Термиз давлат университети удк

4.3. Dunyo miqyosida Quyosh texnologiyasining rivojlanish tarixi
Insoniyat paydo bo‘lgandan buyon quyoshga sig‘inib kelgan, uni xudo o‘rnida ko‘rganlar. Chunki u xaqiqatdan xam yer yuzida hayot manbaidir. Qadimgi Misr fira’vinlaridan biri (Nefyertitining yeri) Exnaton ismini qabul qilgan (Atonga – quyoshga sajda qiluvchi), ya’ni Exnaton – tabiiy termayadro reaktoriga sajda qilgan. Quyoshdagi energiyani hosil bo‘lishi – termayadro reaksiyasi tufaylidir. Quyosh nurlari – bu vodorodning 4 dona va geliyning bir dona atomining qo‘shilganidir.
Quyosh bizdan 92.25·10⁶ mil uzoqlikda, yoki metrlarda 149,6·10⁶ km narida. Bunday katta masofani tasavvur qilish uchun sekundiga 299792458 metr bosib o‘tadigan yorug‘likni olib qaraydigan bo‘lsak, u bizga etib kelishi uchun 8,31 minut kerak bo‘ladi. Amerikadan uchib o‘tayotgan samolyot misolida xayoliy tajriba qilib ko‘rishingiz mumkin. U soatiga 500 mil tezlik bilan harakatlansa, to‘rt soat kerak bo‘ladi. Agar siz yorug‘lik tezligida harakatlansangiz Yer atrofida ekvator bo‘ylab sekundiga etti yarim marotaba aylanasiz. Endi shunday tezlikda 8,31 minut harakatlansangiz qanchalik uzoq masofaga borishingizni tasavvur qilishingiz mumkin.
U nafaqat uzoqda, balki u juda ham ulkandir. Uning diametri 864950 mil; agar metrli standardda ishlaydigan bo‘lsak, u 1392 million km ga teng bo‘ladi
Quyosh juda uzoqda bo‘lganligi bilan – u o‘ta katta. Siz bizgacha nisbatan kam energiya yetib keladi deb o‘ylashingiz mumkin, aslida bizgacha yetib kelayotgan Quyosh nurlanish energiyasining miqdori yillik global energiya sarfidan 10000 marta katta. Yiliga bir kvadrat metrga o‘rtacha 1700 kVt·soat Quyosh energiyasi tushadi.¹
Yer sirtini bir mil qalinlikda qora suyuqlik qatlam bilan isitish uchun qoplasak, biz Yer sirtiga tushayotgan energiyani to‘plovchi manba’ga ega bo‘lamiz degan g‘oya endi bema’ni emasdek tuyuladi. Quyosh energiyasi Yergacha yetib kelganida uni o‘rab turgan atmosferada 19 % yutiladi va yana 35 % bulutlarda yutiladi. Quyosh energiyasi Yerni faqat davomiy ravishda qizdiradi, bu sarflanishlar behuda yo‘qotilayotgan energiyani foydali energiyaga aylantiruvchi texnologiyani talab qiladi, ya’ni bunda biz biror foydali ish bajara olishimiz zarur.
Quyosh samarali katta termo-yadro reaktori ham hisoblanadi. Siz nima deb o‘ylaysiz, biz allaqachon ulkan katta termo-yadro reaktoriga egamiz, lekin ayrim odamlar esa undan ham kattarog‘ini qurishni xohlashi kulguli. Quyoshda har soniyada, minutlar almashinishi bilan doimiy ravishda vodorod geliyga aylanadi.
Bugungi kunda, butun dunyoda bo‘lgani kabi, O'zbekistonda ham tabiiy boyliklarni tejash va ishlab chiqarish tarmoqlariga ekologik sof texnologiyalarni joriy etish masalasiga alohida e’tibor qaratilmoqda. Chunki bu ham iqtisodiy barqarorlikka erishish, ham atrof-muhitga salbiy ta’sirlarni kamaytirishda juda muhim omil hisoblanadi.
O'zbekistonning geografik – iqlim sharoitlari Quyosh energiyasidan sanoat masshtablarida elektr va issiqlik energiyalari olishda faol foydalanish imkoniyatini yaratadi.
Quyosh energiyasi – bu ishlatishga qulay va oddiy, amaliy maqsadda foydalanish nuqtayi nazaridan samarador, qayta tiklanadigan energiyadir.
