tushadigan hamma
quyosh energiyasining 1,5%, ya‘ni yiliga 1,62-10
16
kVt soat energiyasidan
foydalansa bо‗ladi (bu 2-10
12
t. shartli yonilgiga ekvivalentdir) [2].
Yer kurrasi yuzasiga Quyosh nurining taqsimlanishi bir tekisda emas. Yil
davomida yerning 1 m
2
yuziga tо‗g‗ri keladigan quyosh energiyasi 3000 MJ/m
2
dan 8000 MJ/m
2
gacha о‗zgarib turadi. Yerning 1 m
2
yuzasiga bir kunda
tushadigan Quyosh energiyasining о‗rtacha yillik miqdori 7,2 MJ/m
2
(shimolda)
dan 21,4 MJ/m
2
(sahrolarda)gacha о‗zgaradi. Quyosh nuri oqimining о‗rtacha
yillik zichligi subtropik va sahrolarda 210 ... 250 Vt/m
2
MDX markaziy qismida
130 ... 210 Vt/m
2
va shimolda 80 ... 130 Vt/m
2
ni tashqil qiladi. Quyosh
energiyasi oqimining eng yuqori zichligi 1 kVt/m
2
gacha kо‗tariladi.
7
Geografik kengliklardagi ayrim mintaqalarda Quyosh nurining yillik
oqimi keng oraliqa о‗zgaradi, ya‘ni 1 m
2
gorizontal yuzaga: Sibirning shimoli-
sharq, va shimoliy orollariga 550 ... 830 kVt/soat, Sibir va Yevropa
mintaqasining kо‗p qismiga 83 ... 1100 kVt/soat, Uzok Sharq, Sibir, Povoljye,
Moldaviya va Ukrainaning janubiy tumanlariga 1100 ... 1380 kVt/soat,
Turkmaniston saxrolariga 2000 kVt/soat Quyosh energiyasi tushadi.
Quyosh energiyasi sochilib turishi Turkmanistonda 3100 soat,
О‗zbekiston va Tojikistonda 2815 ... 2830 soat, Qozog‗istonda va Qirg‗izistonda
2575 soat, Armaniston, Gruziya va Ozarbayjonda 2125 ... 2520 soat, Ukraina va
Moldaviyada 2005 ... 2080 soatni tashqil etadi.
Yer tashqarisidagi quyosh
nurlanishi
Yerdan quyosh f=32° burchak о‗lchamli disk shaklida kо‗rinadigan
yorug‗lik nurini manbai hisoblanadi (1.1- rasm).
Quyosh doimiysi: I = 1358Vt/m
2
= 487I qaj/ (m
2
. soat)
1.1-rasm. Quyosh va Yerning о‗zaro joylashishi (masshtabsiz)
Quyosh diametrini undan yergacha bо‗lgan masofaga nisbatan Quyosh
nurlarining parallelmaslik darajasi burchak hisobida 0,0093 radianni tashqil
qiladi.
8
Yer atmosferasi tashqarisida Quyosh nurining jadalligi deyarli о‗zgarmas
bо‗ladi. Quyosh va Yer masofasi о‗rtasidagi fazo о‗rtasidagi fazo bо‗shlig‗ida
nurlanish oqimiga perpendikulyar bо‗lgan, vaqt birligida maydon yuz birligiga
tushgan Quyosh energiyasiga Quyosh doimiysi deyiladi. Quyosh doimiysidan
tashqari, uning energiyasi spektral taqsimotini ham bilish foydalidir. Yuqori va
kosmik о‗lchamlarga asoslangai holda qurilgan monoxromatik oqimi, sirt
zichligining standart diagrammasi 1.2-rasmda keltirilgan.
Quyoshdan keladigan nurlarning yо‗nalishini о‗zgartirmaganlariga
nurlanish deyiladi. Atmosfera ta‘sirida yо‗nalishini о‗zgartirib sochilgan va
qayta Quyosh nurlariga diffuzli nurlanish deyiladi. Normal bо‗yicha yer yuziga
tushadigan Quyosh nurlari quyidagi о‗zgarish holatlariga duchor bо‗lishi
mumkin: I-Quyosh va Yer masofasining о‗zgarishi; 2-havo, suv buta va chang
molekulalari ta‘sirida atmosferada tarqalishi; 3- kislorod, azon, suv va karbonat
angidrid gazlari ta‘sirida atmosferadagi yutilish.
