Shamolning aerologik va energetik xarakteristikalari

4.4. Shamolning aerologik va energetik xarakteristikalari
Ko‘pchilik shamolni zararli tomonini inobatga olib uni – bo‘ron, uyurma,
to‘fon, tornado va boshqalar, foydali tomoniga e’tibor ham bermaydi. Shamollar
buzish va vayronalar keltirib chiqarishi bilan bir qatorda insoniyatga foyda berib
xizmat qilishi mumkinligi qadim zamonlardan ma’lum bo‘lgan. Shamol kemalarning
yelkanlarini yoyib, shamol tegirmonlarning parraklarini harakatga keltirib bir necha
o‘n asrlardan beri insoniyatga xizmat qilib kelmoqda. Insonlar shamol energiyasini
boshqarishni qadimdan bilib, undan o‘z maqsadlarida foydalanib kelganlar.
Xitoyda eramizdan 3 ming yil avval sodda shamol dvigatellaridan
foydalanganliklari fanga ma’lum. Ular bu dvigatellar yordamida suv chiqarib dala
ishlarida sug‘orish vositasi sifatida foydalanganlar. Keyinchalik bu usuldan
Niderlandiya dengiz suvini qirg‘oq bo‘ylaridan chiqarib tashlashda foydalanganlar.
1970-yillardagi neft tanqisligi va buning natijasida kelib chiqqan neft krizisi shamol
energiyasidan xalq xo‘jaligining turli sohalarida zamonaviy agregatlarni ishlatishga
va elektr energiyasi olishda foydalanish imkoniyatlari va istiqboli borligini ko‘rsatib
berdi. Hozirda bu sohada Germaniya birinchilardan hisoblansa, Ispaniya va Amerika
Qo‘shma Shtatlari ikkinchi va uchinchi o‘rinlarda bormoqdalar. 2030-yillarga kelib
Daniyada mamlakat uchun zarur bo‘lgan elektr energiyasining 50 % ini shamol
energiyasidan olish rejalashtirilmoqda (4.3-rasm).
1931-yili Qirimda dunyoda eng katta 100 kVt quvvatga ega shamol elektr
stansiyasi (SHES) ishga tushirilgan. Stansiya Sevastopel shahriga 6300 V berib,
1942-yilgacha ishlagan. Bu stansiya bir yilda 270 MVt/soat energiya bera olgan.
Ulug‘ Vatan urishi yillarida Qirim SHES vayron bo‘lgan. Shu davrlarda 1000 va
5000 KVt energiya bera oldigan SHES larning loyihalari yaratilgan bo‘lib, urush
tufayli bu loyihalarni amalgam oshirish imkoniyatlari bo‘lmagan.
1950-1965-yillarda shaxsiy xo‘jaliklarni energiyaga bo‘lgan talabini qondirish
maqsadida har yili 8-9 ming o‘rtacha quvvatdagi SHES lari ishlab chiqarilgan.
Dunyo iqtisodiyotidagi so‘ngi inqiroz, energiya manbalari bo‘lmish neft va
gazni jahon bozoridagi narxini jadallik bilan o‘sishi, qayta tiklanuvchi energiya
manbalaridan foydalanishga va ularni samaradorligini oshirishga hamda tan narxini
kamaytirishga katta talablar qo‘ymoqda. Bu qayta tiklanuvchi energiya manbalari
qatoriga shamol energiyasini ham kiritish maqsadga muvofiqdir.
4.3-rasm. Daniyadagi shamol tegirmonining umumiy ko‘rinishi
XX asrni 80-yillariga kelib shamol energiyasidan foydalanish 3 ta asosiy
yo‘nalishda olib borildi.
- 25 kVt gacha bo‘lgan kichik quvvatli shamol agregatlari bo‘lib. Bular
yordamida mustaqil iste’molchi bo‘lgan suv nasoslari va sug‘orish qurilmalarini
ishlatishda foydalanilgan.
- 55 – 500 kVt gacha bo‘lgan o‘rta quvvatli shamol agregatlari guruh bo‘lib,
birgalikda elektr energiyasini iste’mol qiluvchi fermer xo‘jaliklarida foydalanib
kelingan.
- 1 MVt va undan katta bo‘lgan shamol agregatlari kam sonda yaratilinib,
katta-katta xo‘jaliklarni elektr energiyasiga bo‘lgan talabni qondirishda, qishloqlarda
aholisi zichroq joylashgan yerlarda samarali foydalanib kelmoqdalar.
