CC BY
36TEXNIKA FANLARI / TECHNICAL SCIENCE
УДК: 621.548.3 Садуллаев Н.Н., Сафаров А.Б., Нематов Ш.Н., Мамедов Р.А.
БУХОРО ВИЛОЯТИ ХУДУДИДА ШАМОЛ ЭНЕРГИЯСИДАН ФОЙДАЛАНИШ ИМКОНИЯТЛАРИНИ ТАДЦЩ ЭТИШ НАТИЖАЛАРИ
Садуллаев Н.Н. - т.ф.н., доцент; Сафаров А.Б. - докторант; Нематов Ш.Н. - докторант; Мамедов Р.А.-
докторант (Бухоро мухандислик - технология институти)
В данной статье дается анализ климатических особенностей ветроэнергетики и возможностей использования энергии ветра в Бухарской области. Рассчитан потенциал энергии ветра на разных высотах региона. Исследования показали, что районы с низкой скоростью ветра (3,5-4,5 м / с) составляют более 75% от общей площади. Кроме того, в этой статье представлены и проанализированы экспериментальные результаты ветрогенератора с двумя роторами, который эффективно работает при слабых и изменчивых ветровых потоках.
Ключевые слова: средняя скорость ветра, среднее квадратичное отклонение, удельная энергия ветра, постоянные магниты, статор, ротор, рабочая характеристика генератора.
This article provides an analysis of the climatic features of wind energy and the possibilities of using wind energy in the Bukhara region. The potential of wind energy at different heights of the region is calculated. Studies have shown that areas with a low wind speed (3.5-4.5 m / s) make up more than 75% of the total area. In addition, this article presents and analyzes the experimental results of a two-rotor wind generator that works effectively with weak and variable windflows.
Keywords: average wind speed, standard deviation, specific wind energy, permanent magnets, stator, rotor, generator performance.
Х,озирги кунда энергетик олимларнинг кун тартибида турган энергия хавфсизлиги, электр энергия ишончлилиги ва узлуксизлиги, иклим узгариши каби асосий долзарб муаммоларнинг олдини олишда "Яшил энергетика"ни ривожлантириш ва ундан фойдаланиш куламини ошириш лозим. "Яшил энергетика" нинг асосий кисмини экологик тоза, кайта тикланадиган энергия манбалари ташкил килади.
Узбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 26 майдаги П^-3012-сонли "2017-2021 йилларда кайта тикланувчи энергетикани янада ривожлантириш, иктисодиёт тармоклари ва ижтимоий сохада энергия самарадорлигини ошириш чора-тадбирлари дастури тугрисида" ги, 2018 йил 28 апрелдаги П^-3687-сонли "^айта тикланадиган энергия манбалари сохасида инвестиция лойихаларини амалга оширишга оид кушимча чора-тадбирлар тугрисида" ги карорларига мувофик мамлакатнинг энергетика хавфсизлигини мустахкамлаш, кайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланиш сохасига инновацион технологияларни, илмий-техникавий ишланмаларни жорий этишни, кайта тикланувчи энергия манбалари курилмаларининг энергия жихатдан самарадорлигини оширишни, уларнинг ишлаб чикарилишини кенгайтиришни ва махаллийлаштиришни рагбатлантириш, кайта тикланувчи энергия манбаларидан фойдаланиш сохасидаги преференция ва имтиёзлар берилиши мамлакатимиз худудларида кайта тикланадиган энергетика тизимини ривожлантиришда катта ахамият касб этади [1].
^айта тикланадиган энергия манбалари асосида ишлаб чикарилаётган электр энергияси ишончли, атроф-мухитга деярли зарари йуклиги боис бундай лойихалар амалиётга тобора кенг жорий килинмокда, уларга катта микдорда инвестиция йуналтирилиб, истикболли ишланма хамда тадкикотлар куллаб-кувватланаяпти. Бугунги кунда кайта тикланадиган энергия
манбалари ичида шамол энергиясидан фойдаланиш энг истикболли лойихалардан бири саналади.
