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

Quyosh elektr stansiyalarining turlari. 3. Minorali quyosh elektr stansiyalari. 4. Fotoelektrik elektrostansiyalar.
Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish usullaridan biri termodinamik usul hisoblanadi. Termodinamik usulda quyosh energiyasidan foydalanib elektr energiyasini hosil qilish uchun issiqlik energoqurilmalarining an’anaviy sxemalaridan foydalanish mumkin, biroq, bunda yoqilg'ining yonishidan olingan issiqlik konsentrlangan quyosh radiatsiyasi oqimi bilan almashtiriladi. Quyosh issiqlik elektr stantsiyalarining uch turi mavjud: • Minorali quyosh issiqlik elektrostansiyasi • Parabolosilindrik quyosh issiqlik elektrostansiyasi • Tarelkasimon quyosh issiqlik elektrostansiyasi Mazkur turdagi elektrostansiyalar to’g’risida qisqacha ma’lumotlar keltramiz. Minora tipidagi stansiyalar optik tizim, avtomatik boshqarish tizimi, bug' generatori, texnik minora va turbogeneratorlardan iborat beshta asosiy qismdan tashkil topgan. Moskvadagi G.M.Krjijanovskiy nomidagi energetika ilmiy tadqiqot instituti olimlari tavsiylari bo`yicha Qrimda 1986 yilda qurilgan 5 MVt quvvatli tajribaviy quyosh elektr stansiyasi dunyodagi dastlabki minora tipidagi elekrtostansiyalardan hisoblanadi. 89 metr balandlikli minora diametri 500 metr bo'lgan maydonda joylashgan edi. Uning yuqori qismida bug 'qozoni o'rnatilgan. Minoraning atrofida har birining yuzasi 25 kvadrat metrdan bo`lgan 1600 ta geliostatlar joylashgan bo`lib, ularning barchasi quyoshning samodagi ko`rinma harakatiga mos holda vaziyatlarini o`zgartirib sirtlariga tushuvchi quyosh nurlarini minoraning yuqori qismidagi rezervuarga yo`naltiriladi. Rezervuarda hosil qilingan yuqori temperaturali bug` Yer sathida joylashgan turbinaga yo`naltirilgan va generator rotorini ishga tushirgan. Shunday qilib, quyosh energiyasi elektr energiyasiga aylantirilgan. Stansiya 1990 yilgacha faoliyat ko`rsatgan. Minorali quyosh elektr stansiyasining prinsipial sxemasi 1 -rasmda ko`rsatilgan. Minorali elektrostansiyalarni yaratish asosida quyosh nurlari ta’sirida suvni bug’latish prinsipi yotadi. Suv bugi bu qurilmalarda ishchi jism sifatida foydalaniladi. Stansiya maydonining markazida texnik minora joylashgan bo’lib, uning ustida quyosh nurlarini yaxshi yutishi uchun qora rangga bo’yalgan suv rezervuari o’rnatilgan. Bundan tashqari minorada rezervuarga suv yetkazib beruvchi nasoslar guruhi ham o’rnatilgan. Hosil qilingan bug’ning harorati 500 0C dan yuqori bo’lib, stansiya hududida joylashgan turbinalarni aylantirish uchun xizmat qiladi. Quyosh radiatsiyasini maksimal ravishda minora ustida yig’ilishini ta’minlash uchun texnik minora atrofida yuzlab geliostatlar o’rnatilgan bo’lib, ularning vazifasi o’ziga tushuvchi quyosh nurlanishini qaytarib suvli rezervuarga aniq tushurishdan iborat. Geliostatlar har birining yuzasi bir necha o’n kvadrat metrgachani tashkil qiluvchi oynalar tizimidir. Avtomatik ravishda fokuslash tizimi bilan jihozlangan barcha geliostatlar maxsus tayanchlarga o’rnatilgan bo’lib, ularning barchasi o’ziga tushuvchi quyosh nurlanishini texnik minora ustidagi rezervuarga uzatadi. Avtomatik tizim geliostatlarni quyoshning ko’rinma harakatiga moslab vertikal va gorizontal yo’nalishlar bo’yicha siljitib talab etilgan holatni yuzaga keltiradi. Eng issiq kunlari hosil qilingan suv