USE OF GARLANDED MOBILE MICROGENERATIONS FOR ELECTRICITY SUPPLY OF MOUNTAIN AND FOOTHILL POPULATION

Maqolada tog‘ va tog‘ oldi hududlarida yashovchi aholi turar joylarida elektr iste‘moli uchun shu hududlardan oqib o‘tuvchi soylar va kichik daryolarning suv energiyasidan foydalanib elektr energiyasini ishlab chiqarish ko‘zda tutilgan.Buning uchun bitta xonadonda mavjud elektr qurilmalarning quvvatlari aniqlangan.Kun davomida kerak bo‘ladigan quvvatlarning maksimal va minimal quvvatlarihisoblangan. MikroGES quvvatini hisoblash bo‘yicha nazariy tadqiqotlar olib borilgan vaunga ta‘sir ko‘rsatuvchi omillar aniqlangan. Aniqlangan kattaliklarni sinash maqsadida,eksperimental fizik model yasalgan. Olingan natijalar asosida elektr energiya iste‘moli,mikroGES chiqish quvvatiga ta‘sir ko‘rsatuvchi parametrlarga bog‘liqlik grafik-jadvallarikeltirilgan.

DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.13989453

TOG‘ VA TOG‘ OLDI AHOLISI ELEKTR ENERGIYA TA’MINOTIDA GIRLYANDLI MOBIL MIKROGESLARDAN FOYDALANISH

“TIQXMMI” Milliy tadqiqot universiteti Abdujolol BOQIYEV Elektr texnologiyalar va elektr uskunalar kafedrasi professori, t.f.d. “TIQXMMI” Milliy tadqiqot universiteti Matkarim IBRAGIMOV Elektr texnologiyalar va elektr uskunalar kafedrasi dotsenti, t.f.n. “TIQXMMI” Milliy tadqiqot universiteti Elektr texnologiyalar va elektr Sanjarbek SULTONOV uskunalar kafedrasi tayanch doktoranti “O‘zbekgidroenergo” AJ Atrof-muhit Sirojiddin NAMOZOV muhofazasi va kadastr xizmati bo‘limi boshlig‘i

Annotatsiya: Maqolada tog‘ va tog‘ oldi hududlarida yashovchi aholi turar joy­ larida elektr iste’moli uchun shu hududlardan oqib o‘tuvchi soylar va kichik daryolar­ ning suv energiyasidan foydalanib elektr energiyasini ishlab chiqarish ko‘zda tutilgan. Buning uchun bitta xonadonda mavjud elektr qurilmalarning quvvatlari aniqlangan. Kun davomida kerak bo‘ladigan quvvatlarning maksimal va minimal quvvatlari hisoblangan. MikroGES quvvatini hisoblash bo‘yicha nazariy tadqiqotlar olib borilgan va unga ta’sir ko‘rsatuvchi omillar aniqlangan. Aniqlangan kattaliklarni sinash maqsadida, eksperimental fizik model yasalgan. Olingan natijalar asosida elektr energiya iste’moli, mikroGES chiqish quvvatiga ta’sir ko‘rsatuvchi parametrlarga bog‘liqlik grafik-jadvallari keltirilgan.

Kalit so‘zlar: tog‘ hududlari, soylar, kichik daryolar, potensial energiya, po‘kaklar, girlyand mikro GES, bir soatlik o‘rtacha iste’mol quvvati, elektr energiya.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНЫХ ГИРЛЯНДЕВЫХ МИКРО ГЭС В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ГОРНОГО И ПРЕДГОРНОГО НАСЕЛЕНИЯ

Абдужолол БАКИЕВ Профессор кафедры Электротехнологий и электротехники Национального исследовательского университета «ТИИИМСХ», к.т.н.

Маткарим ИБРАГИМОВ Доцент кафедры Электротехнологий и электротехники Национального исследовательского университета «ТИИИМСХ», к.т.н.

