Mobil uyda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energiya ta’minoti tizimi Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

S

d ) https://dx.doi.org/10.36522/2181-9637-2023-4-6 UDC: 697.329(045)(575.1)

MOBIL UYDA QUYOSH VA BIOGAZ ENERGETIK QURILMALARNING INTEGRATSIYALASHGAN ENERGIYA TA'MINOTI TIZIMI

Raxmatov Anvar Raxmat o'g'li, "Muqobil energiya manbalari" kafedrasi magistranti, e-mail: [email protected];

Toshmamatov Bobir Mansurovich,

"Muqobil energiya manbalari" kafedrasi katta o'qituvchisi

Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti

Kirish

Dunyoda yoqilg'i-energetika resurslari za-xiralarining kamayib borishi va atrof-muhit-ga ekologik yuklamaning ortishi natijasida an'anaviy energiya resurslarini tejash dol-zarb muammoga aylanmoqda. Shu bilan birga, energiya muammosi global tus olib, energetika bazasini qayta qurish va ekologik toza qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydala-nish yo'llarini izlab topish zaruriyati paydo bo'lmoqda (Uzokov & Davlonov, 2021).

Jahon energetika agentligi ma'lumoti-ga ko'ra, hozirgi yuz yillikning o'rtalarida umumiy energiya balansida qayta tiklanadigan energiya manbalarining ulushi 40%ga yetishi mutaxassislar tomonidan hisoblan-gan. Qayta tiklanadigan va an'anaviy energiya manbalaridan foydalanishdagi ushbu holat natijasida 2050-yilda CO2 konsentratsiyasi at-mosferada stabillashadi, XXI asr oxiriga borib esa keskin kamayadi (Uzakov, Shomuratova, & Toshmamatov, 2021).

Shu sababli keyingi 15-20 yil ichida muqobil va qayta tiklanadigan energiya man-balari asosida ishlaydigan energiya tejamkor qurilma va texnologiyalarni yaratish, raqo-batbardosh va ekologik toza energiya tejam-kor texnologiyalarni ishlab chiqish davr tala-biga aylandi.

Hozirgi vaqtda respublikamizda kommu-nal-maishiy va ijtimoiy obyektlar, bino va

Annotatsiya. Ushbu maqolada markazlashgan energiya ta'minotidan uzoqda joylashgan hududlar-dagi issiqlik va elektr energiyasi iste'molchilari uchun to'liq muqobil energiya manbalari asosidagi avtonom energiya ta'minoti tizimiga ega mobil uyning asosiy o'lcham va parametrlari keltirilgan. Mobil uyning umumiy prinsipial sxemasi, ya'ni quyosh kollektori, quyosh fotobatareyasi, piroliz va biogaz qurilmala-rining integratsiyalashgan namunasining mobil (ko'chma) uyga o'rnatilgan ko'rinishi tasvirlangan. Bundan tashqari, mobil uyni qo'llash obyekti hamda uning qishloq va fermer xojaligi klasterlari, baliqchilik, asalarichilik sohalari uchun energetik va iqtisodiy samaradorligi bayon qilingan. Maqolada, shuningdek, mobil uyga o'rnatilgan qurilmalarning ishlash ketma-ketligi va prinsiplari yoritilgan.

Kalit so'zlar: mobil uy, avtonom energiya ta'minot tizimi, qishloq aholisi, quyosh kollektori, quyosh fotobatareyasi, quyosh energiyasi, piroliz, biogaz energiyasi, energiyaga bo'lgan talab, klaster.

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ И БИОГАЗОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В МОБИЛЬНОМ ДОМЕ

Рахматов Анвар Рахмат угли,

магистрант кафедры "Альтернативные источники энергии";

Тошмаматов Бобир Мансурович,

старший преподаватель кафедры "Альтернативные источники энергии"

Каршинский инженерно-экономический институт

05.05.06 - КАИТА ТИКЛАНАДИГАН ЭНЕРГИЯ ТУРЛАРИ АСОСИДАГИ ЭНЕРГИЯ

КУРИЛМАЛАРИ

Аннотация. В данной статье представлены основные размеры и параметры мобильного дома с автономной системой энергоснабжения на базе полностью альтернативных источников энергии для потребителей тепловой и электрической энергии в районах, удаленных от централизованного энергоснабжения. Описана общая принципиальная схема мобильного дома, то есть интегрированный образец солнечного коллектора, солнечной фотобатареи, пиро-лизных и биогазовых установок, а также внешний вид дома. Кроме того, в статье описывается объект применения мобильного дома, потребители мобильного дома, а также его энергетическая и экономическая эффективность в сферах сельскохозяйственных и фермерских кластеров, рыболовства и пчеловодства. В статье представлена последовательность и принципы работы устройств, установленных в мобильном доме.

Ключевые слова: мобильный дом, автономная система энергоснабжения, сельские жители, солнечный коллектор, солнечная фотобатарея, солнечная энергия, пиролиз.

