Kurs ishi bajardi: A’zamov Sh. Qabul qildi: Eltazarov B. Toshkent – 2022 Mundarija

Quyosh energiyasidan foydalanish yo’llari
Yoqilg'i manbalaridan tejab foydalanish mexanik energiyani, binobarin, elektr energiyasini olish narxini kamaytirishga intilish, uzluksiz tiklanuvchi energiya manbai bo'lgan shamol energiyasidan keng ko'lamda foydalanishga olib keldi. Hozirgi davrda O'zbekiston energetika sistemasi 19 ming sanoat, 80 ming qishloq xo'jaligi, 19 ming kommunal va 3,5 million maishiy iste‟molchilarni energiya bilan ta‟minlaydi.
Quyosh nurlari har yili yerga bag'oyat ulkan energiya, ya'ni 6210¹⁶ kvt soatga teng energiya olib keladi. Bu energiyaning 60 foizi yer atmosferasi, 25,5 foizi okean va dengiz, 14,5 foizi quruqlikni isitishga sarf bo'ladi. Bundan 2,5 foizi shamolning mexanik energiyasiga, 0,14 foizi daryolar harakatining mexanik energiyasiga, 0,12 foizi turli xil yoqilg'i o'tin, torf, toshko'mir, neft va yonuvchi slanetsning kimyoviy energiyasiga aylanadi. Yerning ko'ndalang qismi yuzasi 127,610⁶ km² ekanligini e‟tiborga olsak, yerga tushadigan quyosh nurining energiyasi 176,610¹² kVt, demak bir yilda yerga 1,5610¹⁸ kVt soat  1,610¹⁸ kVt soat quyosh energiyasi tushadi.
Quyoshning zarrin nurlari yerimizga yiliga 150000 milliard kVt soat shamol energiyasini, 33000 milliard kVt soat suv energiyasini olib keladi. O'rmonlarda esa quyosh nurlari tufayli yiliga 220000 milliard kVt soat energiya to„planadi. Bundan tashqari, quyosh energiyasi tufayli ming-ming yillar mobaynida yer bag'rida ulkan energiya zahiralari jamg'arilgan. Chunonchi, sayyoramiz bag'rida yotgan toshko'mirda 3580000 milliard kVt soat, torfda 480000 milliard kVt soat, yonuvchi slanetslarda 700000 milliard kVt soat, tabiiy gazda 80000 milliard kVt soat energiya zahirasi mavjud. Hozirgi vaqtda insoniyat yiliga bu ulkan zahiralarni mingdan bir qismidan ham kamrog'ini ishlatadi. Bugungi kunda quyosh ulkan yadro reaktoriga o'xshashligi ma'lum, unda yuqori bosim va haroratda yadro reaksiyasi sodir bo'ladi. Bu reaksiya tufayli vodorod geliy yadrosiga aylanishi jarayonida esa quyosh reaktorining aktiv zonasidagi harorat 10 million darajadan ham ortib ketadi.
Quyoshdagi bu reaksiya sekundiga 560 million tonna geliy ishlab chiqarib, 4 million tonna vodorod energiyasiga aylantiradi. Quyosh energiyasidan foydalanishga olis o'tmishda ham urinib ko'rishgan. Qadimgi yunon olimi Arximed quyoshning nurini ko'zgular sistemasi orqali tushirib, rimliklarning kemalarini yondirib yuborgani to'g'risida tarixda yozib qoldirgan. Quyosh energiyasidan chet mamlakatlarda keng miqyosda foydalanilmoqda. Shimoliy Fransiyaning Odeysda degan joyida fizik-ximik Feleks Tremba boshchiligida quyosh elektrostansiyasi qurilgan bo'lib, uning quvvati 1100 kVt, hosil qiladigan harorat esa 3800 darajaga yetadi. 1816-yil islandiyalik Robert Stirling gelioqurilmadan foydalanib ishlaydigan quyosh dvigatelini yaratgan edi. 1954-yil Amerikalik Ges Repot va Bryus Kaymayklar quyosh nuridan bevosita foydalanish uchun samolyot qulayligi to'g'risidagi fikrni aytdi. Oradan 20 yil o'tgach bu g„oyaning to'g'riligini London kollejidagi tadqiqotchilar amalda isbotladilar.
Hozirgi vaqtda jahon fan-texnika taraqqiyoti jadal rivojlanishi munosabati bilan tabiiy zahiralardan xo'jalik maqsadlarida tobora ko'proq foydalanilmoqda.