Санжарбек СУЛТАНОВ Докторант кафедры Электротехнологий и электротехники Национального исследовательского университета «ТИИИМСХ»

USE OF GARLANDED MOBILE MICROGENERATIONS FOR ELECTRICITY SUPPLY OF MOUNTAIN AND FOOTHILL POPULATION

Abdujolol BAQIYEV Professor of the Department of Electrical Technologies and Electrical Engineering at «TIIAME» National Research University, doctor of technical sciences

Matkarim IBRAGIMOV Associate Professor of the Department of Electrical Technologies and Engineering at «TIIAME» National Research University, candidate of technical sciences

Sanjarbek SULTANOV Doctoral student of the Department of Electrical Technologies and Electrical Engineering at «TIIAME» National Research University

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Сирожиддин НАМAЗОВ Руководитель Отдела охраны окружающей среды и кадастровой службы АО «Узбекгидроэнерго»

Аннотация: В статье рассматривается выработка электроэнергии для потребления в жилых районах населения с использованием водной энергии ручьев и малых рек, протекающих по горным и предгорным районам. Для этого определяются мощности электроприборов, имеющихся в одной квартире. Рассчитывается максимальная и минимальная мощность, необходимая в течение суток. Проведены теоретические исследования по расчету мощности микроГЭС и определены факторы, влияющие на нее. Для проверки определенных величин была построена экспериментальная физическая модель. На основе полученных результатов представлены графики зависимости параметров, влияющих на энергопотребление и выходную мощность микроГЭС.

Ключевые слова: горные районы, ручьи, малые реки, потенциальная энергия, капсулы, гирляндная микроГЭС, среднечасовое энерго­потребление, электроэнергия.

Sirojiddin NAMAZOV Associate Professor of the Head of the Environmental Protection and Cadastre Service Department of JSC «Uzbekhydroenergo» Abstract: The article provides for the production of electricity using the water energy of streams and small rivers flowing through these areas, for the consumption of electricity in residential areas of the population living in mountainous and foothill regions. It determines the power of electrical appliances available in a single apartment. The maximum and minimum power required during the day is calculated. Theoretical studies on the calculation of micro-HPP power were carried out, and the factors affecting it were determined. An experimental physical model was built to verify certain values. Based on the results obtained, graphs of the dependence of parameters affecting energy consumption and the output power of the micro-HPP were presented. Keywords: mountainous area , brooks, small rivers, potential energy, capsules, garland micro HPP, hourly average power consumption, electricity.

Girlyandli mikroGESlardan foydalanishda rivojlangan mamlakatlar taj­ ribalarini to‘g‘ridan-to‘g‘ri O‘zbekiston sharoitiga joriy etib bo‘lmaydi. Chunki O‘zbekiston sharoitida tog‘ oldi hududlarining relyefi, mavsumiy suv zaxiralari, hatto ayrim hududlarning qiyalik ko‘rsatkichlarida sezilarli farq kuzatiladi. Shuning uchun bunday texnologiyalarni joriy etishda hududning o‘ziga xosligini e’tiborga olgan holda ish yuritish maqsadga muvofiq.

Energiya sarfini tahlil qilish bizga mobil mikroGES talablarni shakllantirish imkonini beradi. – Kichik fizik model quvvati 5 kVt gacha, kichik o‘lchamlari va og‘irligi; – dizaynning soddaligi, ishonchliligi va xavfsizligi; – iste’molchilar tomonidan talab qilinadigan oqim va kuchlanish para­ metrlari (220 yoki 12 V); – o‘rnatish, demontaj qilish, tashish qulayligi;

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 20 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

– to‘g‘on yoki bino qurish bilan bog‘liq qurilish ishlarining yo‘qligi (suv olish va bosimli suv quvurlarini yotqizish) [1].

MikroGES o‘rnatiladigan hududdagi aholi turar joy elektr iste’molchilarining quvvatlarini aniqlaymiz.

Quyidagi jadvalda o‘rnatilgan maishiy elektr jihozlari bo‘yicha dastlabki ma’lumotlar talab va foydalanish koeffitsentlari hisobga olingan holda berilgan. Mikro gidroelektr stansiyaning quvvatini tanlashda elektr yuklamalarini hisoblash kerak.

1-jadvalda bitta xonadonda mavjud elektr energiya iste’molchilarining quvvatlari berilgan.

