Д. Э. Артиқов, К. С. Аюпов Шамол энергияси ва ундан

2.1. ShEQ ni loyixalash usuli
Dastlab Rossiyada ishlab chiqarilayotgan ShEQ misolida bozorda taklif qilinayotgan kichik quvvatli ShEQ tavsiflarini ko‘rib chiqamiz.
Taklif qilinayotgan avtonom va universal shamol qurilmasi (jad – 2 – 4) original konstruksiyaga ega bo‘lib, u to‘liq avtomatlashtirilgan, yuqori samarador, qulay, universal va bozorda taqdim etilayotgan analoglardan arzondir. Bu natijalarga mudofa soxasidagi yuqori muxandislik texnik potensialidan foydalanishdan, konversion texnalogiya va ishlab chiqarishning unumdorlik imkoniyatlaridan qo‘llanilishi tufayli, shuningdek mutaxassislarningyuqori malaka ega bo‘lganligi tufayli erishilgan.
Quvvati 1,5 va 2,5 KVt bo‘lgan shamol qurilmalari markaziy elektr tarmoqdan uzoqlashgan ob’ektlarni, shuningdek elektr ta’minotida buzilishlar yuz berib turadigan ob’ektlarni avtonom energiya ta’minoti uchun mo‘ljallangandir. ShEQ shamolning o‘rtacha yillik tezliklari 3 m/s yuqori bo‘lgan tumanlarda qo‘llanilishi mumkin.
ShEQ ning mexanik qismi va generator texnik xizmat ko‘rsatishni talab qilmaydi. ShEQ elektr sxemasiga quyidagilar kiradi:
 Shamol agregati (ShA)
 Zaryad kontrolleri
 Termoelektrik qizdirgich (TEQ)
 Invertor
 Akkumlyator batareyasi (AB)
ShA AB ni zaryadlamaydi. Invertor AB da zaxiralangan energiyani standart kuchlanishga o’zgartiradi. Zaryad rostlagichi AB ni o’ta zaryadlanishdan ShA ni TEQ ulash bilan saqlaydi.

Parametr		Shamol qurilmasi
		SW-2/5	SW-16	SW-60
Qurilma turi		Avtonom.	Avtonom.	Avtonom.
Nominal quvvat,kVt		2...5	16	60
Seriali ishlab chiqarishning boshlanishi		2004 yil	2005 yil	2006 yil
Kuchlanish,V		~220 yoki ~120	~220/380 yoki ~120 /310	~220/380 yoki ~120 /310
Tok chastotasi, Gs		50 yoki 60	50 yoki 60	50 yoki 60
Shamolning hisobiy tezligi, m/s		9,1	9,5	11
Shamolning minimal ishchi tezligi, m/s		3	3,5	4
Shamolning maksimal ishchi tezligi, m/s		25	25	25
To‘fonli shamol, m/s		60	60	60
Shamol g’ildiragining diametrik, m		4,5	10	15
Aylanish chastotasi ay/daq		100…160	109	70
Minora balandligi		12	18	20
Parraklar soni		3	3	3
Ishlatilgan xarorat oralig’I, C		-50/+50	-50/+50	-50/+50
Ishlash muddati, yil		15	25	25
O‘rtacha yillik ishlab chiqariladigan energiya (Veybul (weilbull) bo‘yicha shamolning qaytaruvchanlik parametri)	4 m/s	2 581	29 600	53 000
	5 m/s	4 664	40 207	106 000
	6 m/s	6 747	57 197	167 000
	7 m/s	8 554	71 555	218 000
	8 m/s	9 990	83 163	264 000
Qurilma massasi		0,270	2,2	6,5

5 – rasm. Kichik quvvatli ShEQ qurilmasining umumiy ko‘rinishi.

3 – jadval

	BETEN – 0,16 shamol elektr qurilmasi	“Sheksna – 1” A shamol elektr qurilmasi
Nominal quvvat	0,16 kVt	0,5 kVt
Ishlash rejimi	Uzoq avtomatik	Uzoq avtomatik
Shamol tezligining ishchi oralig’i	3,5...25 м/с	3...30 м/с
Chegaraviy ruxsat berilgan shamol tezligi	40 м/с	40 м/с
Chiqish kuchlanishi	Invertor chiqishida: 220 (±10) V O‘zgarmas tok kanalidagi chiqishda: 12 (+4-1,6) V	Invertor chiqishida: 230 (+10 -15)V O‘zgarmas tok kanalidagi chiqishda
Shamol g’ildiragining diametri	1,6 m	2,8 m
Shamol g’ildiragining aylanish o‘qigacha bo‘lgan balandlik	3,5 m	8,0 m
Ishlab chiqariladigan o‘rtacha yillik energiya	4 m/s - 180 kVt.s 5 m/s - 300 kVt.s 6 m/s - 450 kVt.s	4 m/s - 850 kVt. s 5 m/s - 1400 kVt.s 6 m/s - 1900 kVt.s
Qurilmaning gabarit o‘lchamlari	1380х280х310 мм	3000х560х530 mm 507х394х400 mm 672х335х350 mm 392х237х172 mm 642х570х486 mm
Og’irligi (akkumlyator batareyasiz)	58 kg	200 kg

4 – jadval.
“Vodoley” mexanik shamol nasosi

Shamol tezligi 5m/s va suv ko‘tarishning umumiy balandligi 10m bo‘lgandagi unumdorlik	300 l/s
Suv so‘rib olishning maksimal chuqurligi	8 m
Suv nagnetaniya maksimal balandligi	1,6 m
Shamol tezliklarining ishchi oralig’i	3...40 m/s
Shamol g’ldiragining diametri	1,2 m
Shamol g’ildiragi o‘qigacha shamol nasosning balandligi	4 m
So‘ruvchi dastakning diametric	0,02м
Upakovkaning gabarit o‘lchamlari	2,33 х 0,53 х 0,31 m
Og’irligi	42kg

Elektr energiyaning ishlab chiqarilishi ShA ga bog’liq bo’ladi.