Quyosh va shamol energiyasidan xalq xo„jaligida samarali foydalanish maqsadida 1954-yil YUNESKO-Hindiston hamkorligida Dehlida xalqaro simpozium o'tkazildi. 1961-yil BMT Rimda quyosh, shamol va geotermal qurilmalar energetika qurilmalarini takomillashtirish va undan xalq xo„jaligida foydalanishni yanada kuchaytirish bo'yicha navbatdagi xalqaro simpoziumni o'tkazdi. 1972-yil Nigeriyada, 1973-yil Parijda “Quyosh inson xizmatida” mavzusida xalqaro kongresslar o'tkazildi. Bu anjumanlarda quyosh energiyasidan uylarni qish faslida isitish va yozda mikroiqlim hosil qilish, quyosh energiyasini elektr energiyasiga va uni issiqlik va elektr energiyaga aylantirish, shamol energiyasini elektr va issiqlik energiyasiga aylantirish, quyosh energiyasini organik xomashyo energiyalariga aylantirish muammolarini yechish, ularning qurilmalarini ishlab chiqish masalalari ko„rib chiqildi. 1977-yil quyosh energiyasidan qishloq xo„jalik mahsulotlarini quritishda samarali foydalanish bo'yicha YUNESKO-Ashxabad (“Quyosh IICHB”) da, 1981-yil “Noan'anaviy va qayta tiklanadigan energiya manbalaridan xalq xo'jaligida foydalanish” mavzusida Toshkent (FTI) da, 1988-yil Dushanbe (FTI) da xalqaro konferensiyalar o'tkazildi. Shuningdek, 2000-2002 va 2003-yillarda Toshkentda, Buxoroda “Innovatsiya” yo'nalishida “Noan'anaviy energiya manbalaridan xalq xo'jaligida samarali foydalanish istiqbollari: muammolar va yechimlar” mavzularida xalqaro ilmiy- amaliy anjumanlar o'tkazildi. Bu konferensiyalarda ham noan'anaviy energiya manbalaridan foydalanish darajasini ko„tarish, ayniqsa, qishloq xo'jaligida yangi zamonaviy quyosh qurilmalari yaratish va joriy etish, chorvachilik, parrandachilik xonalarini isitishda quyosh energiyasidan foydalanish, quyosh vannalari, quyosh suv isitgichlari, gelioissiqxonalar, meva quritish qurilmalarining samarali konstruksiyalarini ishlab chiqish, quyosh stirling dvigatellarini takomillashtirish yo'llari ko'rib chiqildi. Quyosh sandoni va konsentratorlarining yangi konstruksiyalari va loyihalari namoyish etildi. Rossiya, AQSh, Fransiya, Angliya, Avstraliya, Argentina, Niderlandiya, Hindiston, Germaniya, Isroil, Kanada, Italiya, Yaponiya va boshqa ko'pgina rivojlangan mamlakatlarda noan'anaviy energiya manbalaridan foydalanish bo'yicha olimlar olib borgan tadqiqotlar yaxshi natijalar bermoqda. Jumladan, Germaniya, Isroil, va AQSh da quyosh energiyasidan foydalanib, 30-35 foiz uylar qish faslida isitilib, yoz oylari sovitilmoqda.
Respublikamizda ham ekologik toza bo'lgan quyosh energiyasidan samarali foydalanish maqsadida Toshkentning Parkent tumanida 3000-3500 ⁰С temperatura hosil qiladigan quyosh sandoni qurilib, 1986-yilda ishga tushirildi.
Respublikamiz iqtisodiyotida mineral xomashyo qazib olish va qayta ishlash yetakchi o'rinlardan birini egallamoqda. U sanoat va qishloq xo'jalik ishlab chiqarishini rivojlantirishga katta ta'sir ko'rsatmoqda. O'zbekiston noyob yoqilg'i- energetika resurslariga ega. Qidirib topilgan gaz zahiralari 2 trillion kubometrga yaqin, ko'mir 2 milliard tonnadan ortiq. 160 dan ortiq neft koni mavjud.