Бухоро вилояти худудининг шамол энергияси ресурслари салохиятини бахолаш буйича Бухоро мухандислик-технология институтида илмий-тадкикот ишлари олиб бориляпти. Аникланган ва тахлил килинган натижаларга кура Бухоро вилоятининг шимоли-гарбий Еиждувон ва Шофиркон туманларида шамол электр станцияларини куриш иктисодий жихатдан самара бериши тадкик килинди [2]. Долган туманларда кичик кувватли шамол энергетик курилмаларидан фойдаланиш имкони мавжуд.
1 -расмда Бухоро вилояти худудининг турли баландликлардаги шамолнинг уртача тезлиги йиллар кесимидаги узгариш диаграммаси келтирилган. Баландлик ошиб борган сари шамол тезлиги киймати хам ошиб боради. Минтакада 10 м баландликда шамолнинг уртача тезлиги 3,8 м/с ни, 50 м баландликда 5 м/с ни ва 100 м баландликда 6,2 м/с ни ташкил килар экан. Бу эса уз навбатида минтакада шамол энергиясидан фойдаланиш иктисодий жихатдан самара бериши мумкинлигини курсатади [3].
1-расм. Бухоро вилояти худудининг йиллар кесимида турли баландликларда шамолнинг уртача тезлиги кийматлари.
Бухоро вилояти Узбекистоннинг жанубий 39077' кенгликда ва гарбий 64048' узокликда жойлашган булиб, унинг умумий майдони 39,4 минг км2 ни ташкил килади. Худуд асосан 75% дашт ва чуллардан иборат. Бухоро вилояти худудида шамол энергиясидан фойдаланиш имкониятлари буйича илмий-тадкикот ишлари олиб бориляпти. Худуднинг шамол энергияси салохиятини тугри ва аник бахолаш шамол энергиясидан самарали фойдаланишнинг мухим омили хисобланади. Шамол узгарувчан микдор булиб, шамол энергияси салохиятини бахолашда хозирги кунда турли таксимот функцияларидан фойдаланилади. Вейбулл ва Рэлей таксимот функциялари шамол энергияси салохиятини бошка таксимот функцияларига нисбатан аникрок бахолайди [4,5,6].
1-жадвалда Вейбулл таксимот функциясидан фойдаланиб, Бухоро вилоятининг турли баландликлардаги шамол энергияси ресурслар салохияти бахоланган [7]. Минтакада шамол энергиясидан тулик фойдаланилганда хозирги кунда истеъмол килинаётган электр энергиясидан купрок энергия олиш имконига эга буламиз.
Бухоро вилояти худудининг кичик кувватли истеъмолчиларини электр энергияси билан таъминлашда вертикал укли шамол турбиналаридан фойдаланиш, электр энергияси узлуксизлиги ва ишончлилигини оширишни таъминлайди. Вертикал укли шамол турбиналари кучсиз ва узгарувчан шамол окимларида самарали ишлаши учун шамол турбинасининг асосий кисмини ташкил киладиган генераторни тугри танлашимиз керак. Икки роторли доимий
магнитлардан ташкил топган (аксиал) генераторлар кичик тезликли шамол окимларида самарали ишлайди. Ушбу генераторлар тузилиши ихчам, шовкинсиз ва арзон хисобланади.
1-жадвал
Бухоро вилояти ^удудининг турли баландликларидаги шамол энергияси _ресурслари салох,ияти_
Турли баландликларда шамол энергияси
Шамол энергияси салох,ияти салох,ияти (м)
10 50 100 150
Ялпи салохият, млрд. кВт^соат 712,11 2023,11 3326,52 4456,62
Техник салохият, млрд. кВт-соат 14,24 40,46 66,53 89,13
Иктисодий салохият, млрд. кВт-соат 0,07 0,2 0,33 0,45
Бухоро мухандислик-технология институти "Энергоаудит" кафедраси илмий изланувчилари томонидан кучсиз ва узгарувчан шамол окимларида самарали ишлайдиган, доимий магнитлардан ташкил топган уч фазали икки роторли шамол генератори яратилди ва тажриба - синов тадкикотлари олиб борилмокда.
