CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN
MODERN SCIENCES
International scientific-online conference
150
QUYOSH HOVUZLARIDA FAZAVIY O‘TUVCHI MATERIALLARDAN
FOYDALANISHNING O‘ZIGA XOS XUSUSIYATLARI
Maxmudova Marjona Maxsud qizi
Buxoro davlat universiteti tayanch doktoranti
*e-mail: m.m.maxmudova@buxdu.uz
https://doi.org/10.5281/zenodo.16892479
Annotatsiya:
Mazkur maqolada quyosh hovuzlarida akkumulyatsiya
qilishda fazaviy o‘tuvchi materiallardan samarali foydalanish asoslari tahlil
qilinadi. Fazaviy o‘tuvchi materiallar, ya’ni Phase Change Materials (PCM) — bu
moddalar faza o‘zgarishi (odatda qattiq ↔ suyuq) jarayonida katta miqdordagi
issiqlikni yutadi yoki chiqaradi. So‘nggi yillarda quyosh hovuzlarida fazaviy
o‘tuvchi materiallar (PCM) dan foydalanish — tizimning issiqlik saqlash sig‘imini
oshirishda istiqbolli yondashuv sifatida ko‘rilmoqda. PCM moddalari atrof-
muhit haroratidan yuqori haroratda eriydi va kristallanadi, bu esa katta
hajmdagi yashirin issiqlikni yutish yoki ajratish imkonini beradi.
Kalit so‘zlar:
Fazaviy o‘tuvchi material, Phase Change Materials (PCM)
quyosh hovuzlari, yashirin issiqlik, erish harorati, termik barqarorlik, issiqlik
akkumulyatsiyasi, paraffin, tuzli gidrat, metallar
Quyosh hovuzlari (solar ponds)
— quyosh energiyasini to‘plash, saqlash
va issiqlikka aylantirish uchun mo‘ljallangan past xarajatli tizimlardan biridir.
Ular odatda uchta qatlamdan iborat bo‘lib: yuqori qatlam (aniq), o‘rta qatlam
(gradient zonasi) va pastki qatlam (issiqlik saqlovchi zona). Tabiiy konveksiya
harakatining oldini olish orqali quyosh hovuzlarida issiqlik saqlanishi
ta’minlanadi. Quyosh nurlanishidan issiqlik energiyasi yig’ilib suv qatlamlari
ichida saqlanadi.
Fazaviy o‘tuvchi materiallar (Phase Change Materials –
PCM
)
— bu
tashqi sharoit (masalan, harorat) o‘zgarganda agregat holatini (qattiq ↔ suyuq,
suyuq ↔ gaz) o‘zgartirib, shu jarayonda issiqlik energiyasini yutish yoki ajratish
xususiyatiga ega
moddalar.
Fazaviy o‘tuvchi materiallar - PCMlar bu tizimni
quyidagi yo‘llar orqali samarali natijaga erishishga yordam beradi:
1. PCM issiqlikni faza o‘zgarish jarayonida ko‘p miqdorda saqlaydi;
2. Issiqlikni doimiy haroratda chiqaradi (faza o‘zgarish harorati);
3. Tunda yoki quyosh kam tushganda issiqlik uzluksiz bo‘lib qolishini
ta’minlaydi;
4. Quyosh hovuzining quvvat olish davrini uzaytiradi.
PCM moddalari o‘zining latent issiqlik sig‘imi bilan ajralib turadi. Bu esa ularni
quyosh energiyasini kechki va tungi soatlarda ham samarali ishlatish imkonini
beradi. Ayniqsa, past haroratli issiqlik tizimlari (40–80°C) uchun PCM mos
CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN
MODERN SCIENCES
International scientific-online conference
151
keladi. Parafinlar, tuz gidratlari va organik materiallar bu sohada keng
o‘rganilgan.
