CC BY
15ELEKTROMOBILLARDAN FOYDALANISHNING O'ZBEKISTON SHAROITIDAGI
ISTIQBOLLARI
Nishonov Farhod Elmurod o'g'li NamMQI, o'qituvchi, email:fnishonov@internet.ru, tel:90-991-96-91
Annotatsiya: Maqolada energiyaga bo'lgan talabning ortishi, neft mahsulotlarning tanqisligi, alternative energiya manbalari, elektr energiyasida harakatlanuvchi transport vositalari, elektromobillarning konstruksiyasi, zaryadlash qurilmalari, ularni quvvatlash stansiyalari infratuzilmasi va elektromobillar batareyalari haqida fikrlar joylashgan. Malumodlarni taqqoslash, solishtirish metodlari ishlatilgan.
Maqoladan qilinadigan xulosa energiya muammolari va global iqlim buzilishi muammolariga yechim sifatida alternative energiyalardan foydalanish yechim b o'la oladi. Shu boyisdan yurtimizda elektromobillarni zaryadlash stansiyalarining infratuzilmasini shakillantirish choralarini hozirdan boshlab takomillashtirish kerakligi muhim.
Аннотация: В статье рассматриваются растущий спрос на энергию, дефицит нефтепродуктов, альтернативные источники энергии, электромобили, конструкция электромобилей, зарядные устройства, инфраструктура их зарядных станций и аккумуляторы для электромобилей. Использовались методы сравнения и сопоставления данных.
Вывод статьи состоит в том, что использование альтернативной энергии как решение энергетических проблем и глобального изменения климата может быть решением. В связи с этим важно отныне улучшать инфраструктуру станций зарядки электромобилей в нашей стране.
Anatation: The article discusses the growing demand for energy, the shortage of petroleum products, alternative energy sources, electric vehicles, the design of electric vehicles, chargers, their charging station infrastructure and electric car batteries. Methods of comparing and contrasting data were used.
The conclusion of the article is that the use of alternative energy as a solution to energy problems and global climate change can be a solution. In this regard, it is important to improve the infrastructure of electric car charging stations in our country from now on.
Kalit so'zlar: alternative energiya, elektromobil, plug-in gibrid, zaryadlash qurilmasi(charge), Li-on batareyalar;
Ключевые слова: альтернативная энергия, электромобиль, подключаемый гибрид, зарядное устройство, Li-on аккумуляторы;
Keywords: alternative energy, electric car, plug-in hybrid, charger, Li-on batteries;
1-rasm.Bir barrel neft narxi 2017-2021 yillar.(AShQ dollor)
Hozirgi kunda dunyo bo'ylab va bizning yurtimizda energiyaga bo'lgan talab ortib bormoqda, bu esa energiya vositasining narxini oshishiga olib kelmoqda. Jumladan, neft mahsulotlarining narxi ham ortmoqda. Jahon bo'yicha har bir barrel neftning narxining o'zgarish dinamikasidan ko'rinadi(l-rasm). Yurtimizda benzinning narxi yil boshidan beri 28.2% foyizga ortganligini ko'rishimiz mumkin [1-9].
Bu kabi muammolarni yechishda alternative energiya manbalaridan foydalanishni taqozzo etadi. Shu masalada elektrda ishlovchi transport vositalaridan foydalanishni tobora vaziyat taqozo etmoqda.Shu tufayli yurtimida ham alternativ energiya manbalarida harakatlanuvchi avtomobillarini yurtimizga olib kelishda olib kelganlik uchun aksiz solig'i va bojhona bojining nol stavkasi 2020-yil yanvardan kuchga kirdi.Soliq kodeksining 459-moddasi 9-band bilan to'ldirildi. Unda elektromobillarni O'zbekistonda sotib olish va(yoki) vaqtincha olib kirish uchun qo'shimcha yig'imlardan ozod qilindi. Buning natijasida Davlat statistika qo'mitasi xabar berishicha 2021 yilda O'zbekistonga 11 ta xorijiy davlatdan 809 ta elektromobil import qilingan. Ularning qiymati 16,9 mln dollarga teng. Elektromobil importi 2020 yilga nisbatan 679 taga yoki 6,2 baravarga oshgan. 2021 yilda O'zbekistonga import qilingan elektromobillarning 90% Xitoydan olib kelingan. Elektromobillar quyidagi davlatlardan import qilingan: Xitoy — 724 ta, Turkiya — 24 ta, AQSh — 22 ta, Litva — 13 ta, Germaniya — 12 ta, Koreya — 5 ta, Ispaniya — 2 ta, Rossiya — 2 ta, Ukraina — 2 ta, BAA — 2 ta, Gonkong — 1 ta [4].
Elektr transport vositalari(ETV) asosiy yoqilg'i sifatida elektr energiyasidan foydalanadi yoki an'anaviy avtomobil konstruktsiyalarining samaradorligini oshirish uchun elektr energiyasidan foydalanadi. ETVlarga to'liq elektr akkumulyatorli elektr transport vositalari va Plag-In Gibrid elektr transport vositalari deb ham ataladigan vositalari kiradi [5].