INTEGRATED ENERGY SUPPLY SYSTEM OF SOLAR AND BIOGAS ENERGY DEVICES IN A MOBILE HOME

Rakhmatov Anvar Rakhmat ugli,

Student for Master's degree in the chair "Alternative energy sources";

Toshmamatov Bobir Mansurovich,

Senior Teacher in the chair "Alternative energy sources"

Karshi Engineering Economics Institute

Abstract. This article lists the main dimensions and parameters of a mobile home with an autonomous energy supply system based on completely alternative energy sources for consumers of heat and electricity in regions far from centralized energy supply. An integrated example of a mobile home's general principled circuit, such as solar collector, solar photobathare, pyrolysis, and biogas devices, is described as a mobile (portable) home-mounted view and home exterior. In addition, the article describes the Mobile Home application facility under research and the energy and economic efficiency for rural and farm clusters, fishing beekeeping industries. The article presents the sequence and principles of operation of devices installed in a mobile home.

Keywords: mobile home, autonomous energy supply system, villagers, solar collector, solar photobatharea, solar energy, pyrolysis, biogas energy, energy demand, cluster.

inshootlarning energiya ta'minoti tizimlarida an'anaviy energiya resurslarini tejash, qayta tiklanuvchi energiya manbalaridan foydala-nishni rivojlantirish va iqtisodiyot tarmoqlarida energiya tejamkor texnologiyalarni joriy etish muammolariga alohida e'tibor qaratilmoqda.

O'zbekiston Respublikasi Prezidentining 2020-yil 10-iyuldagi "Iqtisodiyotning energiya samaradorligini oshirish va mavjud resurslarini jalb etish orqali iqtisodiyot tarmoq-larining yoqilg'i energetika mahsulotlariga qaramligini kamaytirishga doir qo'shimcha chora-tadbirlar to'g'risida"gi PQ-4779-son-li hamda O'zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining 2020-yil 23-iyuldagi "Qayta tiklanuvchi energiya manbalari qurilmalari va ulardan ishlab chiqariladigan energiya-ning davlat hisobini yuritish chora-tadbirlari to'g'risida"gi 452-sonli qarorlarida iqtisodi-yotda energiya hamda resurslar sarfini ka-maytirish, energiya tejaydigan texnologiyalarni joriy etish, qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanishni kengaytirish, iqtisodiyot tarmoqlarida energiya samara-dorligini oshirish masalalari ustuvor vazifalar sifatida belgilab berilgan.

O'zbekiston Respublikasi Prezidentining 2022-yil 20-dekabrda Oliy Majlis va O'zbekis-ton xalqiga Murojaatnomasida yashil ener-getika sohasini keng joriy qilishga qaratil-gan muhim ahamiyatga ega bo'lgan bir qator vazifalar belgilandi. Jumladan, mamlakatimiz energiya manbalaridan uzoq hududlarda mini quyosh elektrostansiyalari qurish va energiya samarador bo'lgan quyosh kollek-torlarini o'rnatish bo'yicha muhim top-shiriqlar berildi.

Issiqlik va elektr energiyasi farovon hayo-timizning asosiy qismi hisoblanadi. Chunki kundalik hayotimizdagi maishiy ehtiyojlari-miz issiqlik, issiq suv hamda elektr energi-yasiga uzviy ravishda bog'liqdir. Masalan, qish faslida oddiygina isitish tizimisiz ya-shashning imkoni yo'q, boshqacha qilib ayt-ganda, taxminan suvga bo'lgan ehtiyojning 70-80 % issiq bo'lishi kerak.

Bugungi kunga kelib, ushbu maishiy eh-tiyojlarni qondirish uchun issiqlik va elektr

ИЛМ-ФАН ВА ИННОВАЦИОН РИВОЖЛАНИШ PRINT ISSN 2181-9637

НАУКА И ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ ONLINE ISSN 2181-4317

SCIENCE AND INNOVATIVE DEVELOPMENT 4 / 2023

S

manbayi sifatida quyosh va biogaz energi-yasidan foydalanish istiqbolli yo'ldir. Ayniq-sa, mamlakatimizning janubiy hududlarida quyoshli kunlar 300-320 kun davom etishi-ni hisobga olsak, qayta tiklanadigan energi-ya manbalari, xususan, quyosh energiyasi asosida ishlovchi piroliz va biogaz qurilma-laridan samarali foydalanish uchun yetarli-cha imkoniyatlar mavjudligini ko'rish mum-kin (Allayev, 2021), (Aliyarova, Uzakov, & Toshmamatov, 2021), (Uzakov, Elmurodov, & Davlonov, Experimental study of the temperature regime of the solar pond in the climatic conditions of the south of Uzbekistan, 2022), (Mamatkulova & Uzakov, 2022).

Butun dunyo bo'ylab energiyaga bo'lgan talabning oshishi, energiya resurslarining kamayishi va ekologik muammolar soni or-tib borishini hisobga olsak, texnik va iqti-sodiy xususiyati bo'yicha energiya sama-rador bo'lgan muqobil energiya manbalari asosidagi avtonom energiya ta'minotining tizimli mobil uy modelini yaratish muhimdir (Uzokov, Khamrayev, Khujakulov, & Kamo-lov, 2021), (Uzakov, Toshmamatov, Kodirov, & Shomuratova, 2020).

