812
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
QAYTA TIKLANADIGAN ENERGIYA TEXNOLOGIYALARI LOYIHALARINI
OPTIMALLASHTIRISH
Marat Tagayev
1
*
Ali Abdreymov
1
Jasmina Xojamuratova
1
1
Berdaq nomidagi Qoraqalpoq davlat universiteti,
Ch. Abdirov ko‘chasi, 1-uy, 742012, Nukus shahri, O‘zbekiston,
*
https://doi.org/10.5281/zenodo.15449285
Annotatsiya. Qayta tiklanadigan energiya manbalariga asoslangan texnologiyalarni
joriy etish va ularning samaradorligini oshirish masalalari yoritilgan. Asosiy e’tibor quyosh,
shamol, bioenergiya va boshqa ekologik toza energiya manbalaridan foydalangan holda ishlab
chiqilayotgan loyihalarni optimallashtirish usullariga qaratilgan. Maqolada energiya ishlab
chiqarish quvvatini oshirish, xarajatlarni kamaytirish, resurslardan oqilona foydalanish va
atrof-muhitga salbiy ta’sirni minimallashtirishga qaratilgan yechimlar tahlil qilinadi.
Shuningdek, zamonaviy raqamli texnologiyalar va sun’iy intellekt asosida loyihalarni
boshqarishning samarali modellari ko‘rib chiqiladi. Tadqiqot natijalari qayta tiklanadigan
energiya loyihalarini yanada samarali rejalashtirish va amalga oshirish imkoniyatlarini ochib
beradi.
Kalit so‘zlar: qayta tiklanadigan energiya, energiya texnologiyalari, optimallashtirish,
quyosh energiyasi, shamol energiyasi, bioenergiya, energiya samaradorligi, sun’iy intellekt,
raqamli texnologiyalar, ekologik barqarorlik.
Kirish
Qayta tiklanadigan energiya vaqt oʻtishi bilan tabiiy ravishda toʻldiriladigan qayta
tiklanadigan manbalardan toʻplangan energiyadir. U quyosh nuri, shamol, suv harakati va
geotermal issiqlik kabi manbalarni oʻz ichiga oladi. 2021-yilga kelib elektr energiyasining
chorak qismidan koʻprogʻi qayta tiklanadigan manbalar hisobidan ishlab chiqarila boshlandi
[1].
Yashil energetika - bu atrof-muhitga zarar yetkazmaydigan, qayta tiklanuvchi
manbalardan energiya ishlab chiqarish tizimi. Bu turdagi energetika an’anaviy (ko‘mir, neft, gaz)
manbalaridan farqli ravishda, iqlim o‘zgarishiga sabab bo‘ladigan zararli gazlar (masalan,
karbonat angidrid - CO₂) chiqarmaydi yoki juda kam chiqaradi. Yashil energetikaning asosiy
turlari quyidagilardan iborat:
Quyosh energiyasi - Quyosh panellari yordamida elektr yoki issiqlik ishlab chiqariladi.
Shamol energiyasi - Shamol turbinalari havo oqimidan elektr ishlab chiqaradi.
Gidroenergetika - daryolar yoki suv oqimidan foydalanib elektr ishlab chiqarish.
Biomassa - O‘simliklar, organik chiqindilar kabi manbalardan energiya olish. Geotermal
energiya - Yer osti issiqligidan foydalanish orqali energiya ishlab chiqarish. Yashil energetika
energetikaning afzalliklari shundaki atrof-muhitga zarar keltirmaydi, qayta tiklanuvchi va
tugamaydigan manbalar asosida ishlaydi, uzoq muddatda iqtisodiy jihatdan foydali bo'lishi
mumkin, energiya mustaqilligini ta'minlaydi. Yashil energetika — iqlim o‘zgarishiga qarshi
kurashda va ekologik barqarorlikni ta’minlashda juda muhim yo‘nalish hisoblanadi. Umuman
olganda, O‘zbekistonda yashil energetika sohasida amalga oshirilayotgan loyihalar va
investitsiyalar orqali mamlakat ekologik toza energiya ishlab chiqarish hajmini oshirish, tabiiy
resurslarni tejash va atrof-muhitni muhofaza qilish borasida muhim qadamlar qo‘ymoqda.
