CC BY
0УДК 621.548
ШАМОЛ ^УДУДИ ЭНЕРГЕТИК ПОТЕНЦИАЛИДАН ФОЙДАЛАНИШНИНГ
УЗИГА ХОС Х,УСУСИЯТЛАРИ
Даминов Ж.А., Дехконов У.Е., Аъзамов ^.С.
АННОТАЦИЯ: Ушбу маколада шамол худудининг энергетик потенциали шамол тезлигининг йиллик эсиш вактига нисбатан хиссобланган. Келтирилган маълумотлар агрегатнинг номинал режимини шамолнинг кандай тезликларига мослаш кераклиги хакида хулоса беради, шамол тезлиги диапазонини тулик камраб олиши учун сарф этилиши режалаштирилган маблаг канчалик узини оклаши хакида олдиндан маълумот беради.
АННОТАЦИЯ: В статье рассчитан энергетический потенциал ветровой зоны относительно ветрового времени в течение годового периода. Приведённые данные дают возможность сделать вывод к какой скорости ветра приспосабливать номинальный режим ветрового агрегата, заранее даёт возможность заключение о том, насколько оправдывает запланированные затраты для полного обхвата ветрового диапазона.
ANNOTATION: The article calculates the energy potential of the wind zone relative to the wind time during the annual period. The given data make it possible to conclude to what wind speed to adapt the nominal mode of the wind turbine, and in advance makes it possible to conclude on how much the planned costs for the full coverage of the wind range are justified.
Таянч сузлар: Шамол, тезлик, худуд, энергия, потенциал, такрорийлик, давр, агрегат, номинал, режим .
Ключовые слова: Ветер, скорость, зона, энергия, потенциал, периодичность, период, агрегат, номинал, режим.
Key words: Wind, speed, zone, energy, potential, frequency, period, unit, nominal,
mode.
Маълумки, хар бир шамол худуди шамол тезлигининг такрорланиши, худуднинг масштаби, шамолни юзага келтирувчи омиллар, худудлараро иссиклик алмашиниши, шамол тезлигининг максимал кийматга эришиши мумкин булган жойни белгилаш каби бир катор омилларга эга. Уларга аниклик киритмасдан туриб, шамол энергиясидан фойдаланишда хатоликларга йул куйилиши мумкин. Унинг окибатда иктисодий самара максадга мувофик булмайди.
Шамол хаво заррачаларининг горизонтал харакатидир. У куёш ер юзининг турли нукталарини турлича иситиши ва шу асосида хароратлар фаркининг хосил булиши эвазига юзага келган босимлар фарки натижасида пайдо булади. Босимлар фаркининг катта-кичиклиги шамолнинг кучини, шамол худудининг кенглигини, сингиб бориш узунлигини белгилайди. Мана шу хусусиятга кура шамол ер шарининг кутблари орасида юзага келувчи циклонлар (антициклонлар), шунингдек, айрим кенгликлар орасида хосил булувчи махаллий тавсифга эга булиб, иссиклик алмашиниш вазифасини утовчи табиий жараёндир.
^уйидаги жадвалдан шамолнинг юзага келтирувчи кучи хакида тассаввурга эга булиш мумкин[1].
Шамолнинг тавсифий интерваллари 1-жадвал.
Шамол тавсифи ва унинг ташци аломатлари Балл V м/с Р кГ/м2
Тулик шамолсиз холат: дарахт барглари харакатсиз 0 0,5 0,03
Осойишта шамол: тутун бироз огади 1 1,7 0,04
Енгил шамол: барглар сезиларли харакатланади 2 3.3 1,4
Кучсиз шамол: дарахтнинг новдалари тебранади 3 5,4 3,4
Сезиларли шамол: кучсиз чанг кутарилади 4 7,9 6,9
Ёкимли шамол: дарахт шохлари гимирлайди 5 10,7 12
Кучли шамол: дарахтларнинг шохлари тебранади 6 13,8 19,2
Сезиларли кучли шамол: дарахт узаклари тебранади 7 17,1 28,8
Ута кучли шамол: ингичка шохлар синади 8 20,7 41,4
Бурон: дарахтлар синади 9 24,4 57,8
Кучли бурон: дарахтлар илдизларидан кучади 10 28,4 78,8
Ута кучли бурон, довул: бинолар йикилиши мумкин 11 32,6 105
^уйидаги шаклда шамол тезлигининг оний узгаришлари хакида хулоса килиш мумкин [2].