Hozirgi vaqtda energiya samaradorligi-ning pastligi, transport xarajatlarining yuqo-riligi, ekologik barqarorlikning keskinlashuvi va an'anaviy tabiiy yoqilg'i zaxiralarining ka-mayib borishi tufayli muqobil energiya ta'mi-noti tizimlarini ishlab chiqish zaruriyati yuza-ga kelmoqda. An'anaviy tizimlarning energiya tejamkor alternativlari va qayta tiklanadigan energiya manbalari (quyosh, biomassa ener-giya, issiqlik nasoslari yordamida past po-tensial issiqlikdan foydalanish)dan biri - bu integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizim-laridir. Integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimlari shunday tizimki, unda issiqlik va elektr energiyasi bir necha energiya man-balari asosida hosil bo'ladi. Bunday tizimlar an'anaviy energiya manbalari: tabiiy gaz, suyuq, qattiq organik yoqilg'ilar va elektr energiyasi tejalishini ta'minlovchi energiya tejamkor va ekologik toza texnologiyalardir.

Mazkur tadqiqot ishidan asosiy maqsad mobil uylarning yangicha muqobil energiya

ta'minoti tizimi bilan integratsiyalashgan na-munasini yaratib, energiya ta'minoti marka-zidan uzoqda joylashgan energiya iste'mol-chilarini uzluksiz va beminnat issiqlik hamda elektr energiyasi bilan ta'minlashdan iborat (Uzakov, Shomuratova, & et al., Study of a solar air heater with a heat exchanger - accumulator, 2021).

Hozirgi kunda mazkur ilmiy mavzu bo'yicha butun dunyo olimlari ilmiy izlanish-lar olib bormoqdalar. Jumladan, T. Nsilulu, M. Bungu, K. Ramesh, M. Radj, kabi olimlar mobil uylardagi elektr energiyasining avtonom ta'minot tizimi bo'yicha Janubiy Afrikaning ko'pgina hududlarida tadqiqotlar o'tkazmoq-da. Ular olib borayotgan ilmiy ish faqatgina elektr energiyani samarali boshqarishga oid bo'lib, muqobil energiyaning boshqa turlari bilan integratsiyalashmaydi (Kharchenko, Sy-chov, & Uzakov, 2019), (Rakhmatov, 2021).

Gibrid issiqlik ta'minoti tizimlari Yevropa-da, birinchi navbatda, Yevropa Ittifoqi (Yel) mamlakatlarida keng qo'llanilmoqda. Issiqlik ta'minotining energiya samaradorligini oshi-rish maqsadida qayta tiklanuvchi energiya manbalaridan foydalanish bo'yicha qabul qilingan qator dastur va me'yoriy hujjatlar gibrid issiqlik ta'minoti tizimlarining rivojla-nishiga xizmat qilmoqda. Masalan, Polshada mehmonxona majmuasining gibrid issiq suv ta'minoti tizimi (ITT) ishlab chiqilgan (Sy-chov, Kharchenko, Vasant, & Uzakov, 2019).

Varshava tabiiy Fanlar universiteti (SGGW) va Lublin texnologiya universiteti olimlari tashqi tarmoq elektr energiyasi, qu-yosh va geotermal energiya manbalari hamda gaz qozonidan birgalikda foydalangan hol-da, gibrid issiq suv ta'minoti tizimini ishlab chiqqan. So'nggi yillarda Rossiya va Germani-yada gibrid isitish tizimlari ishlab chiqilgan bo'lib, issiqlik energiyasini hosil qiluvchi bit-ta agregat ikki yoki undan ortiq energiya ta-shuvchilarning adaptiv rejimida ishlaydi. Mutaxassis va olimlar qozon-quyosh kollek-tori, qozon-rekuperativ ventilyatsiya, qozon-issiqlik nasosi va boshqa qurilmalarni yarat-dilar. Viessmann kompaniyasi asosiy quril-malar (kondensatsion qozonxonalar, issiqlik

05.05.06 - КАИТА ТИКЛАНАДИГАН ЭНЕРГИЯ ТУРЛАРИ АСОСИДАГИ ЭНЕРГИЯ

КУРИЛМАЛАРИ

nasoslari, quyosh kollektorlari, biogaz quril-malari va boshqalar) ishlab chiqaradi. Ular-ni gibrid tizimlarga kiritish mumkin (Klen & Yefremenko, 2015), (Wang, Kang, Liu, Huang, & Liu, 2018), (Esen & Ayhan, 1996), (Esen, Durmus, & Durmus, Geometric design of solar-aided latent heat store depending on various parameters and phase change materials, 1998), (Liu, Li, Song, Wang, & Liu, 2018), (El-Sayed, & et al., 2020), (Norbert, Zeljko, & Nikolai, 2015).

Integratsiyalashgan energiya ta'mino-ti tizimlarini yaratish va ularni boshqarish bo'yicha rivojlangan xorijiy mamlakatlarda ham ilmiy-tadqiqotlar o'tkazilmoqda.