Butun dunyoda jami elektr energiyasining 80 foizi issiqlik elektrostansiya (IES) larda ishlab chiqariladi. Yoqilg'ining kimyoviy energiyasi yonish va issiqlik uzatish yo'li bilan bug'ning issiqlik energiyasiga aylanadi. Bug'ning energiyasi bug' trubinalarida trubina reaktorini harakatga keltirib, mexanik energiyaga aylanadi. Generatorda mexanik energiya elektromagnit induksiyasi tufayli elektr energiyasiga aylanadi. Issiqlik elektrostansiyalarida ko'mir, neft, tabiiy gaz va torfdan yoqilg'i sifatida foydalaniladi. Ammo energiyaning bu tabiiy turlari zahiralari 80-100 yillargacha yetishi mumkin. Keyin esa energiyaning eng arzon turi oqar daryolar kuchidan, gidroenergiyadan foydalanish mumkin. Bu energiya yetarli darajada emas. Shamol energiyasidan joylarda kichik qurilmalarda foydalanish mumkin. Dengiz qirg'og'ida joylashgan ayrim regionlarni energiya bilan ta'minlashda okean sathining ko'tarilishi va pasayishidan foydalanish mumkin. Dunyo okeanining suvi turli chuqurliklarda turli haroratga ega bo„ladi. Bundan tashqari okean ustidagi havo harorati suvning haroratidan farq qiladi. Haroratning bunday farqlanishidan energiya manbai sifatida foydalanish mumkin. Ammo buning uchun qimmatbaho qurilmalar qurish kerak bo'ladi.
O'zbekiston energetikasi rivojlanishi uchun uning tabiiy-iqlim sharoitlaridan foydalanish maqsadida qayta tiklanuvchi energetik manbalaridan, xususan, quyosh energiyasi, shamol kuchi, yer osti suvlari harorati va kichik gidroelektrostansiyalardan foydalanish masalalari borasida keng tadqiqot ishlari olib borildi.


^{Quyosh battareykalari va ishlash tamoili}
Quyosh batareyasi - yarimoʻtkazgichli fotoelementlarga asoslangan tok manbai; quyosh radiatsiyasi energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantiradi. Quyosh batareyasi Elementlarining ishlashi ichki fotoeffekt hodisasiga asoslangan. Dastlabki quyosh elementini 1953-1954 yillarda AQSH olimlari G.Pirson, K.Fuller va D.Chapinlar ishlab chiqishgan.
Quyosh batareyasining quvvati yarimoʻtkazgich materialiga, quyosh elementining konstruktiv xususiyatiga va batareyadagi elementlar soniga bogʻliq. Quyosh elementlari tayyorlashda kremniy Si, galliy Ga, mishyak As, kadmiy Cd, oltingugurt S, surma Sb asosidagi materiallardan foydalaniladi. Quyosh batareyasi odatda usti yaltiroq qoplamali yassi panel koʻrinishidagi quyosh elementlaridan tayyorlanadi. Batareyadagi quyosh elementlari soni bir necha ming donagacha, panelining sathi oʻnlab m², tok kuchi yuzlab amper , kuchlanishi oʻnlab Volt,generator quvvati bir necha oʻn kVt gacha boradi. Biz kundalik hayotda ishlatadigan energiyaning deyarli 100 % bu yoki boshqa tarzda o'zgartirilgan quyosh energiyasidir. Ko'mir-bu fotosintez orqali yashagan o'lik o'simliklar. Hatto o'tin yoqsangiz ham, siz o'tin yutgan quyosh energiyasini berasiz. Aslida, har qanday issiqlik elektr stantsiyasi ko'mir, neft, gaz va boshqa qazilmalar shaklida saqlanadigan quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantiradi.Quyosh batareyasi buni to'g'ridan- to'g'ri vositachilar ishtirokisiz amalga oshiradi. Elektr energiyasi - bu quyosh energiyasidan foydalanishning eng qulay shakli. Quyosh panellari kichkina hujayralardan - kremniydan tayyorlangan quyosh batareyalaridan iborat. Quyosh paneli bir nechta fotosellardan iborat. Kremniy yerdagi eng keng tarqalgan yarimo'tkazgichdir (butun yer qobig'ining taxminan 30%).Har bir kremniy atomi to'rtta elektroni orqali qo'shni atomlar bilan bog’lagan Ular elektronlarni ushlab turadi, shuning uchun oqim bu kabi oqishi mumkin emas.