1954-yil AQShda Fotovoltaik texnologiya rivojlandi. Quyosh energiyasini kundalik elektr jihozlarini ishlatish uchun quvvatga aylantira oladigan birinchi quyosh batareyalari ishlab chiqarila boshladi. “Bell Telephone Laboratories” 4% samaradorlik bilan ishlaydigan kremniy quyosh batareyasini ishlab chiqardi va keyinchalik 11% samaradorlikka erishdi.
1957-yilda “Hoffman Electronics” 8% samaradorlikka ega bo'lgan quyosh batareyasini ishlab chiqardi. Bir yil o'tib esa, 9 % samaradorlikka ega bo'lgan quyosh batareyasini ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi.
1958-yil “Vanguard I” kosmik sun'iy yo'ldoshi o'z radiolarini quvvatlantirish uchun kichik (bir vattdan kam) massivdan foydalandi. O'sha yili, “Explorer III”, “Vanguard II” va “Sputnik-3” bortida PV bilan ishlaydigan tizimlar ishga tushirildi. 1950-60-yillarda kremniyli quyosh batareyasini tijoratlashtirishga urinishlarga qaramay, u sun'iy yo'ldoshlarni quvvatlantirishda muvaffaqiyatli ishlatilgan. U kosmik ilovalar uchun qabul qilingan energiya manbaiga aylandi va hozir ham shunday bo'lib qolmoqda.
1959-yil “Hoffman Electronics” 10% samaradorlikka ega, sotuvda mavjud fotovoltaik hujayralarni ishlab chiqardi. Xoffman, shuningdek, qarshilikni sezilarli darajada kamaytirib, tarmoqdan foydalanishni o'rgandi.
1959-yil 7-avgustda “Explorer VI” sun'iy yo'ldoshi 9600 katakli fotovoltaik massiv bilan uchirildi (har bir katak 1 sm x 2 sm). 13 oktyabrda esa “Explorer VII” sun'iy yo'ldoshi uchirildi.
Birinchi an'anaviy fotovoltaik xujayralar 1950-yillarning oxirida ishlab chiqarilgan va 1960-yillar davomida asosan yer orbitasida yo'ldoshlarni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun ishlatilgan.
1970-yillarda PV modullarining ishlab chiqarilishi, ishlashi va sifatining yaxshilanishi xarajatlarni kamaytirishga yordam berdi va masofaviy yer usti ilovalarini quvvatlantirish uchun bir qancha imkoniyatlar ochdi, shu jumladan navigatsiya vositalari, signallar, telekommunikatsiya uskunalari va boshqa muhim, kam quvvatli ehtiyojlar uchun batareyalarni zaryadlash ishlari boshlandi.
1970-yillardagi energetik inqirozlardan so'ng, turar-joy va tijorat maqsadlarida, ham mustaqil, ham masofaviy elektr energiyasi uchun, ham kommunal tarmoqlarga ulangan ilovalar uchun PV quvvat tizimini ishlab chiqish bo'yicha katta sa'y-harakatlar boshlandi. Xuddi shu davr mobaynida qishloq vrachlik punktlari, muzlatgichlar, suv nasoslari, telekommunikatsiyalar va tarmoqdan tashqari uy xo'jaliklarini elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun PV tizimlariga xalqaro talablar keskin oshdi.
1976-yil NASA Lyuis tadqiqot markazi Avstraliyadan tashqari har bir qit'ada 83 ta fotovoltaik energiya tizimini o'rnatishni boshladi. Bu tizimlar vaksinani muzlatish, xonani yoritish, tibbiy poliklinikani yoritish, telekommunikatsiya, suv nasoslari, donni maydalash va sinf televideniyesi kabi turli xil qurilmalarni ta'minladi. Markaz loyihani 1995-yilda tugatdi.
1980-yillarda fotovoltaiklar iste'molchi elektron qurilmalari, jumladan, kalkulyatorlar, soatlar, radiolar, chiroqlar va boshqa kichik akkumulyatorli zaryadlovchilar uchun mashhur quvvat manbaiga aylandi.