1-шакл. Шамол тезлигининг оний узгариш характери
Сояланмаслик коэффициенты: шамол агрегатларидан фойдаланиш худудлараро иссик;лик алмашинуви жараёнига туск;инлик к;илмаслиги зарур.
Агар шамол худудининг кенглиги Ь га п та агрегат урнатилса ва бунда агрегатнинг шамол окимини тусиб к;олувчи узунлиги $ булса, уларнинг узаро аэродинамик сояланмаслиги учун [3] куйидаги сояланмаслик коэффициентини танлаб олиниши зарур:
*=1 (1)
Бунда, Д-шамол тезлиги векторига перпендикуляр булган йуналишдаги шамол курилмалари орасидаги энг як;ин масофа.
Ушбу йуналишдаги утказилган тажрибаларга кура 6 < к < 12 оралик; хам экологик, ^ам аэродинамик сояланмаслик нуктаи назаридан етарлилик килади.
Шамол худудининг кенглигини юкоридаги тенглама ва белгилашлар оркали куйидагича ифодалаш мумкин:
Агрегатлар сони эса мос равишда,
куриниш олади. Демак, шамол худудининг I узунлигидан
узунлиги ёки
п£
е = — = ь
(2)
(3)
(4)
(5)
кисми агрегатлар ишчи юзаси узунлигини ташкил килади.
Мисол тарикасида Хавос шамоли худуди хакида маълумот келтирамиз. Фаргона водийсидан бошланиб, ^урамин ва Туркистон тизмалари урталигидаги тор тогли ораликдан утувчи ва Мирзачул («Голодная степь») кенгликлари томон эсувчи шамолдир (2-шакл) [4].
Шамол Фаргона водийси ва Мирзачул худудлари орасида хосил булган босимлар градиенти хисобига, яъни водийда хам сову; оким, хам иссик оким курикка нисбатан узок вакт сакланиши сабабли юзага келади. Шамол ^укон ва Сугд (Ленинобод) вилояти оралигида унчалик катта тезликка эришмайди ва шимолий-шаркий йуналишга эга булади. Бу водий ориентациясига мос тушади.
2-шакл. Ховос шамоли худудий йуналишининг куриниши
Водийдан чикишда шамол тезлиги ортиб боради ва йуналиши шаркий тамонга узгаради. Шамол тезлиги 15-20 м/с деярли оддий хол булиб, баъзида 30 м/с дан хам ошади. Энг катта тезлик «Мирзачул» га чикиш жойи-Бекобод туманида юз беради. Бу ерда хаво окими рельефнинг пасайиши томонга караб, шимолга бурилади ва тезлик окими дивиргенцияси камайиши хисобига катта майдонга ёйила бошлайди. «Мирзачул» ичига караб 100 км га кадар сингиб боради. Кенглиги 10-15 км га етади. Шамол тезлиги узининг максимал кийматига 300-500 м алохида холатларда 600-800 м баландликда эришиб, бу ер текислигидаги шамол тезлигидан 2-2,5 баробар ортик булади. Унинг йуналиши 700 га кадар узгариши мумкин. Хавос шамолининг юзага келиши учун декабрь-апрель ойлари энг кулай вакт булиб, Бекободда 10-15 м/с тезликка эга булган шамолнинг такрорланиши
102 кун атрофида кузатилган. Шамолнинг йиллик уртача тезлиги эса 4,7 м/с ни ташкил
килади.
Агар биз диаметри О = 40 м, кднотининг ишчи юзаси узунлиги £ — 1.2 м (-£/0 = 0.6 нисбат ф.и.к. энг юк;ори ) булган вертикал ук;ли ротордан фойдалансак 10 км кенгликка эга булган худудга 120 та шундай ШЭС (шамол электр станцияси) ни урнатишимиз мумкин булади (3-тенглама). Бунда агрегат ишчи канотлари орасидаги
масофо а ни 6 га тенг деб оламиз. Шамол худуди баландлигини минимал 300 м эканини инобатга олсак ротор каноти баландлиги амалий чекланмайди. Бунда техник-технологик чекловлар инобатга олинмаганини эслатамиз.
Шамол тезлигининг йил мабойнидаги такрорланувчанлиги: Шамол тезлиги оний узгаришлари билан бирга даврий узгаришларга эга. Йилнинг кайси ойларида кандай уртача тезлик кузатилади - бу агрегатларнинг йилнинг кайси ойларида максимал энергия аккумуляция кила олишини аниклашга ёрдам беради. Биз бу ерда агрегат учун кулай булган шамол тезлигининг йил мобайнида неча соат юз беришини келтирамиз. 3-шаклда шамол худ уд л ар и дан бирининг t = графиги келтирилган.