1.2-rasm. Monoxramatik nurlanish oqimi yuza zichligining standart
diagrammasi
9
Tо‗lqin uzunlik 2,5 mkm dan yuqori kuchsiz va yer tashqarisidagi
nurlanish suv va karbonat angidrid gazlarida jadal yutiladi. Faqatgina Quyosh
energiyasining bir qismi, ya‘ni tо‗lqin uzunligi 0,25 ... 2,5 mkm bо‗lgan nurlar
Yergacha yetib keladi.
О‗rta Osiyo respublikalarida Quyosh energiyasidan foydalanish uchun
sharoit juda ham yaxshi, chunki iyun oyida yorug‗ kunning uzunligi 16 soat,
dekabrda esa 8-10 soat. Bu yerda yiliga 300 kun, yozda oyiga 320-400 soat
ochiq Quyosh nuri tо‗g‗ri keladi. [2]
Sayyoramizda kuzatilayotgan global ekologik muammolar: iqlimning
о‗zgarishi, ozon qatlamining siyraklashuvi, kislotali yomgirlar, atmosferaning
zaxarli gazlar bilan tо‗yinishi, atrof-muhitni radiatsion ifloslanishi kabi qator
masalalar aynan energiya ishlab chiqarish va uni iste‘mol qilish jarayoni bilan
bog‗liqdir. Tabiyki energiya iste‘moli miqdori bir tomondan yer yuzida aholi
sonining oshishi bilan bog‗liq bо‗lsa, ikkinchi tomondan bu aholining yashash
farovonligining о‗sishi bilan bog‗liq.
Hozirgi kunda dunyo bо‗yicha kishi boshiga yiliga о‗rtacha hisobda 2kVt
soat energiya tо‗g‗ri keladi, vaholanki, u normal farovon xayot kechirish uchun
bu miqdor yiliga 10kVt soatni tashqil qilishi lozim hisoblanadi.
Biz ushbu ishimizda energiya ishlab chiqarish va uni iste‘moli
samaradorligini oshirishning ba‘zi uslublari haqida ham sо‗z yuritishga harakat
qildik.
Yer yuzida mavjud energiya manbalari asosan ikki turga ajraladi: qayta
tiklanmaydigan va qayta tiklanuvchi. Energiyaning qayta tiklanmaydigan
manbalariga yokilg‗ining qazib olinuvchi turlariga asosan neft, gaz, kо‗mir, torf
kiradi. Qayta tiklanuvchi energiya manbalariga biosferada doimiy ravishda
mavjud bо‗lgan energiya turlari: Quyosh, shamol, biomassa, okean va dengiz
tо‗lqinlari, hamda daryolarning gidroenergiyalari kiradi.
Energiyaning qayta tiklanuvchi va qayta tiklanmaydigan turlari Yer
biosferasiga kо‗rsatadigan ta‘sirlariga qarab bir-birlaridan prinsipial farq
qiladi.Energiyaning qayta tiklanmaydigan manbalarini qо‗llash atrof-muhitning
10
qо‗shimcha ravishda qizishiga olib keladi, ya‘ni ularning energiyasi hisobiga
Quyosh tomondan qizdirilayotgan planetamizning qо‗shimcha ravishda
qizishiga sababchi bо‗ladi. Shuning uchun energiyaning bunday turlari
qо‗shiluvchi energiya turlari deb ham ataladi. Shuningdek energiyaning qayta
tiklanuvchi turlari energiyaning qо‗shilmaydigan turlari deb ham ataladi.Chunki
bunda manbadan qanchalik miqdorda energiya olinsa, u shuncha qilib
qaytariladi. Masalan, Quyoshdan Yerda ishlovchi qurilmalarga ma‘lum bir
miqdordagi fotonlar energiyasini oldik deylik, shu bilan birga ularning Yerni
qizdirishdagi faoliyatidan maxrum qildik, lekin fotonlarni qurilmalarda ishlatib
bо‗lgandan keyin olingan energiyaga teng miqdordagi issiqlik energiyasi Yerga
chiqariladi. Natijada, energetik balans saqlanib qoladi. Shunday qilib,
energiyaning qо‗shilmaydigan turlarini ishlab chiqish sohasini chiqindisiz ishlab
chiqarish deyish mumkin.