O'zbekistonda quyosh energiyasidan foydalanish tarixi XX asrning 70-yillaridan boshlandi. 1929-yilda A. I. Lastak tamaki ekstraktini Quyosh nuri yordamida bug'lantirishni amalga oshirdi, 1930-yil L. N. Satikov Quyosh nurida isitiladigan tajribaviy issiqxonalarni loyihalashtirdi, 1934-yil Toshkentda geliotexnika laboratoriyasi, 1943-yilda esa O‘zbekiston FA Fizika-texnika instituti tarkibida geliotexnika laboratoriyasi tashkil etildi. Unda Quyosh suv qurilmalari, meva quritkichlar, Quyosh pilla ivitgichlari va quritgichlari, oltingugurtning Quyosh suyultirish qurilmasi ishlab chiqildi va amaliyotga tatbiq qilindi. Toshkentda 1946-yilda G'. Y. Umarov ko‘zgusining diametri 10 metrli paraboloid qurilmani ishlab chiqdi. Bu qurilma xonalarni isitish va havosini mo'tadillashtirish, bug' hamda muz olish bilan bog'liq tadqiqotlar o'tkazishga imkon berdi. 1978-yil Buxoro shahrida gelio-suv isitkichlar va gelio-oshxonalarni ishlab chiqaradigan birinchi gelioapparatlar zavodi qurildi.
Katta Quyosh konsentratorlarining amaliy ahamiyatini e'tiborga olib akademik Azimov S.A. rahbarligida issiqlik quvvati 1000 kVt bo'lgan “Katta Quyosh sandonini” (KQS) o'z ichiga olgan ilmiy ishlab chiqarish majmuasi yaratildi. Majmuaning katta Quyosh sandoni Toshkent shahridan 45 km uzoqlikda, Parkent tumanida 1987-yilda ishga tushirildi. Bunday qurilma shu vaqtga qadar faqat Odeyo (Fransiya) shahrida bor edi. Qurilmaning konsentratori yuqori hamda fokus masofasi 18 m bo'lgan paraboloid bo'lib, 54x42 m o'lchamga ega. Geliostat maydoni (ko'zgular joylashgan maydon) 62 ta bir xil o'lchamdagi, qiya tekislikda ma'lum tartibda joylashgan geliostatlardan tashkil topgan. Maydonning vazifasi kun bo'yi konsentratorni uning optik o'qi yo'nalishidagi quyosh nurlari bilan ta'minlab turishdan iborat. 1993-yilda “Fizika – Quyosh” ilmiy ishlab chiqarish birlashmasi tarkibida materialshunoslik instituti tashkil etildi. Hozirgi kunda institutda yirik olimlar Risqiyev T.T., Odilov G'.T. va boshqalar boshchiligida qiyin eruvchi materiallar fizikasi sohasida keng ko'lamda ilmiy izlanishlar olib borilmoqda.
Quyosh energiyasi biz uchun mavjud bo'lgan energiyaning eng keng tarqalgan shaklidir. Taxminan bir kunda 10000 TVt qiymatidagi quyosh energiyasi yer yuzasiga tushadi. Ma'lumotlarga koʻra, 2015-yilda jahon energiya iste'moli jami 17,4 TVt ni tashkil etdi. Har yili energiya iste'molining minimal oʻsishi kuzatilmoqda (taxminan yillik oʻsish 1-1,5%). 2040-yilga kelib dunyoning umumiy energiya iste'moli 56% ga oʻsishi kutilmoqda. Joriy iste'molni, yigirma yil ichida kutilayotgan oʻsishni va bir soat ichida olingan quyosh radiatsiyasi miqdorini solishtirsak, biz quyosh energiyasining potensialini tasavvur qilishimiz mumkin.
Bizda mavjud bo'lgan energiya salohiyatiga qaramay, bugungi kunda quyosh energiyasidan foydalanish global miqyosda 5% dan ham kam. Qazib olinadigan yoqilgʻidan foydalanishdan koʻra quyosh energiyasidan foydalanishga o'tish tashabbusi bilan chiqayotgan davlatlar bor. Bu davlatlar qayta tiklanuvchi energiya manbalarini qabul qilish boʻyicha global yetakchilikni qo'lga kiritgan G-20 davlatlari deb nomlanadi. Germaniya energiyaga bo'lgan ehtiyojining taxminan 38 foizini quyosh energiyasidan oladigan G20 davlatlaridan biri bo'lib, 2050-yilgacha yadro energetikasini butunlay toʻxtatib, uni quyosh energiyasiga almashtirishni maqsad qilgan.