813
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
Uydagi quyosh panellari va batareyalarI koʻpincha oʻsha uy uchun ishlatilishi mumkin
yoki elektr tarmogʻiga ulangan boʻlsa, boshqa xonadonlar bilan birlashtirilishi mumkin [2].
1-rasm Yaponiyaning Kofu shahridagi Komekurayama fotoelektr stansiyasi
Energiya dasturlash (Energy programming) haqida qiziqish bildirip izlanish olip
borganimizda, bu sohada ko'plab turli tushunchalar mavjud ekanligi malum boldi, masalan,
energiya optimizatsiyasi, energiya tejash, yoki qayta tiklanadigan energiya tizimlarining
modellashtirilishi kata izlanishlarni talab qiladi. Biz energiya tizimlarini izlanish sababli
modellashtirish va optimallashtirish bilan bog'liq dasturlashni korip chiqamiz. Bu masala
ko'pincha energiya tarmoqlarini optimallashtirish, qayta tiklanadigan energiya manbalarini
(masalan, quyosh va shamol energiyasi) boshqarish, energiya tejashni ta'minlash uchun
ishlatiladi.
Energiyani dasturlashda quyidagi ba'zi asosiy tushunchalar va amaliyotlar mavjud:
Energiya tizimlarini optimallashtirish
-
bu energiya ishlab chiqarish, saqlash va
taqsimlashni samarali boshqarish. Bu ko'plab turli sohalarda qo'llaniladi: sanoat ishlab
chiqarishida, elektr tarmoqlarida, qayta tiklanadigan energiya manbalarida va boshqalar.
Energiya tizimlarini optimallashtirishda quyidagi dasturlash tillari va usullaridan
foydalaniladi: Python-energiya tarmoqlari va tizimlarini modellashtirishda eng ommabop tildir.
Masalan, Pandas, NumPy, SciPy kabi kutubxonalar ma'lumotlar tahlili uchun ishlatiladi.
MATLAB-energiya tizimlarini optimallashtirish va modellashtirishda keng qo'llaniladi.
Julia-energiya tizimlarini optimallashtirish uchun tezkor hisoblashlar uchun ishlatiladigan
til hisoblanadi.
Masalan: Quyosh energiyasini optimallashtirish
Agar biz quyosh energiyasini optimallashtirish uchun quyidagi masalani dasturlash orqali
yechishimiz mumkin:
Quyosh panellari joylashuvini optimallashtirish.
Kunning turli vaqtlarida energiya ishlab chiqarishni prognoz qilish.
Energiya saqlash tizimlarini boshqarish.
Buning uchun, masalan, quyosh energiyasining ishlab chiqarish modelini quyidagi tarzda
hisoblash mumkin:
import numpy
as np
import matplotlib
.
pyplot as plt
import numpy
as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Quyosh nuri intensivligini (kW/m^2) vaqtga qarab hisoblash
def solar_irradiance
(
time_of_day
):
return 1.0
*
np.sin(np.pi
* (
time_of_day / 12
))
# Quyosh panellarining samaradorligi
814
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
def panel_output
(
irradiance, area, efficiency
):
return irradiance
*
area
*
efficiency
# Vaqtni kunlik davrda hisoblash
time_of_day = np.linspace
(
0, 24, 100
)
irradiance = solar_irradiance
(
time_of_day
)
panel_area =
20
# m^2
efficiency =
0.15
# samaradorlik
# Energiya ishlab chiqarish
power_output = panel_output
(
irradiance, panel_area, efficiency
)
# Natijani chizish
plt.plot
(
time_of_day, power_output
)
plt.xlabel
(
'Vaqt (soat)
')
plt.ylabel
('Quyosh panellaridan energiya ishlab chiqarish (kW)')
plt.title
('Quyosh energiyasini ishlab chiqarish kun davomida')
plt.show
()
1-rasm
1-rasm grafigidan dasturda quyosh nuri intensivligi va quyosh panellaridan olinadigan
energiya ishlab chiqarish natijasi tasvirlanadi.