Ilmiy izlanishlar, ayniqsa, Yevropa mam-lakatlari, jumladan, Germaniya, Daniya, Niderlandiya, Fransiya, Finlyandiya, Shvetsi-ya hamda Xitoyda jadal olib borilmoqda (Gu-dina & Sanderine, 2017), (Beckman, Klein, & Duffy, 1982), (Yu, Tan, Zhang, Zhang, & Wang, 2020).

Integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimlarini ishlab chiqish bo'yicha eng yirik loyiha "Birlashgan samarali yirik masshtabli integrallashgan shahar tizimlari" mavzusi-da bo'lib, ushbu loyihada Yevropadagi 5 ta yirik shahar: Geteborg, Jeneva, Keln, London va Rotterdamda integrallashgan issiqlik, sovuqlik va elektr ta'minoti tizimlarini yara-tish ko'zda tutilgan (Zhuang, Li, Chen, & Guo, 2009).

Shuningdek, dunyoning rivojlangan mam-lakatlarida integrallashgan intellektual ener-giya ta'minoti tizimlarini boshqarish, ya'ni Smart Grid, Smart metering konsepsiyasini rivojlantirish bo'yicha ham ilmiy-tadqiqot ishlari olib borilmoqda (Wang, Zhang, Liu, Zhang, & Fan, 2021), (Paraschiv & Paraschiv, 2020), (Esen, Esen, & Ozsolak, 2017).

Rossiyalik olimlar N.I. Voropay va V.A. Stennikov tomonidan gaz, elektr, issiqlik va sovuqlik ta'minoti tizimlarini birlashtir-gan energotexnologik meta tizimlarining texnologik strukturasini yaratish, tizimni hisoblash va tahlil qilish bo'yicha ilmiy tad-qiqotlar olib borilmoqda. Bundan tashqari, ular tomonidan absorbsion issiqlik nasosli

va gaz porshenli dvigatel-generator bazasida avtonom integrallashgan energiya ta'minoti tizimi ham taklif qilingan (Krivoshein, Tsvet-kov, & Khutornoy, 2017).

Material va metodlar

Tadqiqotlar kuzatish, nazariy tahlil, tajri-ba va eksperiment, texnik termodinamika, geliotexnika, issiqlik va massa almashinuv nazariyasi, gidrodinamika va aerodinamika-ning hisoblash usullarida olib borildi.

Maqolaga qo'yilgan muammoni hal qilish-da mahalliy hudud iqlimining meteorologik parametrlarini hisobga olgan holda, mobil uy uchun integratsiyalashgan isitish va elektr ta'minoti tizimining energetik va eksergetik tahliliga asoslangan usul taklif qilinadi. Uni amalga oshirishda bu sohada ilgari ma'lum bo'lgan yondashuvlardan farqli ravishda, quyosh radiatsiyasi o'zgarishi, atrof-muhit haro-rati, tashqi havoning changlanganligi va bio-massa energiyasining issiqlik quvvatini hisob-ga olib, kombinatsiyalangan quyosh kollekto-ri, quyosh fotoelektr batareyasi va bioenergetik (biogas, piroliz) qurilmalar asosidagi inte-gratsiyalashgan avtonom energiya ta'minoti tizimining energiya ishlab chiqarish unum-dorligini optimallashtirish usuli qo'llaniladi.

Taklif etilayotgan integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimining asosiy tarkibiy elementi quyosh kollektorlari, quyosh fotoelektr batareyasi, biogaz va piroliz qurilma-lari asosidagi mobil uy hisoblanadi.

Tadqiqot natijalari

Hozirgi vaqtda ko'plab ijtimoiy soha obyektlari soni tobora ortib borayotganini hi-sobga olsak, ularning energiyaga bo'lgan tala-bini qoplash uchun istiqbolli energiya resursi zarur. Buning uchun qayta tiklanadigan ener-giya manbalaridan integratsiyalashgan hol-da foydalanish eng maqbul usul hisoblanadi. Chunki markazlashgan energiya ta'minotidan uzoqda joylashgan energiya iste'molchilari, masalan, qishloq va fermer xo'jaligi klaster-lari, baliqchilik va asalarichilik komplekslari uchun doimiy energiya manbayi talab qilinadi.

Shunga ko'ra, ushbu soha obyektlaridagi issiqlik va elektr energiyasi ta'minoti tizimi uchun quyosh kollektorlari, quyosh foto-

S

elektr batareyasi, biogaz va piroliz qurilma-lari asosidagi integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimidan foydalanilganda, energiya iste'molchilarining kundalik maishiy ehtiyoj-larini 100 foiz qoplaydi.