1-rasm Silikon atomlarining tuzilishi
Oqimni olish uchun kremniyning ikki xil qatlami qo'llaniladi: n tipidagi kremniyning ortiqcha elektronlari bor p tipidagi kremniy - elektronlar uchun qo'shimcha joylar (teshiklar)

2-rasm Kremniy p va n turi
Ikki turdagi kremniy birlashganda, elektronlar p-n birikmasidan o'tishi mumkin, bu bir tomondan musbat zaryadni, boshqa tomoni esa manfiy zaryadni qoldiradi. Tasavvur qilish osonroq bo'lishi uchun, yorug'likni hujayramizga urgan zarralar oqimi (fotonlar) deb o'ylaganimiz yaxshi, shunda u elektr aloqasini uzib, teshik qoldiradi. manfiy zaryadlangan elektron va musbat zaryadlangan teshikning joylashuvi endi erkin harakatlanishi mumkin, ammo bizda p-n chorrahasida elektr maydoni mavjud, ular faqat bitta yo'nalishda harakat qilishadi. Elektron - n o'tkazgichga qarab, teshik plastinkaning p tomoniga buriladi."Bo'shatish" tugaganidan keyin elektron o'tkazgichga moyil bo'ladi.Barcha elektronlar hujayraning yuqori qismida metall o'tkazgichlar tomonidan to'planadi va tashqi tarmoqqa kiradi. Ish tugagandan so'ng, elektronlar plastinkaning orqa tomoniga qaytib, xuddi shu "teshiklarda" joylarni egallaydilar. 15x15 sm standart plastinka, nominal ravishda atigi 0,5 voltni ishlab chiqaradi, ammo agar siz ularni bitta katta panelga birlashtirsangiz, ko'proq quvvat va kuchlanish olishingiz mumkin. Uyali telefonni zaryad qilish uchun siz ushbu plitalardan 12 tani birlashtirishingiz kerak. Uyni kuchaytirish uchun siz ko'proq plitalar va panellarni sarflashingiz kerak.Elektronlar quyosh batareyalaridagi yagona harakatlanuvchi qism bo'lganligi sababli, quyosh panellari parvarish qilinishga muhtoj emas va ular 20-25 yil davomida eskirmaydi va buzilmaydi. Sayyora yuzasida quyosh energiyasining notekis taqsimlanishi. Ba'zi joylar boshqalariga qaraganda quyoshli va bu ham beqaror. Quyosh energiyasi bulutli kunlarda kamroq bo'ladi va kechasi umuman bo'lmaydi. Va quyosh energiyasidan to'liq foydalanish uchun barcha sohalar uchun elektr energiyasini ishlab chiqarishning samarali usullari zarur.Samaradorlik. Laboratoriya sharoitida 46% natijaga erishildi. Ammo tijorat tizimlari hatto 25% samaradorlikka erisha olmaydi.Saqlash quyosh energiyasidagi eng zaif aloqa bu elektr energiyasini tejashning samarali va arzon usulining yo'qligidir. Mavjud batareyalar og'ir va allaqachon zaif quyosh tizimining samaradorligini sezilarli darajada kamaytiradi. Umuman olganda, 10 tonna ko'mirni saqlash bir xil ko'mir yoki quyosh tomonidan ishlab chiqarilgan 46 megavattga qaraganda osonroq va qulayroqdir.Infratuzilma Megagohlarni boqish uchun - ushbu shaharlarning tom yopish joylari barcha ehtiyojlarni qondira olmaydi, shuning uchun quyosh energiyasini joriy qilish uchun energiyani tashish kerak va buning uchun yangi energiya inshootlarini qurish zarur.
p-n birikmasi yorug'likni elektr energiyasiga aylantirishi sir emas. tajriba ko'pincha p-n nur tushishiga imkon beradigan, o'ralgan qopqoqli tranzistor yordamida o'tkaziladi. Unga voltmetrni ulab, yorug'lik bilan nurlanganda bunday tranzistor kichkina elektr tokini qanday chiqarishini aniqlay olasiz va agar siz p-n birikmasining maydonini oshirsangiz, bu holda nima bo'ladi? o'tgan yillardagi ilmiy tajribalar jarayonida mutaxassislar katta maydon plitalari bilan p-n birikmasini qildilar va shu bilan quyosh panellari deb nomlangan fotovoltaik konvertorlarning paydo bo'lishiga olib keldi. n-tip yoki ortiqcha elektronlar (fosfor) bilan qoplangan; p-tip yoki "teshiklar" deb ataladigan elektron yetishmasligi bilan qoplama; Quyosh nurlari fotonlari qoplamani urganda n-tip bo'sh elektronlar zonaga o'tishni boshlaydilar p-tip deb atalmish elektr energiyasini ishlab chiqarish p-n birikmasi. Quyosh nurlari tushadigan tomoni muhim ahamiyatga ega. kremniy kristallanadi, chunki o'zi yarimo'tkazgichdir. Yagona kristallar ancha osonlashtiriladi, ammo ularning yuzlari ko'p emas, shuning uchun elektronlar to'g'ri chiziqda harakatlana oladilar.