Генераторнинг асосий улчамлари 2-расмда келтирилган. Темир ротор дискларининг калинлиги доимий магнит булаклари калинлиги билан бир хил булиши керак, магнитларнинг калинлиги магнит ва статор орасидаги бушлик д, ва статор калинлиги ни уз ичига олади. Ушбу генератор самарали ишлаши учун доимий магнитлар тугри танланиши керак. Генераторга кулланилган доимий магнитлар (NdFеB) N48 маркали булиб, магнитнинг калинлиги 10 мм, узунлиги 40 мм ва кенглиги 15 мм га тенг. Статор ва ротор орасидаги бушлик калинлиги 2 мм га тенг. Бу курсатгич канча кичик булса, магнит майдон индукция киймати шунча катта булади. 2-жадвалда икки роторли генераторнинг асосий параметрлари келтирилган.
2-жадвал
Лойих,аланган икки роторли генераторнинг асосий параметрлари
Магнит улчамлари (^еВ) N48 40х15х10 мм статорнинг ташки диаметри 230 мм
Магнит майдон индукцияси 1,36-1,42 Тл статорнинг ички диаметри 100 мм
Магнит майдон кучланганлиги 955 кА/м чулгам ПЭТВ, 0,25 мм2
Магнитлар сони 32 та чулгамлар сони 12 та
Метал дискнинг (ротор)калинлиги 10 мм статорнинг калинлиги 20 мм
Иккита магнит хаво оралигидаги магнит индукция киймати статор калинлиги, статор ва ротор орасидаги хаво бушлигининг калинлигига боглик. Иккита магнит хаво оралигидаги магнит майдон индукция киймати куйидаги богликлик оркали аникланади [8]:
Вя =-^--(1)
* 1+Св+о, 5 дг Рггвс /Ь М
Токли утказгич киритилган мухитнинг магнит сингдирувчанлиги куйидаги богликликдан аникланади:
1 вг
(2)
."о "с
бу ер да Вг ва Ис доимий магнитларнинг магнит индукцияси ва кучланганлиги (2-жадвал).
2-расм. Икки роторли генераторнинг статор ва ротори орасидаги богликдик параметрларининг белгиланиши.
FEMM 4.2 дастури чизикли ва чизикли булмаган магнит майдон хоссаларини, магнит майдон индукцияси куч чизикларини, магнит майдон кучланганлигини бахоловчи дастур хисобланади. Яратилган шамол генератори имкониятлари ушбу дастурий таъминот асосида тахлил килинди.
3-расм. FEMM 4.2 дастурида олинган доимий магнитлар орасидаги магнит майдон индукция вектори кийматларининг тахлили
3-расмда генератордаги мавжуд доимий магнитларнинг бир-бири билан таъсири, магнит майдон индукция куч чизиклари ва улар кийматлари келтирилган [9].
4-расмда лойихаланган генераторнинг роторида магнитларнинг жойлашуви ва статор чулгамининг ташки куриниши келтирилган. Статор чулгами уч фазали булиб, хар фазасида 4 тадан галтаклари мавжуд. Статор чулгамларини икки хил усулда:"юлдузча" ёки "учбурчак" усулида улаш мумкин.
а б
4-расм. Генераторнинг ротори (а) ва статори (б) нинг ташки куриниши.
Генераторда хосил буладиган магнит окими доимий магнитлар улчамларига ва магнит майдон индукциясига боглик булади. Бу ифода куйидаги формуладан аникланади:
Ф::;:: = 5,;;:,:,, (3)
Генератор чулгамларида хосил буладиган ЭЮК куйидаги богликлик билан аникланади
[10]:
(4)
1 120 120
бу ерда: р — доимий магнитларнинг жуфт кутблар сони; ц — битта фазадаги чулгамлар сони;
к,л. —тулдириш коэффициента (0,95); N —битта чулгамдаги урамлар сони; п —магнит майдонининг айланиш тезлиги; —доимий магнитнинг кенглиги; Ьт —доимий магнитнинг узунлиги; Бд — иккита магнит х,аво оралигидаги магнит майдон индукция к;иймати.