Shamol
energiyasidan
foydalanishda
uni
iqtisodiy
tejamkorligini,
samaradorligi va ekologik tozaligini e’tiborga olish lozim. Rivojlangan davlatlarda
shamol elektr stansiyalaridan foydalanish shuni ko‘rsatdiki 100÷300 kVt energiyali
shamol elektr stansiyalaridan foydalanish iqtisodiy tomondan eng samarali hisoblanar
ekan. Bu o‘rta quvvatdagi SHES dizel-generatorlari bilan birgalikda (rezerv hisobida)
ishlatilishi maqsadga muvofiq bo‘lib, energiyadan foydalanishda uzluksizlikni
ta’minlaydi. Bunday alohida mustaqil va kombinatsiyalashgan SHES larni yaratish
hozirda keng yo‘lga qo‘yilgan.
SHES lardan foydalanishdagi salbiy sababga SHES larning agregatlarini
o‘rnatish uchun zarur bo‘lgan katta maydon va bu maydonning holatini saqlash uchun
ekologik va iqtisodiy qo‘shimcha xarajatlar. Masalan 1 km
2
maydonga joylashgan
issiqlik elektr stansiyasidan 1000 MVt yoki quyosh elektr stansiyasidan 30÷60 MVt
olinsa, SHES eng ko‘pi bilan 10 MVt energiya olsa bo‘ladi. Bundan tashqari SHES
lardagi agregatlarni ishlashida vujudga keladigan shovqin hisoblanib, qurilma oldida
o‘rtacha 50÷80 dB tashkil etadi. Shamol energiyasidan keng foydalanayotgan
Germaniya, Daniya va Niderlandiya davlatlarida SHES lardagi agregatlarning
shovqini kunduzi 50 dB, kechqurun 35 dB da oshmaslik bo‘yicha qonun qabul
qilingan. SHES dan aholi yashaydigan uylargacha bo‘lgan eng qisqa masofa 20÷75
metr, elektr uzatish tarmog‘igacha 39÷52 metr bo‘lishi ham qonun bilan belgilab
qo‘yilgan.
500 kVt va undan ko‘proq quvvatga ega bo‘lgan SHES lardan foydalanish ular
egallagan maydonni sezilarli darajada ixchamlashtirish va elektr stansiyaning
tannarxini arzonlashtirish imkoniyatlarini beradi.
Shamol energetik qurilmalar (SHEQ) quyidagi xususiyatlari bilan sinflarga
bo‘linadi:
- quvvat bo‘yicha – kichik (10 kVt gacha), o‘rta (10 dan – 100 kVt gacha),
katta (100 dan – 1000 kVt gacha), o‘ta katta (1000 kVt dan ko‘proq).
- ishchi aylananing parraklari – bir, ikki, uch va ko‘p parrakli.
- ishchi aylananing shamol oqimiga nisbatan yo‘nalishi
- gorizontal o‘qqa nisbatan tezlik vektorini parallel yoki perpendikulyar
yo‘nalishlarida.
SHEQ lar minorasining tuzilishi trubasimon shaklda bo‘lib, unda gandolning
asosiy energetik, mexanik va yordamchi qurilmalari joylashtiriladi. Bulardan tashqari
ishchi aylana yoki rotor parraklari bilan o‘rnatilib, shamol energiyasini elektr
energiyasiga aylantirish vali hamda valning aylanish chastotasini oshiruvchi reduktor
ham minoraga mahkamlanadi. Rotorning parraklari SHEQ sining foydali quvvatini
oshirish maqsadida, uning vtulkasiga qattiq qo‘zg‘almas qilib yoki o‘z joylashuvini
shamolning yo‘nalishiga qarab o‘zgartiradigan qilib o‘rnatiladi. SHEQ laridagi
generatorlarga ko‘pgina holatlarda sinxron va asinxron hamda kamdan-kam
holatlarda asinxronlashgan sinxron generatorlar ishlatiladi. Har bir SHEQ si shamol
tezligining 3 ta qiymati bilan tavsiflanadi. Ularning xususiyatlarini ajratish mumkin:
, bunda
bo‘lib, SHEQ sining quvvati nolga teng bo‘ladi,
- quvvat bo‘yicha shamol tezligini hisoblangan qiymati, bunda
bo‘lib, SHEQ ning quvvati shamolni tezligi va rotorni aylanish
chastotasiga bog‘liq o‘zgaradi.
, bunda
bo‘lib, SHEQ ning
quvvati nolga teng bo‘ladi. Bunga, rotor aylanishining majburiy to‘xtatilishi yoki
parraklarni shamol tezligi vektoriga parallel bo‘lishi sabab bo‘ladi.
|