Elektr iste’molchilar O‘rnatilgan Hisobiy koeffitsiyentlar Hisobiy quvvatlar yoki alohida elektr (nominal) energiyasini qabul quvvat, Talab Foyda- R, S, cos φ qiluvchi guruhlar kW Kt lanish Kf kW kVA

Elektr choynak 2,4 0,8 1 1 1,92 1,92 Elektr pechka 2 0,8 1 1 1,6 1,6 Televizor 0,8 0,5 1 0,8 0,4 0,5 Muzlatgich 0,6 1 0,5 0,95 0,3 0,315789 Yoritish chiroqlari 0,9 0,8 0,6 1 0,432 0,432 2,7 0,8 0,6 1 1,296 1,296 Suv isitgich 2 0,6 0,8 1 0,96 0,96 Kir yuvish mashinasi 1,1 1 0,8 0,8 0,88 1,1 Boshqalar 2,5 0,7 0,9 1,75 1,944 Jami 15 9,7 8,1

Elektr iste’molchilarining aktiv quvvati (kW) quyidagi (1) formula orqali hisoblanadi:

(1) Bu yerda: ΣPo‘r - elektr iste’molchi guruhlarining jam quvvati; Kt - talab koeffitsiyenti; Kf - foydalanish koeffitsiyenti. To‘la quvvatni hisoblash fo‘rmulasi (2):

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Bu yerda: P-hisobiy aktiv quvvat; Cosϕ-aktiv quvvat koeffitsenti. Hisoblangan aktiv va to‘la quvvatni ishlab chiqarishga mavsumiy kunlik iste’molni foizlarda, jadval ko‘rinishida taqdim qildik. Bu maqsadda biz qishloq xo‘jaligi iste’molchilari standart kundalik iste’molidan foydalandik. Quyidagi (3) formula bilan reaktiv quvvatni hisoblashimiz mumkin: kVAr (3)

1-grafik. Bahor mavsumi uchun sutkalik yuklama grafigi.

Buning uchun biz sanoat qishloq xo‘jaligi iste’molchilari uchun standart kunlik jadval manbasidan foydalandik [2].

Yil davomida talab qilinadigan elektr energiyasining umumiy miqdori (4) kWsoat:

Sutka davomida maksimal aktiv quvvat Pmax=11,37 kW, minimal quvvat Pmin=3,98 kW.

Nazariy qism. MikroGES quvvatini hisoblash:

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 22 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

Bu yerda: ρ-suv zichligi, kg/m3; g-erkin tushish tezlanishi, m/s2; Hd - suvning dinamik bosimi, m; Q - turbinadan oqib o‘tuvchi suv sarfi, m3/s; - turbinaning foydali ish koeffitsiyenti; ηm - mexanik uzatmalarning foydali ish koeffitsiyenti; ηg - gidrogenerator foydali ish koeffitsiyenti. Dinamik bosim quyidagiga teng:

bu yerda: v - suv oqimining tezligi m/s. Turbinadan oqib o‘tuvchi suv sarfi teng: Qt=St∙v, m3/s (7) bu yerda: St – turbina parraklarining yuzasi.

1-rasm. MikroGES orqali elektr ta’minotining texnologik sxemasi [5].

Bunda: Q – suv energiya oqimi; GT – gidroturbina; G – generator, CUS – foydali yuklama; IN– invertor; C – stabilizator; B – akkumulyator batareyasi.

Natija va muhokamalar. Eksperimentel tadqiqot maqsadi, vazifasi va dasturi.

Eksperimental tadqiqotlarning maqsadi qurilmaning parametrlari, agregat ishchi xarakteristikalari, qurilmaning energetik va ekspluatatsion sifatini baho­lash va nazariy tadqiqotlar bilan solishtirish [4].

Eksperiment laboratoriya va dala sharoitidan iborat. Boshlashdan oldin nazariy tadqiqotlar asosida tajriba o‘tkazish dasturi tuziladi.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

Eksperimental tadqiqot dasturining sxemasi

2-rasm. Suvda suzuvchi girlyandli mikro gidroelektr stansiya va suv g‘ildiragidagi parraklar soni 12 ta holatdagi suv oqimining vizual ko‘rinishi.