5-расм. Генератор ротори айланиш тезлигининг кучланишга богликлик графиги ( уч
фазали юлдузчага уланган).
5-расмда икки роторли уч фазали (аксиал) генераторнинг (тажрибада олинган ва назарий хисобланган кийматлар) ротор айланиш тезлигининг кучланишга богликлик графиги келтирилган. Тахлил килинган натижаларга кура 500 айл/мин да генератордан тахминан 150 В кучланиш олиш мумкин.
а) б)
6-расм. Генераторнинг тажриба синов ишлари (а) ва ташки куриниши (б). Лойихаланган генератордан чикадиган кувват куйидаги ифода оркали аникланади [11]:
= IE.UV-™ - (5)
lav
бу ерда I — статор чулгами максимал токи; ушбу генераторлар учун ijcosp — 0,9 тенг булади; 5_. -генератор чулгамларида х,осил буладиган ЭЮК.
Й
1200 1000 800 600 400 200 0
16 22,5 31,5 45 63 90 112 125 160 180 224 315 450 630 Айланнштешнгн, мил мин
Назарий I Тажриба
7-pacM. reHepaTop poTopu aMnaHHm Te3nurHHHHr KyBBaTra GoFnHKnHK rpa^uru.
7-pacMga reHepaTop poTopu aMnaHHm Te3nurHHHHr reHepaTopgaH HHKaguraH KynnaHHmra GoFnHKnHK rpa^uru KenTupunraH. YmGy rpa^HKga HasapuM Ba Ta^puGa chhob HaTH^anapu conumTHpunraH. HasapuM Ba Ta^puGa chhob HaTH^anapu conumTupunraHga xaTonHK 10% gaH KaM GynraHH TagKHK KunuHgu.
eh3 noMuxanaraH reHepaTopga maMon Tesnuru 2,5-3 m/c GynraH xonaTnapga x,aM MatnyM MHKgopga энepгнa GunaH TatMHHnamuMHS MyMKHH. YmGy reHepaTopnapHH khhhk KyBBaTnu maMon TypGuHanapura KynnacaK, maMon okhmh энepгнacндaн caMapanu $oMganaHHmHMH3 MyMKHH.
OnuG GopunraH TagKHKoTnap acocuga KyMugaru xynocanapHH KHnumHMH3 MyMKHH:
1. Eyxopo Buno^THgaru maMon энepгнacнgaн ^oMganaHHm HMKoHHATnapuHH ypraHHm Kyncu3 x,aBo oKHMnapuga caMapagop umnoBHH maMon reHepaTopuHH aparamHH TanaG этagн.
2. Kyncu3 maMon oKHMnapuga umnoBHH reHepaTopnapHHHr HasapuM Taxgunu poTopu Ba cTaTopu KapaMa-Kapmu ToMoHra aMnaHyBHH, BepTHKan yKnu, Kyn KyTGnu ysrapMac MarHHTnu reHepaTopnapgaH ^oMganaHum энг roKopu caMapa GepumuHH KypcaTgu.
A^ABHETtfAP
1. https://lex.uz/ru/docs/4486127
2. CagynnaeB H.H., Ca^apoB A.B., HeMaToB ffl.H., MaMegoB P.A. "Statistical Analysis of Wind Energy Potential in Uzbekistan's Bukhara Region Using Weibull Distribution". Applied Solar Energy,July2019, Volume 55, Issue 2, pp. 126-132.
3. CagynnaeB H.H., Ca^apoB A.B., HeMaToB ffl.H., MaMegoB P.A. "Research on Facilities of Power Supply of Small Power Capability Consumers of Bukhara Region by using Wind and Solar Energy". International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE), Volume 8, Issue 9S2, July 2019, pp. 229 - 235.