bug’ining harorati 700 0C gacha ko’tariladi, bu esa turbinalarni normal ishlashi uchun keragidan ko’proq sharoit yaratadi. Masalan, Isroildagi Negev sahrosi hududida 2017- yilning oxirida ishga tushirilgan minorali quyosh elektrostansiyasining quvvati 121 MVt ni tashkil qiladi. Texnik minorasining balandligi 240 metr (dunyodagi shu tur inshootlarning eng balandi). Minora atrofidagi 50000 dan ortiq geliostatlar Wi-fi orqali boshqarilib o’z pozitsiyalarini egallaydi. Rezervuarda hosil bo’ladigan harorat 540 oC ga yetadi. Loyihaning umumiy qiymati 773 mln. AQSh dollari bo’lib, bu stansiya Isroilning elektr energiyaga ehtiyojini 1 foizini qoplaydi. Minora tipidagi stansiyalarni yaratish va ishlatish bo`yicha jahon amaliyoti ularning texnik jihatdan maqsadga muvofiqligi va samaradorligini isbotladi. Bunday inshootlarga xos asosiy kamchilik ularning hozircha narxining yuqoriligi va ular egallaydigan maydonlarning kattaligidir. 100 MVt quvvatga ega minora tipidagi elektr stantsiyani joylashtirish uchun 200 gektar maydon kerak bo'ladi. Quyosh parabolosilindrik elektr stansiyalarning asosiy qismi bo`lib, parabolosilindrik ko`zgular va konstruksiyaning fokusida joylashtirilib ichidan suyuq issiqlik tashuvchi o`tkaziluvchi nur qabullagich quvur xizmat qiladi.
Kosmik uchishlarda quyosh batareyalarining qollanilashi. Quyosh kosmik elektr stansiyalarining barpo etilishiga bolgan ehtiyojlar. Kosmik energetikani barpo etish sohasida P.Glazer loyihasi. Geosinxron orbitada quyosh kosmik elektr stansiyalarini joylashtirish bo`yicha dunyoning rivojlangan mamlakatlarda olib borilayotgan tadqiqotlar haqida ma’lumotlar.
1994 yilda AQSh harbiy havo kuchlari raketa yordamida yerning quyi orbitasiga chiqarilgan fotoelektrik yo'ldoshdan foydalanib bir qator tajribalar o'tkazdi. 1995-1997 yillarda NASA kosmik quyosh energiyasiga doir tadqiqotlar o'tkazdi va 1999 yildan kosmik quyosh energiyaga doir maxsus dasturni amalga oshirishga kirishdi. 1998 yilda Yaponiyada kosmik quyosh elektr tizimini rivojlantirish dasturini amalga oshirish boshlandi va bugungi kunda davom etmoqda. Loyihaga rasmiy ravishda Mitsubishi Heavy Industries kompaniyasi rahbarlik qilayotgan bo'lsa-da, tadqiqot va ishlab chiqarish ishlarida Yaponiyaning 16 ta sanoat va ilmiy-tadqiqot muassasalari ishtirok etmoqda. Loyiha oldidagi eng muhim vazifalardan biri elektr energiyasini kosmosdan Yerga simsiz uzatishning yangi texnologiyasini yaratishdan iborat qilib belgilangan. Nazariy jihatdan bu vazifani mikroto'lqinlar vositasida amalga oshirish mumkinligi bashorat qilinayotgan bo'lsa-da, hanuzgacha uni amalda qanday uddalash mumkinligi mavhumligicha qolmoqda. Kompaniya orbitada 1 GVt quvvatli stantsiyani joylashtirishga imkon beruvchi texnologiyani ishlab chiqishni rejalashtirgan. Buning uchun orbitada 4 km2 yuzali vazndor quyosh batareyalari joylashtiriladi. Ekspertlarning fikricha, kosmik generatorlar Yerdagi quyosh batareyalaridan farqli o'laroq, sutka davomida uzluksiz ishlaydi, panellariga noqulay ob-havo ta'sir o'tkazmaydi, to'g'ri quyosh radiatsiyasining tushishi Yerdagi xuddi shunday tizimlarga nisbatan 3-4 marta ko'proq elektr energiya hosil qilish imkonini beradi. Bunday stantsiya 294 mingta xususiy uylarni elektr energiyasi bilan ta'minlay oladi. Stantsiyani Yerdan 36 ming kilometr balandlikda joylashtirish texnologik jihatdan qiyin va juda qimmat bo'lsa-da, aynan u boshqa xil stantsiyalarga nisbatan yuqori samarali bo'ladi. Shuni ham qayd etish kerakki, fan va kosmik texnologiya bir joyda turib qolmaydi va yuqorida eslatilayotgan 2040 yilgacha insonlar qo'lida bugungi kungi panellarga nisbatan yuzlab marta ko'p elektr energiyasini hosil qiluvchi quyosh batareyalari paydo bo'ladi. Bu esa o'z-o'zidan kosmik stantsiyalarni orbitada joylashtirish bilan bog'liq xarajatlarni keskin kamayishiga olib keladi. 