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 24 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

Bunda: 1-suv parraklari; 2-ichi bo‘sh silindr; 3-podshipniklar; 4-shkiv; 5-tasmali uzatma; 6-generator; 7-tutgich.

2-jadval. Girlyandli mikro gidroelektr stansiya parraklarining o‘lchamlari [5]

Parraklarning 4 L1=450 / L2=750 / L3=1000 uzunligi

Tadqiqotda suvning kinetik energiyasini elektr energiyaga aylantirib beruvchu girlyandli mobil mikroGESning energetik parametrlari bog‘liqliklarini ko‘rib chiqdik. Izlanishlar shuni ko‘rsatmoqdaki, chiquvchi quvvat suvning tezligiga, turbina parraklarining suv bilan ta’sir yuzasiga, turbina parraklar soniga va suvning parrakka ta’sir burchagiga bog‘liq. Biz energiya samaradorligini oshirish maqsadida suv tezligining optimal diapazoni, parraklarning balandligi, parraklar va turbinalar sonini mos ravishda oshirib bordik.

3-jadvalda suv g‘ildiragining suv bilan ta’sir yuzasini oshirib borib uning optimal qiymatlari hisoblangan. 3-jadval

№ D (m) z b (m) P1 (W) P2 (W) P3 (W) P4 (W)

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

2-grafik. Suv parragidan olinayotgan quvvatning parrakning uzunligiga bog‘liqligi. Bunda: Foydali ish koeffitsiyenti 25 % deb olingan.

4-jadvalda suv g‘ildiragining barcha o‘lchamlari o‘zgarmagan holda, turli suv oqimining tezliklarida sinab ko‘rilgan.

4-jadval № D (m) z v (m/s) P1 (W) P2 (W) P3 (W) P4 (W) 1 0,8 5 0,5 2,5 4 5 7 2 0,8 5 1 12,5 19 21 28 3 0,8 5 1,5 38 50 55 62 4 0,8 5 2 65 85 125 153 5 0,8 5 2,5 120 190 218 222 6 0,8 5 3 131,25 225 300 327 7 0,8 5 0,5 2,5 4 5 7

O‘ZBEKGIDROENERGETIKA PRINT ISSN 3060-4672 26 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024

3-grafik. Suv parragidan olinayotgan quvvatning suvning tezligiga bog‘liqligi. Bunda: Foydali ish koeffitsiyenti 25 % deb olingan.

5-jadvalda Suv g‘ildiragining parraklar soni o‘zgartirilib chiqish quvvatining optimal parametrlari olingan.

№ D (m) V (m/s) z P1 (W) P2 (W) P3 (W) P4 (W)

4-grafik. Chiqish quvvatining suv parragining soniga bog‘liqligi. Foydali ish koeffitsiyenti. Bunda: Foydali ish koeffitsiyenti 25 % deb olingan.

1. Suzuvchi mikroGESlar yoki suvda cho‘kmaydigan suv parraklari qo‘llanganda, suv sathining pasayishi chiquvchi quvvatga ta’sir ko‘rsatmaydi.

2. Suv g‘ildiragining yuzasi, parraklar soni va suvning tezligi ta’sir qiluvchi faktorlar sifatida qabul qilingan va unga asosan tajriba sinovlari o‘tkazilgan.

PRINT ISSN 3060-4672 O‘ZBEKGIDROENERGETIKA

VOLUME 6 | ISSUE 2 | 2024 УЗБЕKГИДРОЭНЕРГЕТИКА UZBEKHYDROPOWER

3. Erkin oqimli girlyandli mikroGESlar o‘lchamlari 1-2 m, suv tezligi 2-3 m/s va parraklar soni 6-12 bo‘lgan holatda samarali ekanligi aniqlandi.

4. MikroGESda aylanma harakatni uzatishda tasmali uzatma, generator sifatida PMGS doimiy magnitli sinxron generator qo‘llanildi.

5. Elektr ta’minotini ishonchliligini oshirish maqsadida, ishlab chiqilgan elektr energiyani akkumulyator batareyasida saqlash ko‘zda tutilgan.