Necha o‘n yillar mobaynida kuzatilib kelayotgan yillik energiya ishlab
chiqarishning о‗sish tempini (3%) e‘tiborga olsak, tahminan 75 yildan keyin
energiyaning qо‗shiluvchi turini qо‗llash uchun ajratilgan, limit tugaydi. Demak,
insoniyat global miqiyosidagi halokatdan kutilib qolishi uchun, u XXI asr
о‗rtalariga kelib energiyaning qо‗shiluvchi turlarini ishlab chiqarishdan tiyilishi
va zudlik bilan energiyaning qо‗shilmaydigan (noan‘anaviy) turlarini yetarli
darajada ishlab chiqarishni yulga quymog‗i lozimdir. Planetamizda aholi soni
ortishi bilan bir qatorda energiya ishlab chiqarish va uni iste‘mol qilish jarayoni
ham yil sayin oshmoqda. Aholi soni, hisob-kitoblarga qaraganda 2075-2100
yilga borib tahminan 12mlrd ga yetishi, energiya iste‘moli esa kishi boshiga
hozircha о‗rtacha 4 kVt dan, 2075 yili 9,1 kVt ga yetishi kutilmoqda.
Yer yuzida energiya iste‘moli va uni ishlab chiqarishni baholash uchun,
odatda, о‗tgan davr uchun grafik chizib, uni kelajak zamonga ekstropolyatsiya
qilinadi va xulosa chiqariladi. Baholashning bu usuli bir qancha kamchiliklarga
ega. Bundan tashqari shuni ham takidlash joizki, bazi rivojlangan davlatlarda
aholining о‗sish tempi ham, ularning energiya iste‘moli tempi ham bir muncha
pasayishi kuzatilmoqda. Shu sababli, bu usuldan emas, balki bu sohaning yirik
11
mutaxasislari taklif qilgan analitik usuldan foydalanish maqsadga muvofiq. Bu
modelga binoan aholining о‗sish tempi bilan uning energiya iste‘moli tempi
ma‘lum bir davrga kelib muvozanatli holga erishadi deb hisoblanadi. Bu model
gipotetik model bо‗lib, unda aholining о‗sish tempi 2125 yilgacha mо‗ljallangan
BMT ning demo grafik prognozlaridan olingan. Bu prognozlarga binoan
aholining о‗sish tempi 2100 yilga kelib tahminan 12 mlrd atrofida stabillashadi.
Yer yuzida aholi sonining о‗sish tempi bо‗yicha boshqa raqamlar mavjud bо‗lsa
ham, kо‗pchilik tadqiqotchilar yuqoridagi raqamni (12mlrd) tо‗g‗ri va ilmiy
asoslangan deb hisoblaydilar.
Energiyaning bir turdan boshqasiga aylanish jarayonlarini tahlil qilishda
energiya samaradorligini belgilovchi kattalik sifatida, odatda, chiqishdagi
foydali energiya miqdorining kirishdagi umumiy energiya miqdoriga nisbati
olinadi.
Shuningdek,
qayta
tiklanadigan
energetikani
rivojlantirish
mexanizmlariga ham aloxida e‘tibor qaratishimiz lozimdir.
Qayta tiklanadigan energiya ma‘lum miqdorining mavjud bо‗lishi ayni
paytda zarur hisoblanadi, lekin bu mamlakat energetika balansiga keng
kо‗lamda jalb etish Qayta tiklanadigan energetikaning zamonaviy
texnologiyalarini joriy etish bо‗yicha halqaro tajriba shundan dalolat beradiki,
har bir mamlakatda qayta tiklanadigan energetika texnologiyalarini rivojlantirish
hamda joriy etishga tо‗sqinlik qiluvchi muayyan meyoriy-huquqiy, iqtisodiy,
texnik, psihologik, axborot va boshqa omillar mavjud. Bularning barchasi qayta
tiklanadigan energetika texnologiyalariga bevosita taalluqli bо‗lmasa-da, qayta
tiklanadigan energiya manbalarining mavjud saloxiyatini keng kо‗lamda
uzlashtirishga halaqit bermoqaa.
Bu omillarni aniqash va bartaraf etishda kо‗pincha davlatning keng
kо‗lamda va izchil xarakat qilishi, shuningdek, bu boradagi ishlarda qayta
tiklanadigan
energetika
texnologiyalarini
joriy
etish
hamda
yanada
rivojlantirishdan manfaatdor tashqilotlar va shaxslar ishtirok etishi talab qilinadi.
12
Sunggi yillarda о‗tkazilgan tadqiqotlar О‗zbekistonda qayta tiklanadigan
energetika texnologiyalarini keng miqiyosida rivojlantirishga yordam beradigan
ayrim
mexanizmlarni
identifikatsiyalash,
shuningdek,
bu
boradagi
kamchiliklarni aniqash hamda bartaraf etish bо‗yicha qator tavsiyalarni
tayyorlash imkonini berdi. [2]
Dostları ilə paylaş: |