Respublikamizning janubiy hududlari-da o'rtacha kunlik quyosh radiatsiyasi miqdori 750-1000 kVt/m2 ekanligi hamda ushbu hududlarda biochiqindilar (o'simlik qoldiqlari, hayvonlar chiqindisi) miqdori-ning ko'pligi muqobil energiya manbalari foy-dalanuvchilariga yanada imkoniyat yaratadi. Shularga asoslanib, tadqiqot obyekti sifa-tida olingan mobil uyni ushbu hududlarda (ko'chma) faoliyat olib borayotgan energiya iste'molchilariga taklif qilish maqsadga mu-vofiqdir (Klen & Yefremenko, 2015), (Wang, Kang, Liu, Huang, & Liu, 2018).

To'liq muqobil energiya manbalari asosidagi avtonom energiya ta'minoti tizimiga ega mobil uyning o'lchamlari uyda yashovchilar soniga qarab turlicha bo'lishi mumkin. Mobil uyda energiya iste'molchilari soni 4 kishi deb olinganda, uning asosiy geometrik o'lcham-lari quyida keltirilgan.

1-jadval

Mobil uyning asosiy parametrlarining o'lcham kattaliklari

№ Mobil uyning O'lchami O'lchov

parametrlari birligi

1. Uzunligi 6 m

2. Eni 2,5 m

3. Balandligi 2,5 m

4. Yuzasi 72,5 m2

5. Hajmi 38 m3

Mobil uyda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimi quyosh fotoelektr batareyasi, energiya samarador quyosh kollek-tori, biogaz va piroliz qurilmalaridan tashkil topadi. Quyosh fotoelektrik batareyasi mobil uyni yoritish tizimi hamda energiya iste'mol-chilarining kundalik elektr energiya iste'moli yuklamasini ta'minlaydi.

Quyosh kollektorlari mobil uyni isitish va issiq suv ta'minot tizimi uchun xizmat qila-di. Bunda quyosh kollektorlari orqali ish-lab chiqarilgan issiq suvning ortiqcha qismi

bak-akkumulyatorda to'planadi hamda qu-yoshsiz va bulutli kunlarda ham undan foyda-lanish imkonini beradi.

Biogaz va piroliz qurilmalari asosida mobil uydan chiqayotgan qattiq maishiy chiqindilar, mahalliy biomassa xomashyosi-ga anaerob fermentatsiya usulida 45^55°C harorat rejimi (biogaz qurilmasi) va piroliz usulida 350^450°C harorat rejimida termik ishlov berish natijasida muqobil yoqilg'i na-munalari (biogaz, pirogaz, suyuq va qattiq yoqilg'i) olinadi va an'anaviy suv isitish qo-zonlarida muqobil yoqilg'i sifatida ishlatiladi.

Quyidagi 2-jadvalda mobil uyning integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimida ishlatilayotgan quyosh va biogaz energetik qurilmalarning asosiy issiqlik-texnik para-metrlari keltirilgan.

2-jadval

Mobil uydagi asosiy energetik quril-

malarning issiqlik-texnik parametrlari

№ Qurilma va jihozlar nomi Soni Xarakteristikasi

1. Quyosh fotobatareyasi 1 Nf = 1000 Vt

G = 400 l/suv

2. Quyosh-suv isitish kollektori 1 (sutkasiga yozda 400 litr issiq suv ishlab chiqaradi)

3. Issiq suv bak-akkumulyatori 1 G = 400 l/suv

4. Biogaz qurilmasi 1 V = 0,5 m3

5. Piroliz qurilmasi 1 V = 1 m3

Taklif etilayotgan mobil uyning struk-turaviy o'lchamlari iste'molchilarning ehti-yojiga qarab turlicha bo'ladi, masalan, oila a'zolari soni va yoshiga qarab o'zgarishi mumkin. Statistik ma'lumotlar uchun respublikamizning janubiy hududi bo'lgan Qash-qadaryo viloyatining qishloq hududlarida-gi oilalar uchun taxminiy hisob-kitob ish-lari amalga oshirildi. Misol uchun, 2022-yil dekabr oyi holatiga ko'ra, viloyatda 2 mln.ga yaqin kishi qishloq joylarda istiqomat qili-shini e'tiborga olsak, bu shahar aholisidan deyarli ikki barobar ko'p demakdir. Bu esa muqobil energiya manbalariga asoslangan avtonom energiya ta'minoti tizimini yana-da rivojlantirish zarurligini anglatadi (Esen,

05.05.06 - КАИТА ТИКЛАНАДИГАН ЭНЕРГИЯ ТУРЛАРИ АСОСИДАГИ ЭНЕРГИЯ

КУРИЛМАЛАРИ

Durmus, & Durmus, Geometric design of solar-aided latent heat store depending on various parameters and phase change materials, 1998), (Liu, Li, Song, Wang, & Liu, 2018).

Quyidagi 1-rasmda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalash-gan ko'rinishining prinsipial sxemasi kelti-rilgan:

2 Г6—A

V

Jl

Г 1

1 - quyosh fotoelektr batareyasi; 2 - akkumulyator; 3 - elektr yoritish lampalari; 4 - quyosh kollektori;

5 - sovuq suv; 6 - issiq suv akkumulyator baki; 7 - isitish qozoni; 8 - isitish konturi; 9 - metan gazi; 10 - piroliz qurilmasi uchun gazgolder; 11 - kondensator; 12 - piroliz reaktori; 13 - biogaz qurilmasi;

14 - biogaz reaktori.

