2-Mavzu. Quyosh radiatsiyasining tarqalishi va uni o‘lchash usullari. Reja: Quyosh radiatsiyasining tarqalishi

Al’bedo. Radiasiya balansi. Tushgan quyosh energiyasining bir qismi yer yuzidan qaytadi. Biror sirtdan qaytgan radiatsiya miqdorining tushgan yig’indi radiatsiya miqdoriga nisbati albedo deyiladi va foizlarda ifodalanadi. Agar qaytgan radiatsiyani R, tushgan yig’indi radiatsiyani Q deb belgilasak, albedoni quyidagi formula bilan ifodalash mumkin:
(3.15)
R- qaytgan radiatsiya,
Q- tushgan radiatsiya.
Albedo yerga tushgan radiatsiyaning qancha qismi qaytib ketganligini bildiradi. Uning kattaligi yer yuzasining nima bilan qoplanganligiga bog’liq (3.5-jadval).



3.5-jadval

Yer qoplamasi	Albedo (%)
Yangi yoqqan qor Eski qor Shudgorlangan quruq er Shudgorlangan nam er Archa o’rmoni Ko’k o’t G’o’za	84-95 46-60 8-12 14 10-18 20-26 19

Jadvaldan ko’rinib turibdiki, yangi yoqqan qor quyosh nurini eng ko’p qaytaradi. Tuproqning va o’simliklarning radiatsiyani qaytarishi bir-birinikidan kam farq qiladi.
Quyosh nuri yer sirtiga tushib uni isitadi. Yer sirti bilan atmosfera bir tomondan energiyani qabul qilsa, ikkinchi tomondan energiyani sarflaydilar. Yer sirti esa har qanday isigan jismga o’xshab, o’zidan uzun to’lqinli issiqlik nurlarini tarqatadi. Bu nurlanish natijasida kechasi yer sirti soviydi. Kunduzi tushayotgan quyosh radiatsiyasi yer sirtidan ketgan radiatsiyaning o’rnini ortig’i bilan qoplaydi va isitadi. Yer sirtidan ajralayotgan issiqlik nurlarini atmosferada bo’lgan suv bug’lari, karbonat angidrid, deyarli to’liq yutadi. Atmosfera bu nurlarni va quyosh radiatsiyasining bir qismini yutib isiydi va o’zi ham fazoga tomon va pastga –yerga tomon issiqlik nurlarini chiqaradi. Atmosferadan yer sirtga yo’nalgan bu energiya oqimi qarshi nurlanish deyiladi.
Shunday qilib, yer sirti bir tomondan issiqlik nurlarini atmosferagacha chiqarsa, ikkinchi tomondan, atmosfera ham yer sirtiga tomon xuddi shunday issiqlik nurlarini yuboradi. Yyerdan chiqqan nurlanish bilan qarshi nurlanish orasidagi ayirma yerning effektiv nurlanishi deyiladi.


Ya’ni (3.16)
Bunda E_ef -effektiv nurlanish.
E_Z -yer sirtidan chiqqan nurlanish
E_{A -} atmosferadan kelgan qarshi nurlanish
Yer sirtining temperaturasi asosan shu effektiv nurlanishga bog’liq bo’lgan. Atmosferadan keladigan qarshi nurlanish yer sirtidan chiqqan energiyaning bir qismini qoplab, yer sirtini kuchli sovishdan saqlaydi.
Yer sirtiga kelgan va chiqqan energiyalarning ayirmasi radiatsiya balansi deyiladi. Radiatsiya balansini quyidagi tenglama shaklida yozish mumkin:
yoki (3.17)
Bu yyerda B-radiatsiya balansi,
S – yer sirtiga tushgan to’g’ri radiatsiya,
D - tarqalgan radiatsiya,
E_A - atmosferadan kelgan qarshi nurlanish,
E_Z – yer sirtidan chiqqan nurlanish,
S_k- qaytgan radiatsiya
Yozda kunduzgi soatlarda yer yuziga tushgan energiya undan chiqqan energiyadan ko’p bo’lib, radiatsiya balansi musbat bo’ladi va yer sirti isiydi. Kechki soatlarda esa radiatsiya balansi manfiy bo’ladi va yer sirti soviydi.
Ekinzorda o’simlik unib chiqqanda keyingi birinchi davrlarda radiatsiya balansida o’simliklarning hissasi oz bo’ladi, tushayotgan radiatsiyaning ko’p qismini tuproq yutadi. Masalan, F.A.Mo’minovning ko’rsatishicha, shonalash-gullash davrida tuproq yuzi tushgan yig’indi radiatsiyaning 56-72 % ini, o’simlik qoplami esa 24-6 % ini yutadi. Keyingi davrlarda esa o’simlik qoplami yutgan radiatsiyaning hissasi oshib borgan. Buning sababi, barglar soni va sathi kattaligining oshishidadir.
Radiatsiya balansi yil davomida ham o’zgaradi. Masalan, O’rta Osiyoda radiatsiya balansi qish oylarida manfiy yoki nolga yaqin qiymatga ega bo’ladi. Fevral oyidan radiatsiya balansi ko’tarilib, iyun oylariga borib maksimumga etadi. Radiatsiya balansini o’rganish katta amaliy ahamiyatga ega bo’lib, joyning iqlimi va ob-havosining shakllanishiga ta’sir ko’rsatuvchi asosiy omil bo’lib xizmat qiladi. Faqat tuproqning emas, Yerga yaqin havo qatlamining ham issiqlik rejimi radiatsiya balansiga bog’liqdir.
To’g’ri tushayotgan quyosh nurining intensivligini o’lchash uchun pirigeliometr ishlatiladi. Ikkita yupka A va B manganin plastinkaning yuqori sirti qozonkuya bilan qoplangan. Pastki tomondan plastinkalarga termoparaning uchlari ulangan. Termoparadagi tokni galvanometr (G) ko’rsatadi. B plastinkaning uchlariga ampermetr (A) orqali tok manbai ulangan. A plastinkaga quyosh nuri tushib turadi, B plastinka esa soya joyda bo’ladi. Natijada A plastinka V plastinkadan ko’proq isiydi. Ikkala plastinkadagi temperaturaning ta’siri bilan termoparada tok hosil bo’ladi. Bu tok galvanometr (G) ning strelkasini buradi. Keyin B plastinkaga manbadan tok berib, ikkala plastinkaning temperaturasi tenglashguncha isitamiz. Ikkala plastinkaning temperaturasi tenglash-ganini galvanometr (G) ning strelkasi nolga qaytganidan bilamiz. Demak, A plastinka quyosh nuridan va B plastinka elektr tokidan bir xil issiqlik olgan. Ularning olgan issiqliklari tengligidan quyidagi tenglama kelib chiqadi.
(3.18)