AQShning Minnesota shtatidagi Fenton shamol fermasida quyosh chiqishi
Qayta tiklanadigan energiya tizimlarini modellashtirishda energiya ishlab chiqarishning
turli manbalari, masalan, quyosh, shamol yoki gidroelektr stansiyalari tizimlari modellashtiriladi.
Bu jarayonlar quyidagicha bo'lishi mumkin: Shamol turbinalarining joylashuvi, ishlab
chiqarish samaradorligi va ularning turli sharoitlarda ishlashini hisoblash, Suvning oqimi, suv
resurslari va gidroelektr stansiyasining ishlab chiqarish imkoniyatlarini prognoz qilish.
Xitoyning Yanszi daryosidagi Three Gorges toʻgʻoni
815
ResearchBib IF - 11.01, ISSN: 3030-3753, Volume 2 Issue 5
Energiya tejash va samaradorlikni oshirish.
Energiya tejashni optimallashtirishda,
masalan, binolarni energetik optimallashtirish yoki sanoat jarayonlarini samarali boshqarish kabi
vazifalar ko'rib chiqiladi. Bunda energiya tejash tizimlarining modelini yaratish va energiya
sarfini optimallashtirish maqsadga muvofiq.
Masalan binoning energiya samaradorligini hisoblash kerak.
Binoning issiqlik
izolyatsiyasini va isitish tizimlarining samaradorligini hisoblash kata ahamiyatga ega. Energiya
saqlash tizimlari analiz qilishda energiya saqlash tizimlarining optimallashtirilishi-bu energiya
ishlab chiqarish va iste'molning balansini ta'minlash uchun muhim. Bu sohada batareyalar va
boshqa energiya saqlash tizimlarining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish kerak.
Masalan: Batareyaning zaryad vaqti va chiqarish samaradorligi
import numpy
as np
# Batareyaning zaryadlash va chiqarish formulasini hisoblash
def battery_efficiency
(input_power, battery_capacity, discharge_time):
charge = input_power
*
discharge_time
# Quvvatning batareyaga etkazilishi
if charge > battery_capacity
:
charge = battery_capacity
# Batareya to'liq zaryadlandi
return charge
# Misol
input_power
=
5
# kW
battery_capacity
=
50
# kWh
discharge_time
=
8
# soat
charged_energy
=
battery_efficiency
(
input_power,
battery_capacity,
discharge_time
)
(f"Batareya zaryadlandi: {charged_energy} kWh")
Bu dastur batareyaga uzatilgan energiya miqdorini hisoblaydi va uning zaryad holatini
ko'rsatadi.
Energiya optimallashtirish va prognozlashda quyidagi usullar yuqari samara beradi.
Energiya ishlab chiqarish va iste'molining samaradorligini prognoz qilishda dasturlash
metodlarini qo'llash mumkin. Bu esa energiya tizimlarini optimallashtirishda muhim rol
o'ynaydi.
Xulasa qilip shuni aytamizki agar biz energiyani dasturlashni o'rganip, yuqoridagi
misollarni o'rganip va Python, MATLAB yoki Julia kabi tillarda kodlar bilan ishlaymiz. Bu
amaliyotlar energiya tarmoqlari, qayta tiklanadigan energiya manbalari, energiya tejash va
optimallashtirish bo'yicha bilimlarimizni oshirishga yordam beradi.
REFERENCES
1.
REN21.
“RENEWABLES 2021 GLOBAL STATUS REPORT” (inglizcha).
www.ren21.net. Qaraldi: 25-aprel 2022-yil.
2.
“Getting the most out of tomorrow's grid requires digitisation and demand response“.
The
Economist
. Qaraldi: 24-iyun 2022-yil.
3.
REN21 Renewables Global Status Report 2011.