1-rasm. Mobil uyda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energiya

ta'minoti tizimining prinsipial sxemasi

Taklif qilingan mobil uyning tom qismiga o'rnatilgan quyosh fotoelektr batareyasidan kun davomida ishlab chiqarilgan elektr ener-giyani akkumulyatsiya qilish hamda akku-mulyatsiya qilingan elektr energiyasidan sutkaning quyoshsiz vaqtlarida ham foydala-nish uchun akkumulyator va bu tokni rostlab, nazorat qilish uchun mobil uyda o'rnatilgan quyosh fotobatareyasiga qo'shimcha ravishda invertor va kontroller o'rnatilgan. Issiqlik va issiq suv ehtiyoji uchun 100 litr hajmga ega quyosh suv qizdirgichidan foy-dalaniladi. Bundan tashqari, mobil uyning ayvon qismida joylashgan yuvinish xonasi to'g'ridan-to'g'ri quyosh kollektorining issiq suv akkumulyatsion bakiga ulangan. Mobil uyning ayvon qismiga o'rnatilgan 1 m3 hajmli piroliz qurilmasi orqali esa maishiy ehtiyojlar uchun tabiiy gazga bo'lgan kunlik ehtiyojni qondirish mumkin (El-Sayed, & et al., 2020), (Norbert, Zeljko, & Nikolai, 2015).

Quyidagi 2-rasmda mobil uyda qu-yosh va biogaz energetik qurilmalarning

integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimining soddalashgan ko'rinishi keltiril-gan.

Ushbu taklif etilayotgan mobil uyning umumiy strukturasi 1 ta yashash xonasi, 1 ta oshxona va dush, piroliz, biogaz va isitish qozon qurilmalarini o'rnatish uchun ayvondan tashkil topgan. Odatiy yashash xonasi va oshxonaga issiqlikni barqaror saqlash uchun isitish tizimi hamda yorug'lik tushishi va havoni almashtirib turish uchun derazalar o'rnatiladi. Mobil uyni kerakli hududga yetkazish uchun uning hajmiga qa-rab g'ildiraklar o'rnatiladi. Piroliz va biogaz qurilmalarini uyning ochiq ayvon qismi-ga o'rnatishdan maqsad biomassa (yoqilg'i mahsulotlari)dan chiqadigan ba'zi zararli moddalar yashovchilarning sog'lig'iga xavf solishining oldini olishdir. Piroliz quril-masidan chiqadigan suyuq yoqilg'ini elektrogenerator (dvijok)ga yo'naltirib, undan qo'shimcha elektr energiya manbayi sifatida foydalanish mumkin.

05.05.06 - КАИТА ТИКЛАНАДИГАН ЭНЕРГИЯ ТУРЛАРИ АСОСИДАГИ ЭНЕРГИЯ

КУРИЛМАЛАРИ

1 - quyosh fotoelektr batareyasi; 2 - quyosh kollektori; 3 - sovuq suv; 4 - issiq suv; 5 - issiq suv akkumulyator baki; 6 - biogaz reaktori; 7 - piroliz reaktori; 8 - isitish qozoni; 9 - isitish tizimi; 10 - deraza; 11 - eshik; 12 -g'ildiraklar; 13 - tortish mexanizmi

2-rasm. Mobil uyda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimining soddalashgan ko'rinishi

Tadqiqot natijalari tahlili

Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatdiki, taklif qilinayotgan mobil uyning elektr energiyasi iste'molchilari o'rtacha sonini 4 ta deb olsak, ular uchun kunlik ehtiyoj miqdori 1,5^1,8 kVt ni tashkil qiladi. Natijada 1 oy davomidagi ehtiyoj uchun 30^45 kVt kerak bo'ladi. Ushbu natijalarga tayanib, hajmi 40 m3 va umumiy yuzasi 72,5 m2 bo'lgan mobil uy iste'molchilari uchun soatiga 1,5^2 kVt elektr energiyasi ishlab chiqaradigan quyosh fotoelektr batareyasini o'rnatish orqali elektr energiya-ga bo'lgan ehtiyojni to'liq qoplash mumkin. Umumiy hajmi 40 m3 bo'lgan mobil uy uchun biogaz va quyoshga asoslangan integratsi-yalashgan energiya ta'minoti tizimi yiliga 2,5^2,8 tonnagacha shartli yoqilg'ini tejash imkonini beradi.

O'zbekistonning tabiiy-iqlim sharoiti-da bino va inshootlarning issiqlik ta'minoti tizimlarida energiya sarfi yuqori. Turar-joy binolarini issiqlik bilan ta'minlashning an'anaviy usullaridan foydalanilganda, yili-ga iste'mol qilinadigan yoqilg'i-energe-tika resurslari (tabiiy gaz, ko'mir, suyuq yoqilg'i, o'tin va boshqalar) mamlakat umumiy energetik balansining 30^40 %ini

tashkil qiladi. Respublikamizda binolar-ni isitish uchun energiya sarfi o'rtacha 350^400 kVt-soat/m2. Bu 1 m2 maydonni isitish uchun energiya sarfi deyarli bir xil iqlimli rivojlangan mamlakatlarga nisbatan 2,5^3,0 barobar ko'pdir.

