Inson hayotida energiyaning o`rni. Jahon energetikasi bilan bog`liq global muammolar. Qayta tiklanmaydigan va qayta tiklanuvchan energiya manbalari. An’anaviy energiya manbalari zahiralari va resurslari

Oqar suv energiyasi. Gidro va gidroakkumulyatsiyali elektrostansiyalar. Kichik va mikro gidroelektrostansiyalar. O`zbekistonda gidroenergetikaning istiqbollari.
Qadimdan ikki daryo oralig„ida joylashgan Turon zaminda yashagan ajdodlarimiz qishloq xo„jalik ekinlari, bog„dorchilik, uzumchilik dehkonchilik bilan shug„ullanishgan. Mazkur agrar sektori rivojlangan xududda shak- shubxasiz suv tizimini tashkil etish keng rivojlangan. Suvga nisbatan qadimdan xalqimiz tomonidan katta e‟tibor berilgan. “Yer xazina-suv oltin”, “Suv keltirgan aziz”, “Suvobi hayot” kabi iboralar xalqimiz orasida keng tarqalgan. Undan tashqari Ko„hna Osiyoning Xitoy, Xindiston, Eron, Turon mamlakatlarida yakka tartibda satxi chuqur joylardan yuqori satxga ko„tarib beradigan mexanik qurilmali suv inshootlari xalq xizmatida bo„lgan. Suv resurslari tarkibiga – daryo oqimlari, ko„llar va suv omborlari suvlari, grunt suvlari, chuchuk va kam mineralizatsiyali bosimli yer osti suvlari kiradi. Muzliklar va qor zahiralari, bosimli chuqur yer osti suvlari, ichki dengizlarning suvlari, qirg„oq oldi va hududiy suvlar, kam sho„rlangan va sho„rlangan grunt suvlari kelajakda foydalanilishi ko„zda tutilgan suv resurslari hisoblanadi. Ilgari tekin hisoblangan tabiat in‟omi hisoblangan suv resurslari bugungi kunda iqtisodiy va siyosiy resursga aylanmoqda. Suv resurslarini baholaganda ikki xil: statik zahiralar hamda qaytalanuvchi resurslar tushunchalaridan foydalaniladi. Statik yoki asriy chuchuk suv zahiralarga ko„llar, daryolar, muzliklar va yer osti suvlari kiradi. Qaytalanuvchi suv resurslari - quruqlik va okeanlar orasidagi suv almashishi natijasida, tabiatda suvni aylanish jarayoni tufayli, har yili qayta tiklanadigan suvlardir. Tabiatda aylanish jarayonida 577 000 km3 suv miqdori qatnashadi. Xuddi shu miqdordagi suv okeanlar (505 000 km3 ) va quruqlik (72 000 km3 ) sathidan bug„lanadi hamda yog„ingarchilik shaklida okeanlarga (458 000 km3 ) va quruqlikka (119 000 km3 ) qaytib tushadi. Hisoblarga qaraganda yer yuzidagi suv resurslari yer shari bo„ylab taqsimlansa, 3790 m ga teng suv ustuni hosil bo„lsa, ularning og„irligi 1,5 ×109 mln.tonnaga teng ekan. Hozirgi kunda O‟zbekiston hududidagi kichik, o„rtacha va katta daryolarda hamda irrigatsiya tizimlarida konservatsiya qilingan, ekspluatatsiya qilinayotgan, qurilayotgan, loyihalanilayotgan, loyiha-qidiruv ishlari olib borilayotgan GESlar soni 204 donani tashkil qiladi. Shundan: ekspluatatsiya qilinayotgan GESlar 34(GAK «Uzbekenergo» ga qarashli 30, O‟zbekiston qishloq va suv xo„jaligi vazirligi qoshidagi «Suvenergo» ixtisoslashtirilgan birlashmasiga qarashli 4) donani; konservatsiya qilingan GESlar 11 donani; qurilishi mo„ljallanib loyiha-qidiruv va loyiha ishlari bajarilayotgan GESlar soni 45 donani; qurilishi mumkin bo„lgan GESlar daryolarda 12 donani, suv omborlarida 23 donani va magistral kanallarda 79 donani tashkil qiladi. Gidroenergetikadan tashqari respublikamiz juda xilma-xil noana‟naviy energiya manbalariga boydir. Ma‟lumki