TÜRKMENISTANYŇ WELAÝATLARYNDA GÜNÜŇ ENERGIÝASYNY ULANMAKLYGYŇ MÜMKINÇILIKLERI

Türkmenistanyň Prezidenti Gurbanguly Berdimuhamedowyň ýolbaşçylygynda energetika pudagynyň ýokary depginler bilen ösdürilmegi, ýurdumyzda ulanylýan energoulgamlaryň sanynyň hil we mukdar taýdan ösmegine we özgermegine getirdi.

Günüň energiýasy ekologiýa taýdan arassa, galyndysyz, tükeniksiz we energiýany tygşytlamaga mümkinçilik berýän çeşme hasap edilýär. Gün energetiki ulgamlary uzak wagtlap, sessiz, ýangyjy sarp etmän ekologiýa taýdan arassa energiýany öndürip bilýärler hem-de awtomatiki kadada işläp, transformatorly kiçi elektrik stansiýalara hyzmat etmek bilen deňeşdirilende az çykdajylary talap edýär. Bu şertler dünýäde gün energetikasynyň uly depginler bilen ösmegine getirdi we ortaça ýylyň dowamynda işe girizilen gün stansiýalarynyň kuwwatlyklarynyň 30% ýokarlanmagyny üpjün etdi. Bilermenleriň çaklamalaryna görä XXI asyryň ortalaryna gün energetikasy beýleki gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmeleri (geotermal energiýa, ýeliň energiýasy we beýlekiler) bilen bir hatarda energiýany öndürmekde dünýäde öňdebaryjy orna eýe bolar.

Gün energetikasy – ylym we tehnika pudagyna degişli bolup, Günüň şöhlelenmesini ulanyp elektrik, ýylylyk we energiýanyň başga görnüşlerini almagyň ylmy esaslaryny, usullaryny hem-de tehniki serişdelerini işläp taýýarlaýar we döwletiň ykdysadyýetinde Günüň energiýasynyň ulanylmagynyň netijeliliginiň çäklerini hem-de ulanyljak ýerlerini kesgitleýär.

Ýeriň ähli üstüne düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi takmynan (0,85-1,2) ∙10^14 kWt-a ýa-da ýere düşýän udel gün şöhlelenmesiniň ortaça bahasy 200-250 Wt/м^2 ýa-da 1752-2190 kWt∙sag/(м^2∙ ýyl) bolan ýagdaýynda (7,5-10) ∙10^17 kWt∙sag/ýyl deňdir. Bu şertlerde Ýeriň üstüne düşýän Günüň udel şöhlelenmesiniň çäkleri wagt boýunça we ýerleşýän ýerine baglylykda giň diapazonda üýtgeýändir: 170 – 1000 Wt/м^2 ýa-da 17 – 100∙10^4 kWt∙sag/km^2. Ýeriň üstüne düşýän energiýanyň başga görnüşleriniň möçberi takmynan 19 kWt/km2 barabardyr, bu bolsa Ýeriň üstüne düşýän Günüň şöhlelenmesiniň örän ägirt uly mümkinçiliginiň bardygyny aňladýar [2,12s]. Eger häzirki wagtda Ýeriň üstünde işe girizilen energetiki gurnawlaryň umumy kuwwatlylygy 10∙10^9 kWt hasap etsek, onda Günüň şöhlelenmesiniň kuwwaty dünýäde ýaşaýan ähli ilatyň energiýa bolan islegleriniň möçberinden 1000 esse-den hem ýokarydyr.

Günüň energiýasyny fotoelektrik usuly boýunça özgertmek tehnologiýasyny ulanmaklygyň ykdysady taýdan maksadalaýyklygy diňe generirlenýän we sarp edilýän kuwwatlyklaryň bahalarynyň esaslandyrylan ýagdaýynda, şeýle hem elektrik energiýasy bilen üpjün edilýän sarp edijileriň we ilatly ýerleriň iň amatly gatnaşygynda mümkindir. Kesgitlenen geografiki nokatda Günüň şöhlelenmesiniň wagt boýunça durnuksyzlygyny, şeýle hem ilatly ýerlerde energiýa çeşmeleriniň ýerleşdirilişiniň dürlüdigini hasaba alyp, Günüň energiýasynyň bahalary baradaky anyk maglumatlaryň esasynda bu çaklamalary aýtmak we taslamalary amala aşyrmak bolar.