O'tkazilgan tadqiqotlar tahlili shuni ko'rsatdiki, bugungi kunda gibrid issiqlik ta'minoti tizimlarini loyihalash uchun aniq yondashuvlar mavjud emas. Quyosh qurilma-lari bilan integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimlarini ishlab chiqishda turli dara-jadagi detallarning matematik modellaridan foydalaniladi. Bunda ayrim tizim parametr-lari e'tibordan chetda qolib ketadi. Quyosh va bioenergetik qurilmalar issiqlik rejimining ishlab chiqilgan issiqlik sxemalarida quyosh radiatsiyasining o'rtacha oylik qiymatlari va hududning iqlimiy sharoitlari hisobga olinadi. Issiqlik sxemalarini ishlab chiqish jarayonla-rida hudud iqlimining umumlashgan ko'rsat-kichlaridan foydalanish yakuniy natijalarning aniqligiga salbiy ta'sir ko'rsatadi.

Mahalliy iste'molchilar uchun zamonaviy integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizim-larini modellashtirish va optimallashtirish-da kombinatsiyalashgan tizimning bir qis-

05.05.06 - КАИТА ТИКЛАНАДИГАН ЭНЕРГИЯ ТУРЛАРИ АСОСИДАГИ ЭНЕРГИЯ

КУРИЛМАЛАРИ

mi bo'lgan qurilmalarning turli xil issiqlik va texnologik parametrlari, shuningdek, atrof-muhitning nostatsionar harorat re-jimi, quyosh radiatsiyasi o'zgaruvchanligi va hududning biomassa energiyasi hamda past potensialli issiqlik manbayining issiqlik quv-vati o'zgarishini hisobga olish zarur.

Olib borilgan tadqiqotlar natijalariga ko'ra, janubiy hududlarda juda katta quvvatga ega bo'lgan quyosh energiyasi resurslaridan keng foydalanish imkoniyati mavjud bo'lib, yozning iyun-iyul oylarida sutka davomida 1 m2 yer sirtiga 8^10 kVt soatgacha quyoshning issiqlik energiyasi yerga tushadi. Bu issiqlikni olish uchun 1,23^1,26 kg gacha shartli yoqilg'i (toshko'mir) yoqishga to'g'ri keladi. Mobil uy-dagi energiya iste'molchilari sonini o'rtacha 4 ta deb olsak, issiqlik va issiq suvga bo'lgan ehtiyojni to'la qondirish uchun 2,8^3,2 m2 yu-zaga ega bo'lgan quyosh kollektorini o'rnatish zarur. Har bir iste'molchining issiq suvga bo'lgan ehtiyoji kuniga maksimal 80^100 l ekanligini hisobga olsak, quyosh kollektori sutkasiga 300^400 l suvni isitib berishi zarur.

Xulosalar

Olib borilgan tadqiqot natijalariga ko'ra, quyidagi xulosalarga kelindi:

- mobil uyning quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energiya ta'minoti tizimining prinsipial sxemasi ishlab chiqildi;

- mobil uydagi energiya iste'molchilari, quyosh va bioenergetik qurilmalarning issiq-lik-texnik parametrlariga bog'liqligini inobat-ga olgan holda, asosiy geometrik o'lchamlari keltirildi;

- mobil uyda quyosh va biogaz energetik qurilmalarning integratsiyalashgan energi-ya ta'minoti tizimi orqali 2,5^2,8 t gacha shartli yoqilg'ini tejash mumkinligi aniqlan-di;

- mobil uyning energiya yuklamasi, iste'molchilar sonini inobatga olgan holda, quyosh va bioenergetik qurilmalarning issiq-lik-texnik parametrlari aniqlandi;

- markazlashgan energiya ta'minotidan uzoqda joylashgan energiya iste'molchilari uchun avtonom issiqlik va elektr energiya ta'minot tizimiga ega bo'lgan mobil uyni joriy etish taklif qilinadi;

- taklif qilingan mobil uyni amaliyotga joriy qilish orqali yiliga 800^1000 m3 gacha tabiiy gaz va 1200^1500 kVt gacha elektr energiyasi tejash mumkin.

REFERENCES

1. Aliyarova, L., Uzakov, G., & Toshmamatov, B. (2021). The efficiency of using a combined solar plant for the heat and humidity treatment of air. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 723(5), 05 2 0 02.

2. Allayev, Q. (2021). Modern energy and its development prospects. Tashkent: Fan va texnika nashriyoti.

3. Beckman, W., Klein, S., & Duffy, J. (1982). Calculation of the solar heating system. Moscow: Energoizdat.

4. El-Sayed, K., Samir, A., Manar, S., Jasna, T., Jutta, H., & Azra, K. (2020). Development of a Bio Solar House Model for Egyptian Conditions. Energ/es(13), 817. doi:10.3390/en13040817

5. Esen, H., Esen, M., & Ozsolak, O. (2017). Modelling and experimental performance analysis of solar-assisted ground source heat pump system. Exp. Theor. Artif. Intell., 29(1), 1-17.

