30-Sentabr, 2024-Yil
288
QUYOSH QOZONINING ISSIQLIK TEXNIKAVIY XOSSALARI VA ULARNI
TADQIQ QILISH
Allayorova Dilrabo Abdujamol qizi
Mirzaobod tumani 3-umumta’lim maktabining fizika fani o’qituvchisi
https://doi.org/10.5281/zenodo.13859248
Annotatsiya.
O‘zbekistonda quyosh energiyasidan foydalanishning juda katta
imkoniyatlari mavjud. Respublikamizda quyosh energiyasini issiqlik va elektr energiyasiga
aylantirib foydalanish, yuqori temperaturalar olish va geliomaterialshunoslik bo‘yicha
fundamental ilmiy tadqiqotlar bilan birga katta miqyosdagi amaliy ishlar olib borilmoqda. Ushbu
maqolada quyosh qozonining issiqlik texnikaviy xossalari va ularni tadqiq qilish masalalari
xususida so’z boradi.
Kalit so’zlar:
quyosh energiyasi, quyosh qozoni, radiatsiya, atmosfera.
Quyosh energiyasidan foydalanishda tanlangan joyning yil davomida qancha vaqt
yoritilishi, birlik yuzaga birlik vaqt ichida qancha energiya tushishligi yoki boshqacha aytganda
joyning radiatsiya rejimini bilish muhim amaliy ahamiyatga ega. Meteorologiyaning nur
energiyasi oqimini (radiatsiyani) o‘lchash va nur tushuvchi sirtlarning radiatsiya rejimini o‘rganish
bilan shug‘ullanuvchi bo‘limiga aktinometriya deyiladi. Aktinometriyada Quyoshning to‘g‘ri,
tarqoq va yig‘indi radiatsiyasi tushunchalari mavjud. Quyoshning Yer sirtiga yo‘nalgan o‘zaro
parallel nurlar oqimiga uning to‘g‘ri (S), atmosfera qatlamidan sochilib kelayotgan oqimiga tarqoq
(D) va Yer sirtiga yetib kelayotgan barcha oqimga esa yig‘indi radiatsiyasi (Q) deyiladi. Quyosh
energiyasining miqdori uning intensivligi orqali aniqlanadi. Sirt birligiga tushuvchi quyosh
nurining quvvatiga uning intensivligi deyiladi (W/m
2
). Yer atmosferasining yuqori chegarasida
quyosh energiyasi intensivligi 1365 W/m
2
ga teng bo‘lib, unga quyosh doimiysi deyiladi.
Yerga yoki jismlarning sirtiga tushgan quyosh nurining bir qismi qaytadi. Sirtdan qaytgan
radiatsiya oqimining unga tushgan oqimiga bo‘lgan foizlardagi nisbati shu sirt albedosi deb
ataladi. Masalan, albedo qora bahmal uchun 0,5 %, quruq qum uchun 15–35 %, oq kafel uchun–
75 %, ko‘zgu uchun – 85–88 %, aluminiy uchun – 85–90 % va po‘lat uchun 50–60 %ga teng.
Quyosh nurlanish energiyasini o‘lchashning kalorimetrik, fotoelektrik, fotografik va vizual
usullari mavjud. Kalorimetrik o‘lchashlarda qora rangli sirt tomonidan yutib olingan nur
energiyasining bevosita issiqlik energiyasiga aylanishidan foydalaniladi. Bunda asbobning qabul
sirtiga tushuvchi quyosh radiatsiyasi oqimi miqdori shu sirtda ajraladigan issiqlik miqdori yoki
temperaturaning oshishini qayd qilish orqali aniqlanadi. Fotoeffekt va yorug‘likning fotokimyoviy
30-Sentabr, 2024-Yil
289
ta’siri hodisalari nurlanish energi-yasini o‘lchashning fotoelektrik va fotografik usullarini ishlab
chiqishda foydalanilgan. Hozirgi davrda qisqa to‘lqinli spektral oqimlarni tadqiq etishda
fotoelementlar, fotoko‘paytirgichlar va fotoqarshiliklar yordamida qayd etishning fotoelektrik
usuli keng qo‘llanilmoqda. Vizual o‘lchovlarda radiatsiyani baholashda spektrning ko‘zga
ko‘rinuvchi sohasi ta’siriga sezgir bo‘lgan odam ko‘zi xizmat qiladi. Aktinometrik o‘lchashlarning
asosiy vazifasi qisqa va uzun to‘lqinli radiatsiyaning integral oqimi miqdorini (intensivligini)
aniqlashdan iboratdir. Bu maqsadda kalorimetrik usul barcha usullarga ko‘ra ko‘proq mos keladi.