mamlakatimizni serquyosh O‟zbekiston deb atashadi, chunki uning hududidagi ba‟zi nuqtalarda 1 m 2 maydonga tushayotgan quyosh nuridan soatiga 1 kVt elektroenergiya olish mumkin. Kuchli shamollar esib turadigan hududlarida 40-80 m balandlikka o„rnatilgan shamol generatorlari yordamida 25-50 kVt va undan ko„proq elektroenergiya olish mumkin. Ma‟lumotlarga qaraganda 2020 yilgacha, Yevropa Ittifoqidagi barcha davlatlar, iste‟mol qiladigan elektroener-giyaning 80 % ni noana‟naviy energiya manbalari – shamol va quyosh energiyasi hisobiga qoplashar ekan. Mamlakatimiz qishloq xo„jaligining suvga bo„lgan talabini qondirish uchun, yilning sersuvligiga nisbatan o„rtacha 48,0-53,0 mlrd. m 3 suv yetkazib beriladi. Bu suvlar, uzunligi 27,6 ming km xo„jaliklararo magistral kanallar hamda umumiy hajmi o„rtacha 14,0–16,0 mlrd. m 3 ni tashkil qiluvchi 55 dona suv omborlaridan uzatiladi. Bundan tashqari yuzlab tabiiy sharsharali soylar, buloqlar va ko„llar mavjud. Mana shu ulkan irrigatsiya rejimida ishlaydigan suv manbalariga kichik va o„rtacha gidroenergetik qurilmalarini o„rnatib, yiliga o„rtacha 3,9 – 4,3 mlrd. kVt/soat ekologik toza elektroenergiya ishlab chiqarish mumkin. Shunday ulkan imkoniyatlarni hisobga olib, 1995 yilda O‟zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining 476-sonli «O‟zbekiston Respublikasida kichik energetikani rivojlantirish haqida»gi Qarori e‟lon qilindi. Bo„layotgan o„zgarishlarni hisobga olib, bu qarorga 2 marta - 1999 va 2000 yillarda qo„shimcha va o„zgartirishlar kiritildi. O‟zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining ushbu qaroriga asosan, mamlakat irrigatsiya kompleksiga 145 dona kichik va o„rta GESlarni qurish va ekspluatatsiya qilish talab qilinadi. Hozirgi kunda irrigatsiya tizimlarida 32 dona (GAK «Uzbekenergo» ga qarashli 28 dona, O‟zbekiston qishloq va suv xo„jaligi vazirligi qoshidagi «Suvenergo» ixtisoslashtirilgan birlashmasiga qarashli 4 dona) GESlar ekspluatatsiya qilinmoqda, «Suvenergo» birlashmasi tomonidan 5 dona GES qurilmoqda, 9 donasini qurish rejalashtirilmoqda, 127 dona quriladigan ob‟ektlarda qidiruv-geodezik ishlari olib borilmoqda. Suv sarfi 0,8 m3 /s dan va quvvati 3 kVt dan yuqori GESlarda aktiv ko'ndalang oqimli (ularni ikki martalik ham deyiladi) turbinalar ishlatiladi. Aktiv turbinani ish g'ildiragi uning parraklariga tushayotgan suv oqimi bilan havoda aylanadi, oqimning kinetik energiyasi bilan aniqlanadi. Mikro GESlar ko'chma, derivatsiyali va statsionar turlarga bo'linadi: 1.Ko'chma mikro GESning quvvati 3 kVt gacha bo'lib, ularni ko'chma holda asosan mavsumiy energiya manbasi sifatida foydalaniladi. Ular kichik suv oqimlari va ariqlarning erkin oqimi past potentsialli energiyasi hisobiga ishlaydi. 2. Derivatsiyali mikroGESlarning quvvati 6 kVt cha bo'lib ular ham ko'chiriluvchidir. Ularning gidroturbinasiga suv maxsus quvurlar, kanal yoki tonellar orqali uzatiladi. Suv oqimi sathlari farqi 2 m dan ortiq bo'lishi kerak. Suv saqlash inshootlarini qurish talab etilmaydi. 3.Statsionar mikroGESlarning quvvati 100 kVtgacha bo'lib, ular ancha yirik ob'ektlarni elektr energiya bilan ta'minlaydi. Ular markaziy elektr tarmoqlari mavjud va mavjud bo'lmagan holatlarda ishlayveradi.