Oʻzbekiston ham Markaziy Osiyo davlatlari orasida birinchilardan boʻlib quyosh energetikasi boʻyicha oʻz ilmiy ishlanmalariga asoslangan yangi taraqqiyot bosqichiga koʻtarilgan mamlakatdir. Mana, oʻn yildan koʻp vaqtdan buyon mamlakatimiz olimlarining ilmiy ishlanmalari asosida quyosh energiyasi bilan suv isitadigan qurilmalar negizida uy-joy va ijtimoiy ob'ektlarni issiq suv va issiqlik bilan ta'minlash tizimi ishlab chiqilmoqda va ulardan tajriba tariqasida foydalanilmoqda.
Quyosh energiyasidan binolarni yoritish, isitish, havoni sovutish, shamollatish, elektr energiyasi ishlab chiqarish maqsadida ham foydalanish mumkin. Dunyoda gelioelektr stansiyalar – quyosh energiyasini katta miqdordagi elektr energiyasiga aylantiradigan zamonaviy stansiyalar soni koʻpayib bormoqda. Ularning ishlash prinsipi oddiy: bir necha ming kvadrat metr maydonga oʻrnatilgan geliostat oynalar quyosh bilan barobar aylanib, quyosh nurlarini suyuqlik, koʻpincha suv bilan toʻldirilgan sigʻimga yoʻnaltiradi. Keyingi jarayonlar esa odatdagi issiqlik elektr stansiyalaridagi kabi davom etadi. Ya'ni, suv isib qaynaydi va bugʻga aylanadi. Bugʻ turbinani, turbina esa generator rotorini aylantiradi va shu tariqa elektr energiyasi ishlab chiqariladi.
1950-yil oxirida ba'zi tashkilotlar va tadqiqot ob'ektlari kremniy asosidagi quyosh batareyasini yaratishga kirishdilar. Bu ishlar Yer orbitasidagi sun'iy yo'ldoshlarni boshqarish maqsadida qilingan edi. Bu tashkilotlarga RCA, Hoffman Electronics va boshqalar kiradi.
Bugungi kunda sanoatning PV modullarini ishlab chiqarish yiliga taxminan 25 foizga oʻsib bormoqda hamda AQSh, Yaponiya va Yevropadagi asosiy davlatlar PV tizimlarini binolarga joriy etish va kommunal tarmoqlarga ulanishni tezlashtirmoqda.
2020-yilda Yevropa davlatlarining jami PV qurilmalariga qo‘shgan hissasi 22 foizni tashkil etdi (2019-yildagiga nisbatan 24 foiz koʻp). Aksincha, Xitoyda bu ulush 33% ni tashkil etdi (avvalgi yil bilan bir xil qiymat).
PV tizimining ishlashi sezilarli darajada yaxshilanib bormoqda. 2000-yilgacha odatdagi ish koeffitsienti taxminan 70% ni tashkil etgan bo'lsa, bugungi kunda u 80% dan 90% gacha koʻtarilmoqda.
Fotovoltaik (PV) yoki quyosh elektr modullari quyosh nurlanishini harakatlanuvchi qismlarsiz toʻgʻridan-toʻgʻri elektr energiyasiga aylantiradigan, yoqilgʻini talab qilmaydigan va hayot aylanish jarayonida deyarli hech qanday ifloslantiruvchi moddalar chiqarmaydigan qurilmalardir. 40 yillik fotovoltaik faollik davomida dastlab kosmik texnologiyada ishlatilgan qurilmalar asta-sekin koʻplab ilovalarga yoʻl topib bormoqda. Bugungi kunda zamonaviy fotovoltaik texnologiyani quyidagicha tavsiflash mumkin:

• 
  PV modullari texnik jihatdan yaxshi tasdiqlangan, xizmat muddati kamida 30 yil;
  
• 
  PV tizimlari minglab kichik va katta ilovalarda muvaffaqiyatli qoʻllanilmoqda;
  

PV modulli texnologiya boʻlib, millivattdan megavattgacha boʻlgan energiya ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin, bu esa yirik markaziy stansiyalardan farqli ravishda energiya ishlab chiqarishni osonlashtiradi.