Dengizning qayta tiklanadigan manbalaridan foydalanish

QUYOSH ELEKTR STANSIYALARI.

Quyosh-sayyoramizning hayot manbai va undan olinadigan barcha energiya turining manbaidir. Hozirgi kunda quyosh energiyasidan to‘g‘ridan-to‘g‘ri foydalanishga katta e’tibor qaratilmoqda. Quyosh nurlanish energiyasini elektr energiyaga aylantirishda quyosh elementlari o‘ziga jalb etadi. Quyosh elementlarida fotoeffekt hodisasi yuzaga kelishi kuzatiladi, ya’ni yorug‘lik ta’siri ostida jihozdan elektronlar ajralib chiqadi.

Fotoeffekt hodisasi 1887- yilda Gers tomonidan aniqlangan va Stoletov tomonidan 1888-yilda batafsil o‘rganilgan. Fotoeffekt uzoq vaqtdan buyon ma’lum bo‘lsada uning tabiati haligacha to‘liq o‘rganilmagan. Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun fotoeffektdan amaliy foydalanish keyingi vaqtlarda yarim o‘tkazgichni qo‘llash bilan bog‘liq bo‘lib qoldi.

Elektron (n-tip) va kovak (p-tip) o’tkazgichga ega bo’lgan yarim o’tkazgichlar to’qnashganda sirtlardagi elektronlar diffuziyasi natijasida potensiallar farqi yuzaga keladi. Agar kovakli yarim o’tkazgich yoritilsa, uning elektronlari yorug’lik kvantini yutib elektronli yarim o’tkazgichga o’tadi. Shu orqali yopiq konturda elektr toki hosil bo’ladi.

Hozirgi vaqtda kremniy elementlari mukammalki, ularga ham yo‘naltirilgan ham quyosh nurlarining tarqatilishi ta’sir qiladi. Kremniy elementlari qishda va yozda teng ravishda yaxshi ishlay oladi. Qishda yorug‘lik oqimining kamayishi FIK ning harorat kamayishi hisobiga kattalashishi bilan kompensatsiyalanadi. FIK kremniy elementlarining taxminan 15% ni egallaydi. Yarim o’tkazgichlarning qiyin tayyorlanish texnologiyasi va qimmatligi tufayli kremniy elementlari hozircha faqat noyob qurilmalarda ishlatiladi, masalan Yerning sun’iy yo‘ldoshi sputniklarida qo‘llaniladi. Kelajakda quyosh nurlanishidan ulkan energiya oqimlini hosil qiluvchi fotoelektrik generatorlarni qo‘llash kutilmoqda Quyosh energiyasidan organik jismlardagi tabiiy fotosintezda oqishi kabi fotoelektrik jarayonlarda foydalanish mumkin. Bu jarayonni amalda o‘zlashtirish insoniyatga zarur energiyani olish va organik yoqilg‘ini keskin kamayib ketish muammosini hal qilish imkonini beradi. Hozirgi sharoitda quyosh nurlanishi zichligini kichikligi va uning atmosfera holati va yil fasllariga bog‘liqligi tufayli quyosh energiyasidan yerga keluvchi katta oqimli (taxminan yiliga yer yuzasining 1 m² ga 0.15MVt.s.) energiyadan foydalanish qiyin. Yerning sun’iy yo’ldoshlarida quyosh stansiyalarini qurish mumkin. Bunda quyosh energiyasi 24 soat davomida to‘planadi, Shuningdek stansiyaning ish samaradorligiga bulut qoplamasi bog‘liq bo‘lmaydi. Sun’iy yo‘ldoshdagi quyosh stansiyasi sxemasining tamoyili va uning umumiy ko‘rinishi 3.16 a,b-rasmda ko‘rsatilgan.

3.16-rasm.Sun’iy yo’ldoshdagi quyosh energiya stansiyasining loyihasi.

a-asosiy sxemasi, 1-quyosh energiyasi oqimi, 2-quyosh energiyasi yo’ldosh kollektori, 3-uzatuvchi antena, 4-qabul qiluvchi antena, 5-UKV shulasi, 6-energiya yo’ldoshining sinxron orbitasi (yer yuzasidan 30-40 ming km), b-umumiy bo’lim.
Quyosh energiyasi sun’iy yo‘ldosh-kollektorining o‘lchami stansiyaning quvvatiga bog‘liq holda har xil (20dan 100 km².gacha) bo‘lishi mumkin.

Quyosh elementlaridan olingan energiya quyosh stansiyalaridan Yerga yetarlicha o‘ta qisqa to‘lqin O‘QT (10sm) to‘plami ko’rinishidagi antena yordamida uzatilishi kerak. Bu energiya to‘plamini keyinchalik sanoat chastotasi energiyasiga aylantirishi kerak bo‘lgan Yerda o‘rnatilgan antena qabul qiladi. Barcha jarayon yetarlicha FIK orqali xarakterlanishi kutiladi. Hozirgi kunda quyosh elementlari tomonidan yagona kristallarda energiyani hosil qilishning FIK 11% ni tashkil qiladi. Kremniy elementlarini takomillashtirish orqali FIK 20% ga erishish mumkinligi kutiladi.

Kosmik stansiyada energiya o‘zgartirishda FIKning hisobiy qiymati 3.3-jadvalda ko‘rsatilgan.