Shamol energiyasi. Shamol tezligi va uni o`lchash. Shamol energetik qurilmalari va ularning F.I.K. Shamol energetik qurilmasining soddalashtirilgan hisobi. Shamol elektrostansiyalari.
Shamol - bu quyosh nurining intensivligi hisobiga, bosimning o‘zgarib turishi natijasida havo massasining harakatidir. Shamol energiyasi qayta tiklanadigan energiya deb tasniflanadi, chunki u Quyosh faoliyatining natijasidir. Havo massasining yer atmosferasi atrofida aylanishi ekspertlar tomonidan turlicha baholangan. Shamollarning yillik nazariy zahirasi er yuzidagi barcha energiya zahiralardan 100 marta ortiq bo‘lib, 33 x 1014 kVt-soatni tashkil qiladi.Ammo bu energiyaning faqatgina 10-12 % foydalanish mumkin. Iqtisodiy jihatdan joydagi shamolning tezligi 5 m/s dan kam bo‘lmasa shamol generatorlaridan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Shamol elektrogeneratorlari an’anaviy generatorlardan 2 - 4 barobar qimmat. Ammo shamol energiyasi doimiy bo‘lgan ba’zi bir mintaqalarda u muhim energiya manbalaridan hisoblanadi. Shamolning o‘rtacha tezligi, ma’lum vaqt oralig‘idagi teng vaqtlar ichida o‘lchangan shamol oniy tezliklarining o‘rta arifmetik miqdor sifatida aniqlanadi.

Hozirgi kunda ilm-fanning taraqqiyoti natijasida ishlatish qulay, o‘lchamlari kichik va chiroyli dizayndagi anemometrlar yaratilib, ulardan muvaffaqiyatli foydalanilmoqda. Ishlash prinsipi bo’yicha bunday anemometrlar quyidagi turlarga bo‘linadi: • pallali anemometrlar; • parrakli anemometrlar; • issiqlik anemometrlari; • ultratovushli anemometrlar. Eng sodda konstruksiyali anemometrlardan biri, 1846 yilda Arma observatoriyasi doktori Robinson tomonidan yaratilgan pallali anemometrlardir. Vertikal o‘q atrofida aylanadigan rotorga maxsus simlar orqali mahkamlangan yarim sferik shar shaklidagi pallalar yig‘indisiga pallali anemometrlar deyiladi. Ushbu anemometrlar uch va to‘rt pallali bo‘lishi mumkin. Shamol generatorlari - shamolning kinetik energiyasini elektr energiyaga aylantirib beruvchi qurilma. Shamol generatorlarini ikki xil turi mavjud: sanoat va uy uchun. Sanoat uchun shamol generatorlari davlat yoki katta energetik korporatsiyalar tomonidan quriladi. Odatda shamol energiyasi shamolga perpendikulyar joylashgan ma’lum maydon ta’siri orqali aniqlanadi, shamol oqimining quvvati

Shamol energetik qurilmasi uzatayotgan energiya miqdori, havo oqimi hosil qiladigan energiya miqdoridan tubdan farq qiladi. Chunki havo oqimi energiyasining bir qismi shamol g‘ildiragi parraklarida, reduktor va generatorlarda isrof bo‘ladi. Isrof bo‘lgan energiya miqdori, shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti bilan hisobga olinadi. Shamolga perpendikulyar joylashgan maydon yuzasini shamol g‘ildiragi diametri bilan belgilab, shamol energetik qurilmasining quvvatini quyidagi formulada hisoblash mumkin.

Hisoblarga ko‘ra, parrakli shamol dvigatellaring shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti 48 % gacha bo‘lishi mumkin, shamol qurilmalarining umumiy foydali ish koeffitsienti undan ham kichikroq bo‘ladi. Shamolga perpendikulyar bo‘lib asosan, shamol qurilmalarinig parraklari joylashadi. Shamol qurilmasi quvvatini parraklar soni emas balki, ish g‘ildiragi diametri belgilaydi . Shamol agregatining quvvati shamol tezligiga to‘g‘ri, ish g‘ildiragi parraklari soniga teskari proporsionaldir.