Insolýasiýa barada anyk we takyk maglumatlary mysal üçin, meteorolik stansiýalardan alyp bolýar, ýöne alnan maglumatlar meteorologik stansiýanyň ýerleşýän ýeri bilen çäklendirilýär. Şeýle-de Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi baradaky maglumatlary hasaplamalaryň kömegi arkaly hem kesgitläp bolýar. Bu hasaplamalar köp zähmeti talap edýär we alnan maglumatlaryň takyklygyny başga usullaryň kömegi bilen ýene-de bir gezek barlamak zerurlygy ýüze çykýar.

Şol sebäpli Günüň energiýasyny fotoelektrik usuly boýunça özgertmek tehnologiýasyny ulanmaklygyň ykdysady taýdan maksadalaýyklygynyň we tehniki mümkinçilikleriniň ilkinji bahalandyrmasyny amala aşyrmak üçin, kesgitlenen wagt pursatynda gün elektrik gurnawynyň ýerleşýän nokadynda Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi baradaky takyk we anyk maglumatlary almak meselesini çözmek gerek bolýar.

Ylmy-barlagyň usulyýeti.Häzirki wagtda gün energetikasy uly şäherlerde we uly bolmadyk ilatly ýerlerde ýerleşýän dürli obýektleri elektrik energiýasy bilen üpjün etmekde giňden peýdalanylýar. Gün energetikasynyň giňden peýdalanylmagy birinji nobatda elektrik energiýasy öndürilende daşky gurşawa zyňylýan zyýanly gazlaryň möçberini azaltmak, şeýle hem ýerli energiýa resurslaryny ulanmaklygy ýokarlandyrmaga bildirilýän talaplar bilen baglanyşyklydyr.

Türkmenistanyň ykdysady pudaklarynyň durnukly ösüşini üpjün etmek, energiýanyň gaýtadan dikeldilýän we adaty bolmadyk çeşmeleriniň, ýagny alternatiw görnüşleriniň hem-de ikilenç energetika serişdeleriniň peýdalanylmagynyň gerimini giňeltmek, energiýa tygşytlaýjy çeşmeleri we innowasion tehnologiýalary işläp taýýarlamagyň hem-de durmuşa ornaşdyrmagyň esasynda tebigy energetika serişdeleriniň rejeli we netijeli peýdalanylmagyny üpjün etmek maksady bilen Türkmenistanyň Prezidentiniň 2018-nji ýylyň 21-nji fewralyndaky ýörite Karary bilen “Energiýany tygşytlamagyň 2018-2024-nji ýyllar üçin Döwlet Maksatnamasy” tassyklanyldy. Energiýany tygşytlamagyň 2018-2024-nji ýyllar üçin Döwlet Maksatnamasyny amala aşyrmak boýunça ýerine ýetirmeli çäreleriň Meýilnamasynyň käbir bendine laýyklykda: 2018-2020-nji ýyllar aralygynda Energiýanyň gaýtadan dikeldilýän çeşmeleri hakyndaky Türkmenistanyň Kanunynyň taslamasyny taýýarlamak we Türkmenistanyň Mejlisine hödürlemek; 2018-2021-nji ýyllar aralygynda Türkmenistanyň çäginde gün, ýel energetiki gurluşlary ornaşdyrmagyň ýerlerini saýlap almak boýunça teklipleri we gün hem-de ýel kadastryny işläp taýýarlamak, gün we ýel energetiki gorlaryna baha bermek; 2024-nji ýylda synag gün elektrik stansiýalaryny ýurdumyzyň welaýatlarynda ulanmak boýunça teklipleri taýýarlamak göz öňünde tutulýar.