PCMlar issiqlikni muayyan haroratda faza o‘zgarishi orqali saqlaydi, bu
ularni barqaror harorat oralig‘ida energiyani akkumulyatsiya qilish uchun juda
foydali qiladi. Ko‘plab tadqiqotlar PCMlar yordamida quyosh energiyasini kun
davomida to‘plab, tunda yoki kam nurlanishli davrlarda foydalanish imkonini
berishini ko‘rsatgan. Shuningdek,
PCMlar ushbu quyosh hovuzlari va boshqa
energiya tizimlarida issiqlikni samarali saqlashning eng istiqbolli vositalaridan
biri hisoblanadi, zero PCMlar:
yuqori issiqlik sig‘imiga ega.
Kichik hajmda ko‘p miqdorda issiqlikni saqlash
imkonini beradi. Masalan, 1 kg PCM ko‘pincha 1 kg suvga qaraganda bir necha
marta ko‘proq energiyani saqlashi mumkin;
haroratni barqaror ushlab turadi.
Faza o‘zgarish jarayonida harorat deyarli
o‘zgarmaydi. Bu xususiyat xonalarni, qurilmalarni yoki mahsulotlarni ma’lum
optimal haroratda ushlab turishda qo‘l keladi;
energiya tejaladi.
Quyosh energiyasini yig‘ish va kechasi ishlatish, sovutish
tizimlarida elektr energiyasini tejash imkonini beradi;
qayta-qayta foydalanish mumkin. PCM’lar yuzlab va hatto minglab faza
o‘zgarish sikllarida o‘z xossasini yo‘qotmaydi;
atrof-muhitga zarar yetkazmaydi.
Ko‘pchilik PCM’lar ekologik xavfsiz, toksik
bo‘lmagan va uzoq muddat xizmat qiladigan materiallardir. Ular qurilish
(issiqlikni saqlovchi devor panellari), energiya tizimlari (quyosh batareyalari va
issiqlik akkumulyatorlari), sovutish (transportda yoki oziq-ovqat sanoatida),
hatto tibbiyotda (vaksina tashishda kerakli haroratni saqlash) sohalarda keng
qo‘llaniladi.
So‘nggi yillarda ushbu tizimlarga “fazaviy o‘tuvchi materiallar (PCM)” ni
integratsiya qilish orqali issiqlik saqlash samaradorligini oshirishga qiziqish
ortmoqda. Ular quyidagi shakllarda integratsiya qilinadi:
PCMni quyosh hovuzlariga integratsiya qilish shakllari
To‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘shish
(direct mixing):
PCM hovuz suviga solinadi,
ammo bu moddaning suyuqlik bilan
aralashmasligi yoki cho‘kmasligi
talab etiladi.
Qobiq ichida qo‘shish
(encapsulated form):
PCM maxsus qobiqlarga joylashtirilib,
hovuzning issiqlik saqlovchi zonasiga
joylashtiriladi. Bu usul PCM oqib
ketmasligi va tuzilish barqarorligini
ta’minlaydi.
CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN
MODERN SCIENCES
International scientific-online conference
152
Quyosh hovuzlariga PCM modullarini integratsiya qilish orqali issiqlik
saqlash quvvati ortadi; tashqi muhit haroratidagi o‘zgarishlarga kamroq
ta’sirchan bo‘ladi hamda yil davomida ko‘proq barqaror issiqlik manbai hosil
bo‘ladi. Misol uchun, Kalogirou (2014) tomonidan taqdim etilgan
modellashtirish natijalarida PCM qatlamining quyosh hovuzining quyi qismiga
joylashtirilishi 20–30% gacha ortiqcha issiqlik akkumulyatsiyasini ko‘rsatgan.
Quyosh hovuzlarining samaradorligini oshirish uchun yangi texnologiyalar,
masalan, nanomateriallar, aqlli tizimlar va integratsiya texnologiyalarini qo‘llash
mumkin. Ko‘plab rivojlangan mamlakatlarda quyosh hovuzlarining rivoji va
keng tarqalishi bo‘yicha ijobiy tajribalar mavjud. Ularning global miqyosda
kengayishi va rivojlanishi kutilmoqda.