3.3-jadval

Quyosh elektr stansiyasida elektr energiyani ishlab chiqarish va uzatish	FIK
	Hozirgi vaqtda uzatilishi	Mavjud texnologiyadan kutilishi	Kelajakda tadqiqot qilinishi
O‘QT-energiya oqimni ishlab chiqish	76,7	85,0	90,0
Generator chiqishidan antenagacha uzatilayotgan energiya	94,0	94,0	95,0
Energiya tutgichi va ditektor	64,0	75,0	90,0
Umumiy FIK	26,5	60,0	77,0

Foydali elektr quvvati 3-20 GVt va undan yuqori bo‘lgan kosmik stansiyalarni loyihalashtirish mumkin. 5 GVt foydali quvvat chiqaruvchi stansiyadagi quyosh batariyasining FIK ni 15% ga tengligi bilan baholash mumkin. Bunday stansiyaga to‘g‘ri keluvchi quyosh batareyasining sirti 20km² ga teng.

Bunga ko‘ra uzatuvchi antena diametri 1kmga, qabul qiluvchi antena diametri 7-10km ga teng bo‘lishi kerak. Bunday holda Yerdagi O‘QT to‘lqin to‘plamining zichligi quyosh energiyasining normal zichligining 1/5 qismiga teng bo‘lishi kerak, shu sababli u uchuvchi vositalarga va qushlarga xavf tug‘dirmasligi kerak. Radio to‘siqlar bilan bog‘liq savollar jiddiy muammo bo‘lmasligi kerak.

Texnik muammolarga erishilgan texnologiyani takomillashtirishdan iborat va muayyan yangi qarorlarni ishlab chiqishni talab qilmaydi. Asosiy e’tibor oraliq yoqilg‘i olish jarayonida quyosh energiyasidan foydalanishga qaratiladi. Shunday qilib quyosh stansiyalarning energiyasi uglevodorodlar, masalan metanolni ohaktoshdan va suvdan sintez qilish uchun ishlatilishi mumkin.

Ko‘pgina mamlakatlarda qulay sharoit mavjudligi quyosh energiyasidan amaliy maqsadlarda foydalanish imkonini beradi. Quyosh energiyasidan foydalanish yo‘nalishida ko‘p ishlar bajarilgan va suvni tozalashda, ovqat tayyorlashda, suv isitish, nasoslarning yurg’izish elementlari va boshqa maqsadlarda quyosh energiyasidan foydalanish imkoniyatlari isbot qilingan. Shubhasiz kelajakda insoniyat quyoshga turli yo‘llarda ishlatiluvchi energiya manbai sifatida qaraydi. Quyosh energiyasidan foydalanish yo‘llaridan biri o‘z ichiga fotosintez energiyasini yig‘ish va qo‘lga kiritish uchun mo‘ljallangan loyihalarni amalga oshirishdir. Bunday loyihalarni amalga oshirishning qiyinligini sababi fotosintezning samaradorligi o‘ta pastligidir. Fotosintez tufayli yiliga 155 mlrd.t ga yaqin quruq organik massa, asosan yoqilg‘i sifatida ishlatsa bo‘ladigan sun’iy qog‘oz hosil bo‘ladi deb hisoblash mumkin. Shuningdek energiya almashinuvining past FIK tufayli energiyani yetarli miqdorda olish uchun ekin maydonlarini kengaytirishga to‘g‘ri kelishi mumkin. Shuning uchun FIK almashinuvini oshirish yo’nalishida tinimsiz izlanishlar olib borilmoqda. Shu bilan birga imkon darajasida optimal sun’iy gaz tarkibini tuzgan holda arzon, foydali o‘simliklar massasini olishga harakat qilishyapdi. Amerikada olingan ma’lumotlarga ko‘ra makkajo‘xorini energetik yoqilg‘i sifatida yetishtirilsa uning bahosi qazilma yoqilg‘ining hozirgi narxi bilan teng bo‘ladi: agar energetik yoqilg‘i sifatida yog‘och ishlatilsa 1akrga 0,4 ga teng 6 ming ta daraxt to‘g‘ri keladi va 12 yilda bir marta hosil olinishini hisobga olinsa, demak daraxtlarning sekin o’sishi va ayrim bir boshqa omillar oqibatida ulardan olinadigan energiyasining narxi makkajo’xorinikidan 2 marta ko‘p. Biroq ko‘p yillik o‘simliklar 1 yillik o‘simliklarga qaraganda qulayliklarga ega: ulardan hosilni ehtiyojga qarab yil davomida yig‘ib olish mumkin va bunda energetik hosilni saqlash bilan bog‘liq bo‘lgan hech qanday muammo yuzaga kelmaydi. Shuning uchun energiya ishlab chiqarish tez o‘suvchi shunday daraxtlarga murojaat qiladiki, ularning ildizi chopilgandan keyin ildizpoya beradi, bu esa har yili ko‘chat o‘tkazishni talab qilmaydi.

Markaziy Pensilvanii tashlandiq eksperemental yerlarida gibrid teraklar yetishtiriladi. 1 akr yerga taxminan 3700 ta daraxt ekilsa, undan gibrid daraxt neft va ko‘mirga qaraganda ancha sezilarli energiya ishlab chiqaradi. Bunaqa yer maydonlarida quvvat bir yilda 1 akrdan 681mln Vt ni tashkil qiladi. 400 MVt quvvatli o‘rtacha elektr stansiyani yoqilg‘i bilan ta’minlash uchun 30ming akr. yer maydoni kerak bo‘ladi. Amerikada elektr stansiyalarni asosiy qismini energetik yer maydonlardan olinuvchi yoqilg‘i bilan ta’minlash uchun 160-200 mln. akr talab qilinadi.