Mälim bolşy ýaly, Günüň energiýasynyň resurslaryny hasaplamagyň usullary hemmämize belli bolan prinsiplerde esaslandyrylandyr, ýagny bu ugurdan ýöriteleşdirilen garaýyşlara edebiýatlarda teklip edilýän erkin ugrukdyrylan üst üçin, önden belli bolan formula boýunça kesgitlenen geografiki koordinatasy bolan nokatda gorizontal üste düşýän Günüň radiasiýasy baradaky maglumatlaryň esasynda hasaplamalar geçirilýär. Hasaplama usulynyň saýlanyp alynmagy bar bolan başlangyç maglumatlara we seredilýän energetiki gurnawyň işlejek şertlerine baglydyr. Gorizontal tekizlikde ýerleşýän kesgitlenen A nokatda Günüň energiýasynyň resurslaryny hasaplamak usullary çäklendirilen göwrümde maglumatlaryň we doly maglumatlaryň esasynda hasaplanylýan usullara bölünýär. Bu usullaryň her biri öz artykmaçlyklary hem-de kemçilikleri bilen häsiýetlendirilýär. Ylmy işde Günüň energiýasynyň resurslaryny kesgitlenen nokatda bahalandyrmak üçin ýokarda görkezilen usullaryň ikisiniň esasynda döredilen kompýuter programmasy esasynda hasaplama usuly teklip edilýär.

Ylmy makalada ulanylan usul bulutsyz howa şertlerinde Günüň radiasiýasynyň güneşli günüň dowamynda Ýere düşýän mukdarynyň hem-de NASA maglumatlar gorundan alnan aktinometrik maglumatlaryň esasynda hasaplamalary geçirmäge mümkinçilik berýär. Bu usulyň esasynda ýurdumyzyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherler üçin Günüň radiasiýasynyň intensiwliginiň bahalary hasaplanyldy.

Eger gün batareýalary gorizontal tekizlige görä käbir β burça gyşardylyp ýerleşdirilse, onda ortaça bir aýyň dowamynda bir güneşli gün ýapgyt üste düşýän Günüň energiýasynyň jemleýji möçberi aşakdaky formula boýunça kesgitlenilýär

bu ýerde Е –ortaça bir aýda bir günüň dowamynda gorizontal üste düşýän Günüň energiýasynyň jemleýji mukdary; R – gorizonta görä belli bir burça gyşardylan üste we gorizontal üste bir aýda bir günüň dowamynda ortaça düşýän Günüň radiasiýalarynyň gatnaşygy.

Gorizontal tekizlikden günorta gönükdirilen gyşyrdylan tekizlige geçmegiň hasaplaýyş koeffisiýenti aşakda görkezilen üç düzümiň, ýagny göni, ýaýran we serpigen Günüň şöhlelenmesiniň jemine deňdir:

bu ýerde Еp – ortaça bir aýda bir günüň dowamynda gorizontal üste düşýän ýaýran Günüň şöhlelenmesiniň mukdary; Ep/E – ortaça bir aýda bir günüň dowamynda gorizontal üste düşýän ýaýran Günüň şöhlelenmesiniň bölegi; Rп – ortaça bir aýda gorizontal tekizlikden günorta gönükdirilen gyşyrdylan tekizlige geçmegiň hasaplaýyş koeffisiýenti; β – gün batareýasynyň üstüniň gorizonta görä gyşardylan burçy; ρ – Ýeriň üstüniň we daş töwerekdäki jisimleriň serpikme koeffisiýenti (albedo), ol adaty şertlerde gyş günleri üçin 0,7-ä we tomus günleri bolsa 0,2-ä deň hasap edilýär.

Ortaça bir aýda Günüň göni şöhlelenmesini hasaplamakda gorizontal tekizlikden günorta gönükdirilen gyşardylan tekizlige geçmegiň hasaplaýyş koeffisiýenti aşakda görkezilen şu belli formula boýunça kesgitlenilýär:

bu ýerde fi – ýerleşýän ýeriň geografik giňligi, gradusda; β - gün batareýalaryň gorizontal tekizlige görä gyşarma burçy, gradusda; sigma - Günüň gyşarma burçy, ýagny Ýeriň we Günüň merkezini birikdirýän göni çyzyk bilen şu göniniň ekwatoryň tekizligine bolan proýeksiýasynyň arasyndaky burç, gradusda (ekwator tekizligine görä Günüň dik depede ýerleşýän burçy):

bu ýerde n – ýyldaky günleriň tertip san belgisi, sanaw 1-nji ýanwardan başlanýar (ýylyň her aýy üçin ortaça hasaplama geçirilýän günüň san belgisi). Günüň gyşarma burçunyň sigma bahalaryny 1-nji tablisadan almak bolýar.