Kalorimetr orqali oqib o‘tuvchi suv yordamida olinadigan issiqlik nur energiyasi oqimining
o‘lchovi bo‘lib xizmat qiladi. To‘g‘ri quyosh radiatsiyasini o‘lchash uchun mo‘ljallangan turli
konstruksiyali suvli pirgeliometrlar ana shu asosda ishlaydi. Quyosh nurlanishi issiqlik oqimini
bevosita aniqlash uchun aktinometrik asboblardan foydalanish qulaydir. Nur qabul qiluvchi sirt
bilan atrof-muhit orasidagi temperaturalar farqini o‘lchash orqali issiqlik oqimini aniqlashga
asoslangan bu xil asboblar keng ko‘lamga ega. Bu farq issiq kavshari nur qabul qiluvchi sirtga
yopishtirilgan, sovuq kavshari esa o‘zgarmas temperatura sharoitida saqlanuvchi termojuftlarning
ketma-ket ulanishidan hosil qilingan zanjirda paydo bo‘luvchi tok miqdoriga qarab termoelektrik
usulda aniqlanadi. Bunday turdagi asboblar nisbiy asboblar hisoblanadi va darajalashga muhtoj
bo‘ladi ya’ni ularning ko‘rsatishi absolut asboblarning ko‘rsatishlari bilan taqqoslanishi kerak.
Mohiyati sovuq kavshar temperaturasini issiq kavshar temperaturasiga tenglashguncha
qizdirishdan iborat bo‘lgan kompensatsion usuldan foydalanib nur energiyasini o‘lchashning
absolut usuli ishlab chiqilgan. Sovuq kavsharni qizitish uchun sarflangan issiqlik miqdori
asbobning nur tushuvchi sirtida nurning yutilishi natijasida olingan issiqlikning absolut o‘lchovi
bo‘ladi. Shunday prinsipga asoslanib Angstremning absolut pirgeliometri yasalganki, u to‘g‘ri
quyosh radiatsiyasi oqimini absolut miqdorini o‘lchash uchun xizmat qiladi. Bu asbob
aktinometrik asboblar uchun etalon hisoblanadi. Hozirgi davrda quyoshning to‘g‘ri radiatsiyasi
oqimini o‘lchash uchun asosan Savinov-Yanishevskiyning termoelektrik aktinometridan
foydalaniladi.
Asbobning asosiy qismi 9 shtativga 1 vint yordamida o‘rnatilgan 5 trubka va uning
oxiridagi 7 qutichada joylashtirilgan termobatareyali nur yutgich hisoblanadi. Trubkaning
gorizontal o‘qi meridian tekisligida joyning geografik kengligiga mos holda qiyalatib o‘rnatiladi.
3 va 4 vintlar yordamida trubka Quyoshga shunday qaratiladiki, tashqi diafragmadagi 2 kichik
teshikcha orqali o‘tayotgan quyosh nurlari shu teshikcha qarshisidagi 6 nuqtaga tushsin, shunda
quyoshning to‘g‘ri radiatsiyasi aynan termobatareya sirtiga tik tushayotgan bo‘ladi.
Termobatareyaga GSA-1 galvonometri ulanadi. Asbob ishlatilmaganda quyosh nurlari tushuvchi
30-Sentabr, 2024-Yil
290
diskni changlardan himoyalash uchun trubka 10 qopqoq bilan yopiladi. Trubkaning ichida 5 ta
diafragma bo‘lib, ular asbobning nur qabul qiluvchi sirtini shamol ta’siridan va tarqoq hamda
qaytgan yorug‘lik nurlaridan himoya qiladi. Termoyulduzcha deb nomlanuvchi manganin-
konstantan termobatareyasining issiq kavsharlari nur tushuvchi sirti qoralangan yupqa kumush
diskning orqa tomoniga, sovuq kavsharlari esa aktinometrning g‘ilofiga qistirilgan mis halqaga
papiros qog‘ozi bilan izolatsiyalanib yopishtirilgan.
Quyosh radiatsiyasi disk sirtiga tushgach issiq kavsharlar qiziydi, termobatareyada
termotok hosil bo‘ladi va uni galvanometr o‘lchaydi. Issiq va sovuq kavsharlar orasidagi
temperatura farqi tushuvchi radiatsiya oqimiga, o‘z navbatida hosil bo‘luvchi termotok
temperaturalar farqiga bog‘liq. Radiatsiya intensivligini topish uchun galvanometr ko‘rsatgan
raqamni Angestrem pirgeliometriga solishtirish orqali ma’lum bo‘lgan o‘tish koeffitsiyentiga
ko‘paytirish kerak. Odatda aktinometrning sezgirligi 696 W/m
2
ga 4–7 millivoltni tashkil etadi.