Ушбу келтирилган график буйича энергетик потенциални хисоблаймиз. Маълумки, шамол тезлигининг кинетик энергияси
куринишда булади [1].
Агар вак;т бирлиги ичида ок;иб утувчи массани
эканини инобатга олсак,
(6)
(7)
t
1400,0
1200,0
1000,0
800,0
600,0
400,0
200,0
0,0
и, м/(
10
15
20
25
30
35
40
45
3-шакл. Шамол тезлигини киймати ва унинг йиллик эсиш вакти уртасидаги
богл и кликни курсатувчи график
(8)
5 - юза 1 м деб олиб бир йилда кандай кийматга эга булган шамол тезлиги кандай энергия окимини юзага келтиришини хисоблаймиз, унинг графиги 4-шаклда курсатилган.
Вт ■ соат/м2 ■ йил
450000 400000
/ Л
350000 /
/
300000 250000 /
/ ~ Л
/ \
200000 1 \
/ \
150000 / \
/
100000 /
/
50000 1
\ /
0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41
2
4-шакл. Шамол тезлигининг йиллик эсиш соатида 1 м юзадан окиб утувчи энергия микдори
4-шаклдаги графикдан куйидаги масалаларни ечиш зарурати куринади:
1. Агрегат шамол тезлигининг к;андай [т?±; 02 ] диапазонида ишлаши зарурлигини.
2. Агрегат шамол тезлигининг кандай максимал тезлигидан эркин юришга утиб туради.
3. Диапазонларнинг хар бир кенгаш кадами агрегат таннархини кандай микдорда орттиради.
4. Агрегатнинг кушимча механизмлари учун харажат 3 йил микдорда узини коплай оладими.
Фараз килайлик, ушбу графикдан агрегатимиз [5; 40] ораликдаги шамол тезликларида ишласин. У холда графикнинг [5; 40] интервали юзаси унинг йиллик аккумуляция килган энергиясининг кийматини ифодалайди. Бу 11 МВт/м2 кийматга тенг. Бунда агрегат, генератор, аккумулятор, тугрилагич (инвертер)ларнинг фойдали иш коэффициентларининг умумий кийматини тахминан л=0,2 га тенг деб оламиз. У холда (8) тенглама куйидаги куриниш олади:
Ушбу кийматни диаметри D=40 м, канотининг ишчи юзаси узунлиги 1=12 м = 0,6 нисбат ф.и.к. энг юкори ) булган вертикал укли ротордан фойдаланишни режалаштирилган геометрик узлчамларини инобатга олиб хисобласак, битта агрегат бир йил мабойнида 4МВт-соат энергия узлаштириши мумкин. Бу курсаткич бугунги кун хисоби билан 12 млн. сумга тенг. Тахмийни хисоблар шуни курсатадики, агар агрегат сериялаб ишлаб чикаришга утилса 3-4 йилда уз сарфини коплай олади [4].
Хулоса: Шамол худуди энергетик потенциалидан фойдаланишнинг юкорида келтирилган хусусиятлари шуни курсатадики, агрегат механизми кандай ишлаши, унинг автоматик бошкарув тизими кандай бошкарилиши, аккумуляция килиш механизмларининг кандай турларидан фойдаланиш макбул булиши ва шамол худудидан фойдаланишда атрофнинг фойдаланиш сохаларига тускинлик килмаслиги каби бир катор масалаларни ечишни талаб этади. Узбекистоннинг шамол худудлари асосан чул
худудларида жойлашганлиги ва агрегатни 30 м баландликка урнатилишини инобатга олсак бу сохадан фойдаланиш ортикча муаммолар келтирмаслигига ишонч билдира оламиз.
АДАБИЁТЛАР
1. Дехконов У.Е., Холмурзаев А., Узбекистоннинг шамол худудлари ва Хавос шамолининг энергетик потенциали. Инновация-99. Халкаро илмий-амалий анжуман, 1999, Термиз.
2. Шефьтер Я. И. Использование энергии ветра. Москва.: 1990.-168 стр.
3. Шефьтер Я.И. Ветроэнергетические агрегаты. Москва.:1991.-285
4. Жураев А., Дехконов У.Е., Шамол курилмасининг харакатлантирувчи моменти ва кувватининг хисоби, Механика муаммолари. Тошкент, №3-сон, 1997 й, УзФА «ФАН» нашриёти.
Механика ва технология илмий журнали кабул килинди 01.03.2021