4. CagynnaeB H.H., Ca^apoB A.B., HeMaToB ffl.H., MaMegoB P.A. "Increase Power Efficientand Reliability of Electrosupply of Consumers of Low Power". GIS Business, Volume 14, Issue4, August2019, pp. 42 - 52.
5. CagynnaeB H.H., Ca^apoB A.B., HeMaToB ffl.H. "Analysis of Wind Energy Potential in Using Weibull Distribution in Bukhara Region, Uzbekistan". International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology, Volume 6, Issue 1, January 2019, pp. 7846 -7853.
6. Садуллаев Н.Н., Сафаров А.Б., Нематов Ш.Н., Мамедов Р.А. "Статистический анализ ветрового энергетического потенциала в Бухарской области Республики Узбекистан с использованием распределения Вейбулла". Гелеотехника, 2019, том 55,№ 1, 67-77стр.
7. Садуллаев Н.Н., Сафаров А.Б. Узгарувчан ва кучсиз шамол окимларида ишловчи самарадор шамол генераторларини яратиш. Энергия ресурс тежаш муаммолари, 2018 №(3-4), б. 328-334.
8. Jacek F. Gieras, Rong-Jie Wang, Maarten J. Kamper "Axial flux permanent magnet brushless machines" Print 2004 Kluwer Academic Publishers Dordrecht. 15-32 pg.
9. http://www.femm.info/wiki/Download
10. K.C. Latoufis, G.M. Messinis, P.C. Kotsampopoulos and N.D. Hatziargyriou. "Axial Flux Permanent Magnet Generator Design for Low Cost Manufacturing of Small Wind Turbines". Wind Engineering. Volume 36. No. 4. 2012. pp. 411-442.
11. Sriram S. Laxminarayan, Manik Singh, Abid H. Saifee, Arvind Mittal." Design, modeling and simulation of variable speed Axial Flux Permanent Magnet Wind Generator". Sustainable Energy Technologies and Assessments 19(2017) 114-124.
УДК 621.31 Комилов А. Г.
ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ Cu(InxGa1-x)Se2
Комилов А. Г.- т.ф.ф.д. ( УзР ФА Физика-техника институти)
Cu(InxGa1-x)Se2 асосидаги юпца цатламли цуёш фотоэлементлари технологиясини таулил цилиш, ишлаб чициш ва амалга ошириш буйича дунёнинг етакчи илмий марказлари ва лабораторияларининг энг мууим мацолалари ва электрон нашрлари шаруи утказилди. Электр энергиясини ишлаб чицариш учун Cu(InxGa1-x)Se2 асосидаги юпца цатламли цуёш батареялари технологиясининг афзалликлари ва камчиликлари тугрисида илмий асосланган маълумотлар келтирилган.
Таянч сузлар: куёш фотоэлементлари, юп;а катламли, CIGS, ФИК, электр энергияси, c-Si, LCOE.
A review of the most significant publications and electronic issues of the world's leading research centers and laboratories for the analysis, development and implementation of thin-film solar cell technology based on Cu (InxGa1-x) Se2 have been performed. Scientifically substantiated data on the advantages and disadvantages of the technology of thin-film solar cells based on Cu (InxGa1-x) Se2 for the production of electricity are presented.
Key words: solar photovoltaic cells, thin film, CIGS, efficiency, electricity, c-Si, LCOE.
Из-за высокого потенциала солнечной энергии и существования потребности в энергоснабжении локализованных потребителей на территории нашей республики использование фотоэлектрических батарей (ФЭБ) является наиболее целесообразной альтернативой централизованному электроснабжению. С помощью ФЭБ можно покрывать коммунальные нужды и потребности, потребности малых производственных предприятий в регионах, отдаленных от систем центрального электроснабжения. Электрическую мощность от 100 до 200 Вт можно получить с 1 м2 современных ФЭБ при дневном солнечном свете, и при этом не производить никакого загрязнения окружающей среды вредными химическими веществами и не нарушается природный тепловой баланс. К тому же, ФЭБ не требуют специальных знаний для эксплуатации.
