Все науки. №12, 2024. Международный научный журнал

УДК: 53.07

1Алиев Ибратжон Хатамович, 2Рустамов Умиджон С.

1НИИ «ФРЯР», ElectronLaboratoryLLC, 151100, Республика Узбекистан, Ферганская обл. г. Маргилан

2Ферганский политехнический институт, 150100, Республика Узбекистан, Ферганская обл., г. Фергана

Аннотация. В исследовании проводиться анализ ветряной и солнечной электростанции, их эффективности. Широкий разбор произведён относительно технологии гидроэлектростанции, вместе с подведением общих итогов и методов их комбинирования. Приведены результирующие выводы и краткая сводка ныне осуществляющихся и осуществлённых исследований в области гидроэнергетики и энергетики в целом. В качестве выводов к исследованию приведены наиболее благоприятные варианты комбинирования относительно различных моделей электростанций различного типа и характера, исходя из результатов физико-математического моделирования.

Ключевые слова: гидроэнергетика, микро-гидроэлектростанций, комбинирований систем, метод генерации, функция распределения мощности.

Annotation. The study analyzes wind and solar power plants and their effectiveness. A wide analysis was made regarding the technology of the hydroelectric power plant, along with a summary of the general results and methods of their combination. The resulting conclusions and a brief summary of ongoing and implemented research in the field of hydropower and energy in general are presented. As conclusions to the study, the most favorable combination options are given for different models of power plants of various types and types, based on the results of physico-mathematical modeling.

Keywords: hydropower, micro-hydroelectric power plants, combinations of systems, generation method, power distribution function.

Совершенствование энергетического комплекса наглядно прослеживается согласно осуществляющимся новым научным исследованиям в данной области. Человечество первоначально использовало силы природы для получения электрической энергии для покрытия своих нужд, для чего создавались различные механизмы. Первыми среди них была сила воды, которая представлялась в извлечении потенциальной энергии водного потока, находящегося изначально на некотором возвышении и превращающий эту энергию в кинетическую при падении [1]. Данная энергия складывалась из разности сил тяжести на различных высотах, что равносильно гравитационному взаимодействию потока и планеты. При создании такого явления при помощи организации каналов, искусственных водопадов, для извлечения из потока энергии применялись конструкции различного характера, к которым относятся водные колёса и турбины отдельно вертикального и горизонтального типа [2].

Каждый из используемых типов конструкций в данном случае представлялись разнообразными, в силу отличительности угла наклона каждого желоба, параметров и размеров всей конструкции, механизма передачи и соответствующего отличия в образующемся коэффициенте полезного действия всей системы [3—4]. Не менее важным был процесс использования в данном случае типа электродвигателя, использующий методы электромагнитной индукции для генерации поступательного движения в электрическую энергию. Однако, разнообразие такого рода конструкций ограничивалось параметрами имеющегося или созданного канала, даже для случаев искусственных каналов оптимальными считались прочие параметры в числе пропускной способности и удобства относительно прочих объектов, но никак не энергетическая ценность [5—6; 8].

Исключением могли быть крупные гидроэлектростанции, не считая тех малых моделей с искусственными малыми водохранилищами, исходя из создания которых эффективность всей системы сильно возрастала в силу сложения нескольких потоков – кинетической энергии приходящего течения, поступающий по дну и потенциальной энергии, направленна перпендикулярно горизонту [7]. Исходя из этого нельзя не отметить среди прочего необходимость дальнейшего рассмотрения непосредственно этого вопроса с определением функции, показывающая оптимальный вариант конструкции при всех использующихся параметрах. Однако, продолжая определение, связанное с электромагнитной генерацией и дальнейшей транспортировки энергии потребителю, в данной области было сделано отдельное нововведение [9].

Кроме гидроэлектростанций и более традиционных направлений использующие в основном силу пара, к коим относятся установки теплоэлектростанций и атомных электростанций, применяются и установки зелёной энергетики. Эффективность такого рода устройств базируется на переменчивых факторах в зависимости от погодных условий. Одними из самых активно использующихся направлений в этой области являются солнечные электростанции, основанные на принципе фотоэлектрического эффекта, зависимый от мощностей направляемые от главного источника света, в данном случае Солнца [8—9]. Но в силу погодных условий, неровностей на планете, угла наклона в зависимости от времени года и прочих факторов, имеет место организация зависимости такой системы от указанных условий и параметров, что наглядно было отражено в отдельно посвящённом этому вопросу исследовании [10] (Рис. 1).

Рис. 1. Трёхмерный график приходящей мощности на поверхность планеты земля на момент 4,5 миллиардов лет после зарождения Солнца [10]

Аналогичным аспектом переменности в различных областях имеет второй тип технологии зелёной энергетики – ветряные генераторы. При том, что ветер представляется явлением возникающий при разности давлений и температур, что в силу неравномерного нагрева планеты, неравномерного распределения водных источников, более тёплых и холодных областей на планете также является неконтролируемым. Но для создания общей закономерности и карты «ветряных коридоров» на поверхности планеты было реализовано также отдельное исследование по теоретическому моделированию [11] (Рис. 2—3)

Рис. 2. Трёхмерная модель графика энергии ветра в сферической системе координат [11]

Рис. 2. Трёхмерная модель графика скорости ветра в сферической системе координат [11]

Исходя из этого, по причине наибольшей в сравнении с указанными системами стабильности, нововведением было комбинирование технологии гидроэлектростанции, солнечной и ветряной электростанции по отдельности. Некоторые системы предполагают контакт между микро-гидроэлектростанциями и ветряными электростанциями, некоторые между солнечными электростанциями и микро-гидроэлектростанциями.