Yig‘indi va tarqoq radiatsiyani qayd etish uchun Yanishevskiyning termoelektrik piranometri keng
qo‘llaniladi. Asbobning asosiy qismi 1 metall taglikka o‘rnatilgan 2 nur qabul qilgich-
termoelektrik batareya bo‘lib, u ko‘pincha shaxmat doskasi shaklida terilgan ko‘p sondagi
manganin va konstantan bo‘lakchalardan tashkil topgan. Barcha juft kavsharlar magneziy bilan
oqlangan, toq kavsharlari esa qurum bilan qoraytirilgan. 3 shisha qopqoq termobatareyani chang,
shamol va uzun to‘lqinli radiatsiyadan himoya qiladi. Tarqoq radiatsiyani o‘lchash uchun
asbobning nur qabul qiluvchi qismi 4 qoralangan metall ekran bilan soya qilinadi. Buning uchun
diametri shisha qalpoq diametriga teng soyabon ekran metall taglikga o‘rnatilgan 6 tirkovichning
(odatda tirkovich uzunligi ekran diametridan 5–7 marta katta bo‘ladi) yuqori uchiga ildiriladi. Har
ikkala holatda ham qora va oq termokavsharlardagi temperaturalar farqi hisobidan hosil bo‘lgan
termotok GSA-1 galvanometri yordamida o‘lchanadi. Galvanometr strelkasi quyosh radiatsiyasi
intensivligiga mutanosib ravishda og‘adi. Galvanometr ko‘rsatishlariga mos holda maxsus
jadvallar orqali radiatsiya intensivligi aniqlanadi. Bulutli kunlarda yig‘indi radiatsiya tarqoq
radiatsiyaga teng bo‘ladi.
Kichik diametrli quyosh konsentratorlar turli mamlakat olimlari bilan xalqaro ilmiy
hamkorlikda ilmiy tadqiqotlar olib boriluvchi zamonaviy ilmiy markazga aylangan. Bu yerda ko‘p
yillardan buyon materiallarga, ayniqsa, o‘tga chidamli, qiyin eriydigan materiallarga quyosh nuri
ta’sirida yuqori temperaturali termik ishlov berish yo‘li bilan ularning fizik va kimyoviy
xossalarini o‘rganish bo‘yicha keng ko‘lamli ilmiy-tadqiqot va amaliy ishlar olib borilmoqda.
Fokal dog‘ markazida quyosh nurlarining oqim zichligi 1300 W/sm
2
ga, temperatura esa 1500
0
Cga yetadi. Kun davomida fokal sohada 80–90 kg aluminiy oksidini (AlO, erish temperaturasi
30-Sentabr, 2024-Yil
291
1050
o
C), 40–50 kg shpinel qotishmasini (AlO+MgO, erish temperaturasi 1350
o
C), 5–7 kg
sirkoniyning barqaror oksidini (ZrO, erish temperaturasi 1500
o
C) eritish mumkin. Qurilmada
eriyotgan modda tarkibining o‘ta tozaligi ta’minlanadi, chunki bu yerda odatdagi pechlardagidek
mahsulotni toza chiqmasligiga asosiy sababchi bo‘lgan na yoqilg‘i va na ko‘mir elektrodlar
mavjud. Keyingi yillarda bu yerda 160 dan ortiq oksid materiallar sintez qilindiki, ular issiqlikdan
kengayish va elektr o‘tkazuvchanligining kamligi, o‘tga chidamliligi bilan diqqatga sazovordir.
Ayni paytda bunday materiallar kosmik va yuqori tozalikni talab qiluvchi o‘ta nozik texnologik
jarayonlarda qo‘llanilmoqda. Shuningdek, qurilma kechki paytda astrofizik tadqiqotlar olib
boriluvchi ulkan teleskop vazifasini ham bajaradi.