Quyosh hovuzlarida parafinlar, tuzli
gidratlar va metallik PCMlar keng tadqiq qilingan.
Har bir tur o‘ziga xos afzallik
va kamchiliklarga ega bo‘lib, foydalanish sohasi va iqlim sharoitiga qarab
tanlanadi. Ularning afzalliklari shundaki, ular yuqori issiqlik sig‘imli, qayta-qayta
foydalanish, kimyoviy va termal barqarorlik hamda haroratni barqaror ushlab
turish xususiyatiga ega. PCMlar odatda quyosh hovuzining quyi qatlamida
joylashtiriladi. Bu qatlamda issiqlik almashinuvi past bo‘lgani sababli, PCMlar
issiqlikni sekin chiqaradi va uzoq saqlaydi. Bu esa kun davomida va ayniqsa tun
paytida barqaror haroratni ta’minlaydi.
Ularning har birining afzalliklari va kamchiliklari tahlil qilingan:
PCMlar turi
Afzalligi
Kamchiligi
Parafinlar
kimyoviy barqaror
past
issiqlik
o‘tkazuvchanlikka ega
Tuzli gidratlar
yuqori issiqlik zichlik
superko‘rilish
(supercooling) muammosi
mavjud
Metallar
yuqori
o‘tkazuvchanlik
qimmat material
Xulosa qilib shuni aytishimiz mumkinki, quyosh hovuzida PCM ishlatishi
issiqlikni uzoq vaqtga va barqaror haroratda saqlash uchun ideal texnologiyadir.
Bu texnologiya, ayniqsa, kechasi va quyosh kam tushadigan fasllarda
samaradorlikni oshiradi. Shuningdek,
PCMlarning quyosh hovuzlariga
qo‘llanishi tizimning energiya samaradorligini oshiradi, harorat o‘zgarishlarini
kamaytiradi hamda barqarorlikni ta’minlaydi. Shu bilan birga, PCM tanlashda
CURRENT APPROACHES AND NEW RESEARCH IN
MODERN SCIENCES
International scientific-online conference
153
ularning erish haroratini hududning iqlimiy sharoitlariga moslashtirish muhim
omil hisoblanadi. O‘zbekiston iqlim sharoitlari uchun erish harorati 40–60°C
oralig‘ida bo‘lgan paraffinlar yoki yog‘ kislotalari eng maqbul variant sifatida
tavsiya etiladi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
Sharma, A., Tyagi, V.V., Chen, C.R., Buddhi, D. (2009). Review on thermal
energy storage with phase change materials and applications. Renewable and
Sustainable Energy Reviews, 13(2), 318–345.
2.
Mehling, H., Cabeza, L.F. (2008). Heat and cold storage with PCM: An up to
date introduction into basics and applications. Springer.
3.
Farid, M.M., Khudhair, A.M., Razack, S.A.K., Al-Hallaj, S. (2004). A review on
phase change energy storage: materials and applications. Energy Conversion
and Management, 45(9-10), 1597–1615.
4.
Salimov B.X. (2021). Issiqlik saqlash tizimlarida PCM materiallardan
foydalanish. “Energiya muammolari” ilmiy-texnik jurnali, №4, 45–50.
5.
Maxmudova Marjona Maxsud qizi. (2024). Quyosh hovuzining harorat
rejimiga oid nazariyalar sharhi. European Science International Conference:
Analysis of Modern Science and Innovation. Vol.1,№ 2, P.38-42
6.
Makhmudova Marjona M. (2024). Efficiency of implementation of solar
collectors. Ethiopian International Journal of Multidisciplinary Research, 11(11),
474–477.
Retrieved
from
https://www.eijmr.org/index.php/eijmr/article/view/2177