Bir necha shamol qurilmalarining yig‘indisi shamol elektrostansiyasini tashkil qiladi. Quvvatiga nisbatan shamol elektrostansiyalarini 3 guruhga bo‘lish mumkin. 1. Kichik quvvatli - 0,1 kVt-soat dan 1,0 kVt-soatgacha, ularga asosan doimiy elektr toki ishlab beradigan shamol qurilmalari kiradi. Ular asosan akkumulyator batareyalarini zaryadka qilishda qo‘llaniladi. 2. O‘rtacha quvvatli - 10 kVt-soat dan 100 kVt-soatgacha, ular o‘zgaruvchan tok ishlab chiqaradi. 3. Yirik quvvatli 100 kVt-soat dan - 1000 kVt-soatgacha, hozirgi vaqtda bunday shamol energetik qurilmalarining tajriba nusxalari sinab ko‘rilmoqda.


Geotermal energiya va uning salohiyati. Geotermal energiyadan issiqlik va elektr energiyasi olisn uchun foydalanish yo`llari. Geotermal issiqlik elektrostansiyalari. O`zbekistonda geothermal energiyaning salohiyati va undan foydalanish imkoniyatlari.
Sayyoramizdagi barcha suv zahiralarining 4% ga yaqini yer ostida - tog' jinslari qatlamlarida to'plangan. Harorati 20 ° C dan yuqori bo'lgan suvlar termal deb ataladi (yunoncha "terme" - "issiqlik", "issiqlik" so'zidan). Yer osti ko'llari va daryolari yer tubida sodir bo'ladigan radioaktiv jarayonlar va kimyoviy reaksiyalar natijasida isiydi. Vulqon faol bo`lgan hududlarda 500-1000 m chuqurlikda suvining harorati 150-250 ºC bo'lgan hovuzlar mavjud, ulardagi suv yuqori bosim ostida turganligi sababli qaynamaydi. Tog'li hududlarda termal suvlar ko'pincha 90 ºC gacha bo'lgan issiq buloqlar shaklida yuzaga keladi. Odamlar Yer qa‟ri issiqligidan iqtisodiy maqsadlarda foydalanishni o'rgandilar. Termal suvlar yer yuzasiga yaqin mamlakatlarda geotermal elektr stansiyalari (geoTES) qurilmoqda. Ular yer osti manbalaridan olingan issiqlik enyergiyasini elektr enyergiyasiga aylantiradilar. Rossiyada 5 MVt quvvatga ega birinchi geotermal elektr stansiyasi 1966 yilda Kamchatka janubida, Paujetka daryosi vodiysida, Koshelev va Kabalniy vulqonlari hududida qurilgan. 1980 yilda uning quvvati 11 MVt edi. Italiyada, Landyerello, Monte-Amiata va Travele hududlarida umumiy quvvati 384 MVt bo'lgan 11 ta shunday stansiya ishlaydi. Geotermal elektr stantsiyalari AQShda (Kaliforniyada, Buyuk Geyzyerlar vodiysida), Islandiyada (Myvatn ko'li yaqinida), Yangi Zelandiyada (Vayrakey mintaqasida), Meksika va Yaponiyada ham ishlamoqda. Geotermal stansiyalar nisbatan sodda tuzilishga ega: qozonxona, yonilg'i ta'minoti uskunalari, kul va tutunlarni ushlab qoluvchi moslamalar va an'anaviy issiqlik elektr stantsiyalari uchun zarur bo'lgan boshqa ko'plab qurilmalar mavjud emas. Geotermal elektr stantsiyasida yoqilg'i bepul bo'lganligi sababli, ishlab chiqarilgan elektr enyergiyasining narxi bir necha baravar past bo'ladi. Issiq suvli manbalardan foydalanib elektr enyergiyasini ishlab chiqarish yer sirtiga chiqarilgan issiq suvning bug'lanishi natijasida hosil bo'lgan bug'dan foydalanishga asoslangan. Yer qa‟rida yotgan yuqori bosimdagi issiq suvning hovuzdan skvajin bo`ylab yer yuzasiga yaqinlashida bosim pasayadi va suyuqlikning taxminan 20% qaynab bug'ga aylanadi. Anashu prinsip geoTES larda foydalaniladi. Bu bug' ajratgich (seperator) yordamida suvdan ajratiladi va turbinaga yuboriladi. Separatordan chiqadigan suvga minyeral tarkibiga qarab qo'shimcha ishlov berilishi mumkin. Bu suvni qaytadan tog ' jinslariga zudlik bilan quyish yoki, iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq bo'lsa tarkibidagi minerallardan