Заключение. Делая вывод из всех представленных графиков осуществлённых исследований, можно прийти к справедливому заключению о том, что комбинирование систем для достижения стабильности является одной из наиболее оптимальных решений поставленной задачи. Однако, в силу утверждения, что наиболее благоприятными являются системы с наибольшей гладкостью функций, можно прийти к заключению, что наиболее эффективными для комбинирования будет технология солнечных электростанций и микро-гидроэлектростанций.

Использованная литература

1. Hu, J.; Lanzon, A. (2019). «Distributed finite-time consensus control for heterogeneous battery energy storage systems in droop-controlled microgrids». IEEE Transactions on Smart Grid. 10 (5): 4751—4761. doi:10.1109/TSG.2018.2868112. S2CID 117469364.

2. Burmester, Daniel; Rayudu, Ramesh; Seah, Winston; Akinyele, Daniel (January 2017). «A review of nanogrid topologies and technologies». Renewable and Sustainable Energy Reviews. 67: 760—775. Bibcode:2017RSERv..67..760B. doi:10.1016/j.rser.2016.09.073. ISSN 1364—0321.

3. Hu, J.; Bhowmick, P. (2020). «A consensus-based robust secondary voltage and frequency control scheme for islanded microgrids». International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 116: 105575. Bibcode:2020IJEPE.11605575H. doi:10.1016/j. ijepes.2019.105575. S2CID 208837689.

4. Ton, Dan T.; Smith, Merrill A. (October 2012). «The U.S. Department of Energy’s Microgrid Initiative». The Electricity Journal. 25 (8): 84—94. Bibcode:2012ElecJ..25h..84T. doi:10.1016/j. tej.2012.09.013.

5. Saleh, Mahmoud; Esa, Yusef; Mhandi, Yassine; Brandauer, Werner; Mohamed, Ahmed (2016). «Design and implementation of CCNY DC microgrid testbed». 2016 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. pp. 1—7. doi:10.1109/IAS.2016.7731870. ISBN 978-1-4799-8397-1. S2CID 16464909.

6. Chandrasena, Ruwan P.S.; Shahnia, Farhad; Ghosh, Arindam; Rajakaruna, Sumedha (2015-08-06). «Dynamic operation and control of a hybrid nanogrid system for future community houses». IET Generation, Transmission & Distribution. 9 (11): 1168—1178. doi:10.1049/iet-gtd.2014.0462.

7. Ali, Liaqat; Shahnia, Farhad (June 2017). «Determination of an economically-suitable and sustainable standalone power system for an off-grid town in Western Australia». Renewable Energy. 106: 243—254. Bibcode:2017REne..106..243A. doi:10.1016/j.renene.2016.12.088. S2CID 113534323.

8. Shahnia, Farhad; Moghbel, Moayed; Arefi, Ali; Shafiullah, G. M.; Anda, Martin; Vahidnia, Arash (2017). «Levelized cost of energy and cash flow for a hybrid solar-wind-diesel microgrid on Rottnest island». 2017 Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC). pp. 1—6. doi:10.1109/aupec.2017.8282413. ISBN 9781538626474. S2CID 44025895.

9. Aliyev I. X., Qo’ldashov G. O., Abdurakhmonov S. M., Abdullaev J (2025). «On The Evolutionary Change In The Power Of Solar Radiation On Earth Over Time». International Scientific Journal «All Sciences». Physic-mathematical sciences. №1, 2025. pp. 23—62.

10. Aliyev I. X., Qo’ldashov G. O., Abdurakhmonov S. M., Abdullaev J (2025). «On The Evolutionary Change In The Power Of Solar Radiation On Earth Over Time». International Scientific Journal «All Sciences». Physic-mathematical sciences. №1, 2025. pp. 23—62.

11. Ergashev S. F., Aliyev I. X., Abdurakhmonov S. M (2025). «On The Theoretical Determination Of The Energy Potential Of Wind In Spherical Coordinates Of The Earth». International Scientific Journal «All Sciences». Technical sciences. №1, 2025. pp. 70—81.

UDK: 53.08

Ibratjon Aliyev1, Sultonali Abdurakhmonov2, Erkinjon Kholmatov2, Nurmakhamad Juraev3, Mamatisa Djalilov3

1SRI «PRNR», Electron Laboratory LLC, 151100, Republic of Uzbekistan, Ferghana region, Margilan

2Fergana Polytechnic Institute, 150100, Republic of Uzbekistan, Ferghana region, Ferghana

3Fergana branch of Tashkent University of Information Technologies named after Mukhammad al-Khwarizmi, 185, Mustaqillik street, Fergana, 150118, Uzbekistan

Abstract. The paper presents a study on modeling the quantum mechanical process of tunneling a beam of charged particles to transmit information over long distances. The Schrodinger equation was used to solve the problem and boundary and initial conditions were formulated in the course of the work. The established initial conditions are the values of the quantum mechanical probability function at a different point in time, depending on the distance. Experimental data were used as data for the calculation, the solution of the problems was carried out using the method of separation of Fourier variables. The parameters of the simulated system with its features and corresponding graphical representations are established. Conclusions on the effect of tunneling in the transmission of information are formulated on the basis of the results obtained.