6. Esen, M., & Ayhan, T. (1996). Development of a model compatible with solar assisted cylindrical energy storage tank and variation of stored energy with time for different phase change materials. Energy Convers. Manage, 37(12), 1775-1785.

7. Esen, M., Durmus, A., & Durmus, A. (1998). Geometric design of solar-aided latent heat store depending on various parameters and phase change materials. Sol. Energy(62), 19-28.

S

8. Gudina, T., & Sanderine, N. (2017). Alternative energy supply system to a rural village in Ethiopia. Tucho and Nonhebel Energy, Sustainability and Society(7), 33. doi:10.1186/s13705-017-0136-x

9. Kharchenko, V., Sychov, A., & Uzakov, G. (2019). Innovative instruments for extraction of low-grade heat from surface watercourses for heating systems with heat pump. EAI/Springer Innovations in Communication and Computing(2), 59-68.

10. Klen, A., & Yefremenko, V. (2015). Economic efficiency of using hot water systems based on solar collectors. Technological Audit and Production Reserves, 5/5(25), 10-14.

11. Krivoshein, Y., Tsvetkov, N., & Khutornoy, A. (2017). Automated dual hot water system using solar energy and gas boiler. Heat Supply, Ventilation, Air Conditioning, Gas Supply and Lighting, 163-173.

12. Liu, Y., Li, T., Song, C., Wang, D., & Liu, J. (2018). Field study of different thermal requirements based on the indoor activities patterns of rural residents in winter in Northwest China. Science and Technology for the, Built Environment, 24(8), 867-877.

13. Mamatkulova, S., & Uzakov, G. (2022). Modeling and calculation of the thermal balance of a pyrolysis plant for the production of alternative fuels from biomass. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1070(1), 012040.

14. Norbert, H., Zeljko, J., & Nikolai, V. (2015). Energy Consumption Modelling via Heat Balance Method for Energy Performance of a Building. Procedia Engineering(117), 786-794. doi:10.1016/j.pro-eng.2015.08.238

15. Paraschiv, S., & Paraschiv, L. (2020). Technical and economic analysis of a solar air heating system integration in a residential building wall to increase energy efficiency by solar heat gain and thermal insulation. Energy Reports(S6), 459-474.

16. Rakhmatov, A. (2021). Energy efficient solar water heater. Proceedings of the International Scientific-online Conference on Innovation in the Modern Education System. Washington.

17. Sychov, A., Kharchenko, V., Vasant, P., & Uzakov, G. (2019). Application of Various Computer Tools for the Optimization of the Heat Pump Heating Systems with Extraction of Low-Grade Heat from Surface Watercourses. Advances in Intelligent Systems and Computing(866), 310-319.

18. Uzakov, G., Elmurodov, N., & Davlonov, X. (2022). Experimental study of the temperature regime of the solar pond in the climatic conditions of the south of Uzbekistan. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1070(1), p. 012026.

19. Uzakov, G., Shomuratova, S., & et al. (2021). Study of a solar air heater with a heat exchanger - accumulator. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 723 , 052013. doi:10.1088/1755-1315/723/5/052013

20. Uzakov, G., Toshmamatov, B., Kodirov, I., & Shomuratova, S. (2020). On the efficiency of using solar energy for the thermal processing of municipal solid waste. Journal of Critical Reviews, 7(5).

21. Uzokov, G., & Davlonov, X. (2021). Energy-efficient greenhouses with pyrolysis devices. Karshi: Intellect.

22. Uzokov, G., Khamrayev, S., Khujakulov, S., & Kamolov, B. (2021). Assessment of the potential of solar energy resources in Kashkadarya region. FarPI Journal of Scientific Techniques, 25(2), 82-90.

23. Wang, D., Zhang, R., Liu, Y., Zhang, X., & Fan, J. (2021). Optimization of the flow resistance characteristics of the direct return flat plate solar collector field. Sol. Energy(215), 388-402.

24. Wang, Y., Kang, W., Liu, Y., Huang, R., & Liu, J. (2018). A heating strategy for rural residential buildings based on behavior patterns of residents in shaanxi province. Acta Energiae Solaris Sinica(39), 3026-3031.

25. Yu, K., Tan, Y., Zhang, T., Zhang, J., & Wang, X. (2020). The traditional Chinese kang and its improvement: A review. Energy Build(218), 110051. doi:10.1016/j.enbuild.2020.110051

26. Zhuang, Z., Li, Y., Chen, B., & Guo, J. (2009). Chinese kang as a domestic heating system in rural northern China - A review. Energy Build, 41(1), 111-119.

Taqrizchi: Vardiyashvili A.A., t.f.n., "Muqobil va qayta tiklanuvchi energiya manbalari" kafedrasi dotsenti, Qarshi davlat universiteti.