tozalab, keyin quyish mumkin. Issiq suvli geotermal manbalarga Yangi Zelandiyadagi Uayrakey va Brodlends, Meksikadagi Syerro Prieto, Kaliforniyadagi Salton dengizi, Yaponiyadagi Otake misol bo'la oladi. Yuqori yoki o'rta haroratli geotermal suvlardan elektr enyergiyasini ishlab chiqarishning yana bir usuli - bu ikki konturli (binar) sikldan foydalanishdir. Ushbu jarayonda hovuzdan olingan suv ikkilamchi konturdagi past qaynash haroratiga ega bo'lgan issiqlik tashuvchi suyuqlikni (freon yoki izobutan) isitish uchun ishlatiladi. Ushbu issiqlik tashuvchi suyuqlikning qaynashi natijasida hosil bo'lgan bug' turbinani harakatga keltirish uchun foydalaniladi. Ishlab chiqqan bug` kondensatsiyalanadi va yana issiqlik almashtirgich orqali o`tib yopiq siklni hosil qiladi. Ikkilamchi konturda issiqlik tashuvchi sifatida freondan foydalanadigan qurilmalar 75-150 °C harorat oralig'ida ishlovchi va 10-100 kVt birlik elektr quvvatli qurilmalar qatoriga kiradi. Geotermal elektr stantsiyasida elektr enyergiyasini ishlab chiqarishning bir nechta sxemalari mavjud. To'g'ridan-to'g'ri sxema: tabiiy bug` quvurlar orqali elektr generatorlariga ulangan turbinalarga yuboriladi. Bilvosita sxema: bug' oldindan (turbinalarga kirishdan oldin) quvurlarni yemrilishiga olib keluvchi gazlardan tozalanadi. Aralash sxema: turbinalarga tozalanmagan bug' kiradi, so'ngra kondensatsiya natijasida hosil bo'lgan suvdan unda erimagan gazlar chiqariladi. Paujetsk elektr stantsiyasi aynan aralash sxema bo'yicha ishlaydi. 840 kJ/kg miqdoridagi issiqlikni o'z ichida saqlovchi bug'-suv aralashmasi 350 m chuqurlikli skvajin orqali yuzaga chiqarilib separator qurilmasiga yo`naltiriladi. Bu yerda 225 kPa bosimdagi bug' suvdan ajratiladi va quvurlar orqali turbinaga beriladi; turbina harakatga kelib elektrogeneratorni ishga tushiradi. Geotermal bug' va suv nisbatan past harorat va bosimga ega bo'lganligi sababli, geotermal stansiyalarning F.I.K. 20% dan oshmaydi, bu yadroviy (30%) va foydali qazilma yoqilg'ida ishlaydigan stansiyalarnikidan (40%) sezilarli darajada past. Geotermal energetikaning afzalliklari sifatida quyidagilarni ko`rsatish mumkin:  Resurslarning amalda tugamasligi  Tashqi sharoitlarga va yil va sutkalik vaqtga bog`liq emasligi  Termal suvlarning bir vaqtning o`zida issiqlik va elektr energetikas maqsadlari uchun ishlatish mumkinligi Geotermal manbalarning kamchiliklari quyidagilarni o'z ichiga oladi: geotermal qurilmalarda bug'ning kondensatsiyasi uchun ko'p miqdorda sovutish suvi kerak, geotermal manbalar termal ifloslanish manbalari hisoblanadi. Issiqlik elektr stantsiyalari bilan bir xil quvvatga ega bo'lgan geotermal elektr stantsiyasi sovutish tizimi uchun sezilarli darajada ko'proq suv sarflaydi. Yuqori minyerallashgan geotermal suvlarning yer usti suv havzalariga quyilishi ularning ekotizimlarini buzishi mumkin. Geotermal suvlarda ko'p miqdorda vodorod sulfidi va radon mavjud bo'lib, bu atrof-muhitning radioaktiv ifloslanishiga olib kelishi mumkin. Masalan: 100 MVt quvvatli GeoIES ni ishlashini ta‟minlash uchun har yili yer ostidan 100 mln. tonna suv tushadi. Shu suv bilan birga 100 ming tonna xlor tuzlari, 10-100 tonna ammiak, ftor, sulfat kislotasi va 1000 – 10000 tonna vodorod sulfidi olb chiqiladi. Oʻzbekistonda geotermal resurslarning yalpi salohiyati 6 700 000 mln. t.n.e. ni tashkil qiladi. Texnik salohiyat yiliga 170,8 ming.t.n.e. ni tashkil qiladi.