omega3 – gorizontal üst üçin Günüň batýan (dogýan) sagat burçy:

omega3H – günorta tarapa gyşardylan üst üçin Günüň batýan sagat burçy:




Geçirilen tejribeleriň netijeleri. 2-nji tablisada aşakdaky maglumatlar getirilýär: Türkmenistanyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherleriň geografik koordinatalary we bu şäherlerde ýerleşdirilen gorizontal tekizlige görä optimal burça gyşardylan gün panelleriniň üstüne ýylyň dowamynda düşýän Günüň radiasiýasynyň intensiwliginiň bahalary, şeýle hem şu şäherler üçin optimal gyşarma burçlar. Türkmenistanyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherler üçin gorizontal tekizlige görä dürli burçlara gyşardylan gün panelleriniň üstüne ortaça ýylyň dowamynda düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi baradaky maglumatlar 1-nji suratda görkezilýär. Türkmenistanyň çäginde gorizontal tekizlige görä optimal burça gyşardylan gün panelleriniň üstüne ortaça ýylyň dowamynda düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi 1819,882 kWt∙sag/m^2∙ýyl (Balkanabat ş.) bahasyndan 1897,407 kWt∙sag/m^2∙ýyl bahasyna çenli üýtgeýär.





1-nji surat. Türkmenistanyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherler üçin gorizontal tekizlige görä dürli burçlara gyşardylan gün panelleriniň üstüne ortaça ýylyň dowamynda düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi

NETIJELER

1. Teklip edilýän usulyň kömegi arkaly Türkmenistanyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherler üçin gorizontal tekizlige görä dürli burçlara gyşardylan gün panelleriniň üstüne ortaça ýylyň dowamynda düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi hasaplanyldy we bu şäherler üçin optimal gyşarma burçlary kesgitlenildi.

2. Hasaplamalarda alnan netijeleriň deňeşdirilmeginiň esasynda Türkmenistanyň çäginde welaýatlarda ýerleşýän şäherler üçin gorizontal tekizlige görä dürli burçlara gyşardylan gün panelleriniň üstüne ortaça ýylyň dowamynda düşýän Günüň şöhlelenmesiniň intensiwligi 1819,882 kWt∙sag/m^2∙ýyl (Balkanabat ş.) bahasyndan 1897,407 kWt∙sag/m^2∙ýyl (Mary ş.) bahasyna çenli üýtgeýändigi anyklanyldy.

3. Türkmenistanyň welaýatlarynda ýerleşýän şäherler üçin gün panelleriniň gorizontal tekizlige görä optimal gyşarma burçlaryň 31 gradusdan 40 gradus aralygynda ýerleşýändigi anyklandy.

EDEBIÝAT

1. Türkmenistanyň Prezidentiniň Karary bilen tassyklanan «Energiýany tygşytlamagyň 2018-2024-nji ýyllar üçin Döwlet maksatnamasy. Aşgabat, 2018ý.

2. Солнечная энергетика: учебное пособие для вузов/ В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин; под ред. В.И. Виссарионова – М.: Издательский дом МЭИ, 2008 – 276с.

3. Харченко В.В. Микросети на основе ВИЭ: концепция, принципы построения, перспективы использования, Энергия: экономика, техника, экология, 2014, №5.

4. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии: учебное пособие, А.А. Бурмистров, В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина и др.: под ред. В.И. Виссарионова, М., Издательский дом МЭИ, 2009, 144с.

5. Yu.V. Daus, V.V. Kharchenko, and I.V. Yudaev. Evaluation of Solar Radiation Intensity for the Territory of the Southern Federal District of Russia when Designing Microgrids Based on Renewable Energy Sources, Applied Solar Energy, 2016, Vol 52, No 2.



Çeşme: "Türkmenistanda ylym we tehnika" žurnaly, №6, 2019ý.

S.Nazarow

Türkmenistanyň Döwlet energetika institutynyň rektory.

A.Jumaýew

Türkmenistanyň Döwlet energetika institutynyň ylmy işler boýunça prorektory.