Stabilashtirilgan bir fazali kuchlanishning energiya istemolining eng katta quvvati invertorga bog’liq bo’ladi.
Shamol shtilining davomiyligi AB ga bog’liq bo’ladi. Bu vaqt davomida elektr ta’minoti uzilmaydi. Ob’ektni kafolatlangan elektr ta’minotini ta’minlash uchun benzinli elektrostansiya (BES) ishlatilishi kerak. AB zaryadsizlangan vaqtda BES ishga tushib, u yuklamani ta’minlaydi va AB ni zaryadlaydi. AB zaryadlanib bo’lgandan keyin generator uziladi.
Shamol agregatining texnik ko’rsatkichlarini ko’rib chiqamiz.

6 – rasm. Shamol agregatining quvvati egri chizig’i
5 – jadval. Shamol agregatining asosiy texnik ko‘rsatkichlari.

	VA-1,5 kVt		Va-2,5 kVt
Shamol tezligi 12 m/s bo‘lganda AB qisqichlaridagi quvvat	1,5 kVt		2,5 kVt
Shamol tezligi 15 m/s bo‘lgandagi maksimal quvvat	1,7 kVt		2,8 kVt
Shamolning boshlang’ich ishchi tezligi	2,5 m/s
Shamolning bo‘ronli tezligi	50 m/s
Rotor diametri	2,8 m	3,6 m
Parraklar soni	3
AB kuchlanishi	24 V
ABning tavsiya qilingan sig’imi	215 As	430 As
Mayaksiz massa	45 kg	75 kg
Mayak balandligi	14 m
Xizmat vaqti	15 yil
Xarorat oralig’i	-40 +60°С

6 – jadvalda kichik ShEQ larni ishlashi va konstruksiyalarining o‘ziga xos tomonlari keltirilgan.

6 – jadval. Shamol qurilmasining konstruktiv o‘ziga xos tomonlari.

Bo‘rondan ximoya	Rotorni shamol ostidan chiqarish
Shamol yo‘nalishiga yo‘naltirish	Flyuger
Parrak materiali	Polimer shishaplastik
Generatorni rotor bilan bog’lanishi	Reduktorsiz
Generator	Kontaktsiz,Nd – Fe – B doimiy magnitli sim
Mayoq turi	Simli po‘lat truba

Endi shamol qurilmalarning tanlash sxemasini va rotor parametrlarini hisoblash usulini ko‘rib chiqamiz.
Adabiyotlarda ShEQ ni tanlashning quyidagi sxemasi tavsiya qilinadi. ShEQ lar ma’lum bir hisob davri davomida ob’ektning elektr istemoli (KVts larda) xam ShEQ o‘rnatilayotgan tumanda shamolning o‘rtacha yillik tezligi asosida tanlab olinadi. Elektr istemolning quvvati hisobga olinmaydi. Shamolning o‘rtacha yillik tezligi ob’ektga eng yaqin joylashgan meteostansiya ma’lumotlaridan olinadi. Mazkur ma’lumotlarni, masalan, “Iqlim shamol” ma’lumotnomasidan olish mumkin.
Jadvalda keltirilgan ShEQ ning o‘ziga xos tomoni butun xizmat davri davomida to‘liq avtonomlikdir. Fundament bir nechta beton yostiqchalaridir. Mayoqni ko‘tarish yuk mashinasi yoki traktor lebedkasi yordamida amalga oshiriladi.
ShEQ ni tanlashda shamolning o‘rtacha yillik tezligi va umumiy elektr istemolini to‘g’rilab olish kerak. Shamolning o‘rtacha tezligini aniq to‘g’rilab olinishi ShEQ ishlab chiqarayotgan energiya mayoq balandligiga bog’liq bo‘lishi bilan bog’langandir. 1 – jadvalda keltirilgan shamolning o‘rtacha yillik tezligi mayakning 10 m balandligiga mos keladi. ShEQ lar uchun yuqori mayaklarni tanlagan holda (10 m katta) ayrim xolatlarda ShEQ rotori bunda shamolning o‘rtacha yillik tezligini 50% gacha oshirish mumkin. Umumiy elektr istemolini to‘g’irlashda kabel, invertor va AB dagi yo‘qotishlar hisobga olinadi. Kabeldagi yo‘qotishlar ShEQ ning energiya ishlab chiqarishini 30 % gacha kamaytirish mumkin. Shu sababli yo‘qotishlarni kamaytirish uchun uzun kabellardan foydalanilganda katta yuzali jilalarni olish tavsiya qilinadi. AB va invertordagi yo‘qotishlar energiyaning o‘zgartirish FIK bilan bog’langandir. Qo‘rg’oshinli AB FIK taxminan 90% ni, ishqoriy batareyaning FIK taxminan 80 % ni tashkil qiladi. Zamonaviy invertorlarning nominal FIK taxminan 95 % ni tashkil qiladi. Invertorning barcha ishchi oralig’i invertorning o‘rtacha FIK ni 90 % deb qabul qilishi mumkin.