2001 yilda Yaponiya kosmik agentligi o'zining kosmik tadqiqotlar o'tkazish va 10 kVt va 1 MVt quvvatli tajribaviy yo'ldoshlarni uchirish, mikroto'lqinlar vositasida yerga energiyani uzatuvchi quyosh energiyasi yo'ldoshi namunasini 2030 yilgacha orbitaga chiqarish rejalarini e'lon qildi. 2009 yilda Kaliforniyada joylashgan Solaren kompaniyasi Oyda ishlab chiqariladigan elektr energiyani PG&E kompaniyasiga sotish bo'yicha shartnomani imzoladi. Bu quvvat 200 MVtni tashkil etib, 250 ming uyni elektr energiyasi bilan ta'minlaydi. Yaponiyaning Shimizi kompaniyasi tomonidan 2010 yilda kosmik energetikaga oid taqdim etilgan loyiha Oy belbog'i deb nomlanadi. Yaponiyalik injenerlar tasavvurida bu belbog' oy ekvatorining bor uzunligi bo'yicha (11 ming km) joylashtirilgan va eni 400 km bo'lgan quyosh batareyalaridir. Bunday ulkan miqdordagi quyosh batareyalarini ishlab chiqarish va Yerdan Oyga tashish imkoniyati yo'qligini e'tiborga olgan yapon olimlarining fikricha elementlar to'g'ridan-to'g'ri Oyning o'zida, Oy tuprog'i tarkibidagi moddalardan tayyorlanadi. Bu belbog'dan energiya 20 km diametrli antennalardan radioto'lqinlar vositasida uzatiladi va Yerda rektennalar tomonidan qabul qilib olinadi. Energiya uzatishning ikkinchi usuli sifatida uni lazer nurlari oqimiga aylantirib uzatish ham istisno etilmayapti. Bunday tizimning afzalligi shundaki, Oyda atmosfera bo'lmagani tufayli sutka davomida uzluksiz ravishda va katta samaradorlik koeffitsienti bilan elektr energiya ishlab chiqariladi. Quyosh batareyalarining asosiy qismi Oydagi mahalliy materiallardan tayyorlanganligi sababli ularni Yerda yaratish va Oyga tashish bilan bog'liq xarajatlar boshqa tur kosmik elektrostantsiyalarga nisbatan keskin kamayadi. Hozircha bunday tizimlarga tegishli kamchilik shuki, loyihani amalga oshirish uchun nihoyatda katta mablag' talab etiladi va hanuzgacha shunga o'xshash tajribaviy qurilmaning o'zi yo'q. Shuni ham ta'kidlash kerakki, ilmiy adabiyotlarda, ayniqsa Rossiya ilmiy adabiyotlarida bunday tipdagi ulkan quyosh kosmik elektrostantsiyalarni yaratishni inkor etuvchi va yangi g'oyalarni oldinga suruvchi g'oyalar ham ko'paymoqda. Bu g`oyalarga ko'ra raketa-kosmik texnika imkoniyatlarini texnik-iqtisodiy jihatdan baholash, bunday murakkab va vazndor texnikani geosinxron orbitaga chiqarish va yig'ish bilan bog'liq ishlarni yo'qqa chiqaradi. Quyi orbitalarda chekli hududlarda birnecha minutgina ishlovchi ko`rgazmali kosmik elektrostantsiyalarni yaratish bilan bog'liq takliflarning taxlili ham ularning vazni va o'lchamlari kattaligi sababli optimistik xulosalar chiqarishga imkon bergani yo'q. Lekin, fotoo'zgartgichlar, O'YUCH elektronikasi, yangi kompozitsion materiallar sohasidagi qo'lga kiritilayotgan yutuqlar va ayniqsa kosmik sistemalarni boshqarish tizimining rivojlanishi kosmik elektrostantsiyalarni yaratishga yangicha nigoh bilan qarashga undamoqda