3.3-rasm: Piranometr
Bu yyerda: S –quyosh radiatsiyasi intensivligi, I – tok kuchi (V plastinkada), k-koeffisent, u asbobning pasportida ko’rsatilgan. Demak, quyosh radiatsiyasi intensivligini topish uchun galvanometr (G) ko’rsatishini yuqoridagi formulaga qo’yib hisoblash kerak.
Tarqalgan radiatsiya yoki yig’indi radiatsiyani o’lchash uchun piranometr degan asbob ishlatiladi (3.3.-rasm). Asbob quyidagicha tuzilgan va ishlaydi. Bir necha kichik manganing va konstantan plastinkalar ketma-ket ulanib, termobatareya hosil qilingan. Juft plastinkalar oq ranga, toq plastinkalar qora ranga bo’yalgan. Termobatareyaning uchlari galvanometrga ulangan. Quyosh nurlari tushganda qora plastinkalar oq plastinkalarga qaraganda ko’proq isiydi. Natijada o’tkazgichda termoelektr toki hosil bo’ladi. Tokning kattaligi ta’sir etuvchi radiatsiya mikdoriga proporsional bo’ladi. Agar asbob ochiq yerga qo’yilib, unga to’g’ri nurlar tushsa, u yig’indi radiatsiyani, ya’ni to’g’ri va tarqalgan radiatsiyalarning birgalikdagi ta’sirini o’lchaydi. Tarqalgan radiatsiyani o’lchash uchun termobatareyaga to’g’ri radiatsiya tushmasligi kerak. Buning uchun piranometrda maxsus ekran bor. Ekran shunday qo’yiladiki, uning soyasi termobatereyaga tushadi. U vaqtda termo-batareyaga faqat tarqalgan radiatsiya ta’sir qiladi.
Quyosh nurining tushish vaqti uzunligini qayd qilish uchun geliograf xizmat qiladi (3.4-rasm). Geliograf asosan shisha shardan va sferik kosacha ichiga o’rnatilgan kog’oz lentadan iborat. Shisha shar yig’uvchi linzaga o’xshab ishlaydi. Quyosh nuri shisha shardan o’tib, fokusda yig’iladi. Sferik kosacha shisha shardan fokus masofasida joylashgan.


Geliograf quyidagicha ishlaydi. Quyosh nuri shisha shardan o’tib, lenta sirtida fokusda yig’iladi va lentani kuydiradi. Quyoshning ko’rinadigan harakati (haqiqat-da esa yer aylanadi, yerning aylanishi natijada quyosh harakat qilganday bo’lib ko’rinadi) osmon bo’ylab chapdan o’ngga yo’nalgan bo’lsa, fokus ham lenta bo’ylab o’ngdan chapga siljiydi va lentani kuydirib yuboradi. Agar kun bo’yi osmon bulutsiz bo’lsa, lentada uzluksiz iz hosil bo’ladi. Agar vaqti-vaqti bilan bulut bo’lsa, o’sha vaqtlarda lenta kuymaydi va lentada iz uzlukli bo’ladi. Lentada hosil bo’lgan izni lentadagi soat shkalasi bilan solishtirilib, shu kunda quyosh nuri yer yuziga necha soat tushib turganini bilish mumkin. Geliografning lentasi har kuni almashtiriladi.


Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati:
1.Захидов Р.А. Зеркальные системы концентрации лучистой энергии. Ташкент: Фан. 1986. -176 с.
2. Захидов Р.А., Умаров Г.Я., ВайнерА.А.Теория и расчёт гелиотехнических концентрирующих систем. Ташкент: Фан. 1977. - 144 с.
3.Zahidov R.A. Technology and testing of solar energy concentrating systems. Tashkent: 1978. 184 P.184.