Katta Quyosh Pechidek yirik inshootga ega O‘zR FA “Fizika Quyosh” ilmiy ishlab chiqarish
birlashmasida quyosh nurlarini konsentratsiyalovchi ko‘zguli tizimlarni yaratish va ishlatish,
temperaturalarni kontaktsiz o‘lchash va zamonaviy materiallarni termoradiatsion xossalarini
yuqori va o‘ta yuqori temperaturalar sharoitida tadqiq qilish bo‘yicha katta tajriba to‘plangan. Bu
yerda o‘tkazilgan ko‘p yillik tadqiqotlar asosida geliomaterialshunoslikka oid ilmiy-tadqiqotlar
o‘tkazishga mo‘ljallangan issiqlik quvvati 1500 W bo‘lgan Kichik Quyosh Pechi yaratildi.
Mamlakatlarorasidagi savdo-iqtisodiy va ilmiy-texnikaviy hamkorlik sohasidagi kelishuvlarga
muvofiq bunday pechlar 1999-yilda Hindistonning Haydarobod shahridagi kukunli
metallurgiya xalqaro markazida va 2000-yilda Misrdagi Tabbin metallurgiya institutida
o‘rnatildi . Bu qurilmalar 2,8 m x 2,8 m o‘lchamli bitta yassi geliostat, 2 m diametrli yaxlit
parabolid konsentrator, quyosh datchigi va qo‘shimcha o‘lchov asboblari hamda uni ishlatish
uchun kerakli asbob-uskunalardan tashkil topgan. Geliostat kun davomida Quyoshning ko‘rinma
harakatiga mos holda siljiydi va sirtiga tushuvchi quyosh nurlarini paraboloid ko‘zguga
yo‘naltiradi. Konsentrator fokal tekisligidagi ishchi sohada temperatura 2500
o
C dan yuqori
bo‘ladi. Bunday sharoit yuqori temperaturali materiallarga ishlov berish uchun yetarlidir.
Masalan, erish temperaturasi 2500
o
C bo‘lgan sirkoniy oksidini sintez qilish mumkin. Shuningdek,
institut mutaxassislari Germaniyadagi Keln aerodinamik institutida barpo etilgan Kichik
Quyosh Pechi uchun gabarit va energetik hisoblarni bajardilar va ikkilamchi konsentratorni
yaratish va tayyorlash bo‘yicha ishlarda hamkorlik qildilar.
Shuni alohida ta’kidlash kerakki, Katta Quyosh Pechi hozirgi paytda yirik xalqaro ilmiy
tadqiqot markaziga aylangan. Uning bazasida yirik xalqaro anjumanlar o‘tkazilmoqda,
UNESKO ning O‘zbekistondagi vakolatxonasi hamkorligida “Quyosh energiyasidan foydalanish
va geliomaterialshunoslik” xalqaro ilmiy-o‘quv markazi faoliyat ko‘rsatmoqda. Katta Quyosh
Pechi materiallarni yuqori temperaturali sintez qilish va ularning xususiyatlarini o‘rganish, fan va
30-Sentabr, 2024-Yil
292
texnikaning talablari asosida turli materiallar va texnik detallarda yuqori temperaturali
tadqiqotlar va sinovlar o‘tkazish, shuningdek, vodorod, elektr va issiqlik energiyasi hosil qilish
sohasida keng miqyosda tadqiqotlar olib boriluvchi texnologik va energetik ahamiyatga ega
bo‘lgan yagona yirik inshootdir. Quyosh pechlari quyosh energiyasidan foydalanishning yangi va
samarali yo‘nalishlarini ochilishiga olib kelmoqda. Agar avvallari biz quyosh energiyasidan
foydalanish deganda asosan suv isitgichlar, suv chuchitgichlar, quritgichlar, fotoelektrik
stansiyalarga o‘xshash qurilmalarni tasavvur qilsak, endilikda quyosh pechlari quyosh
energiyasidan zamonaviy texnologik maqsadlarda foydalanish imkoniyatlari benihoya kattaligini
ko‘rsatmoqda. Quyosh energetikasining kelajagi Quyoshning yuqori energetik potensialidan
to‘laroq foydalanishga imkon beruvchi yanada samaraliroq konsentratorlarni yaratish va
foydalanishga bog‘liqdir.
REFERENCES
1.
Boybo‘tayev Q.Murodov J., Usmonov Yu. Quyosh energiyasidan xalq xo‘jaligida
foydalanish. –T.: 1964. 13. Гамбург П.Ю. Расчет солнечной радиации в строительстве.
Москва, Стройиздат, 1966.
2.
Флетчер К. Иычислительные методы в динамике жидкостей. В 2-х т.-М. Мир,
1991.-504с.
3.
Versteeg H.K., Malalasekera W.An introduction to computational fluid dynamics.
The finite volume method. England. Longman Group Ltd, 1995.-257p.