To'liq elektr transport vositalarida an'anaviy dvigatellar mavjud emas.Ularda faqat batareyalarda saqlanadigan energiya to'liq elektr bilan ishlaydigan bir yoki bir nechta elektr motorlar tomonidan boshqariladi. Batareyalar avtomobilni elektr quvvat manbai rozetkaga ulash orqali zaryadlanadi va regenerativ tormozlash orqali ham zaryadlanishi mumkin [3]. To'liq elektr avtomobilning asosiy komponentlari(2-rasm):
- Elektr tortuvchi vosita(Electric traction motor): tortish akkumulyatori quvvatidan foydalanib, bu vosita avtomobil g'ildiraklarini boshqaradi. Ba'zi transport vositalari haydovchi va regeneratsiya funksiyalarini bajaradigan motor generatorlaridan foydalanadi.
- Tortish batareyasi to'plami(Traction battery pack) - elektr tortish motori tomonidan foydalanish uchun elektr energiyasini saqlaydi;
- Yordamchi batareya (Battery auxiliary): Haydovchi avtomobilda yordamchi batareya avtomobil aksessuarlarini quvvatlantirish uchun elektr energiyasini ta'minlaydi.
- Zaryadlash porti(charge port): Zaryadlash porti tortish batareya paketini zaryad qilish uchun avtomobilga tashqi quvvat manbaiga ulanish imkonini beradi;
- DC/DC konvertori(DC/DC converter): Ushbu qurilma tortish batareyasi to'plamidan yuqori kuchlanishli shahar quvvatini avtomobil aksessuarlarini ishga tushirish va yordamchi batareyani qayta zaryadlash uchun zarur bo'lgan past kuchlanishli shahar quvvatiga aylantiradi;
2-rasm. To'liq elektromobilning tuzilishi.
- Bortli zaryadlovchi(Onboard charger): Zaryadlash porti orqali keladigan o'zgaruvchan tokni oladi va tortish batareyasini zaryad qilish uchun uni doimiy tok kuchiga aylantiradi. Shuningdek, u zaryadlovchi uskuna bilan aloqa o'rnatadi va paketni zaryad olayotganda kuchlanish, oqim, harorat va zaryad holati kabi batareya xususiyatlarini kuzatib boradi;
- Quvvatni elektron boshqaruvchisi(Power electronics controller): Bu blok tortish batareyasi tomonidan etkazib beriladigan elektr energiyasi oqimini boshqaradi, elektr tortish motorining tezligini va u ishlab chiqaradigan momentni boshqaradi;
- Issiqlik tizimi (sovutish)(thermal system(cooling)): Ushbu tizim dvigatel, elektr motor, quvvatni elektron boshqarish va boshqa komponentlarning to'g'ri ish harorati oralig'ini saqlaydi;
- Transmissiya (elektr): Transmissiya g'ildiraklarni harakatlantirish uchun elektr tortish motoridan mexanik quvvatni uzatadi [7-8].
"Yoqilg'i quyish"
Zaryadlovchi uskunalar eltromobillarning akkumulyatorlarini zaryad qilish uchun elektr energiyasini ta'minlaydi. Zaryadlash moslamasi tegishli va xavfsiz elektr oqimini ta'minlash uchun transport vositasi bilan bog'lanadi. Bugungi kunda eletromobillar bir marta quvvatlantirgandan keyin odatdagi IyoD da harakatlanuvchi ananaviy avtomobillarga qaraganda qisqaroq masofaga harakatlanadi.Yengil, o'rta va og'ir yuk tashuvchi elektromobillarning akasariyati to'liq quvvatlangan batareyada taxminan 180- 200 km masofani boshib o'tadi. Bazi bir kompaniya modellari 400-450 km ga harakatlanuvchi avtomobilni taklif qilmoqdalar [2,13].
Zaryadlash stansiyalari. Elektr energiyasida harakatlanuvchi transiport vositalarining zaryadlashning 3 xil turi mavjud:
1-darajali: 120V li kuchlanishda zaryadlanadi. Ko'plab ishlab chiqaruvchilar elektromobil bilan birgalikda zaryadlash qurilmalarni taklift qilmoqdalar. Bu orqali odamlar elektromobilini o'zing yashash honadonlarida quvvatlashlari mumkin. Bu turda har 1 soat quvvatlash 3.5-8 km masofani bosib o'ta oladi.
2-darajali: 240V li kuchlanishda zaryadlanadi. Akkumulyatorini bir kechada osongina zaryadlashi mumkin va u uy, ish xona, to'xtash shahobchalari, jamoat ob yektlari uchun umumiy o'rnatish mumkin. Zaryadlovchi qurilmaning talablariga qarab 20 dan 80(A) amperli to'k manbalarini talab qiladi. Batareyaning turi, zaryadlovchining konfiguratsiyasiga qarab 2-darajali zaryadlash har soat quvvatlash elektromobilga taxminan 16.5-32.5 km masofani qo'shadi.
3-darajali: DC tez zaryadlash: 480V va undan yuqori kuchlanishda zaryadlaydi. DC tez zaryadlash qurilmasi 20 daqiqada elektromobilga 97-130 km harakatlanish imkonini beradi(3-rasm) [1].
Elektrmoboliblarning quvvatlash infrotuzilmasi.
Eletromobillar ham ana'naviy avtomobillarga oxshab mobil energiya manbayi kerak bo'ladi. Ananaviy avtomobillarga yonilg'i quyish shahobchalari kabi ularga ham quvvatlash stansiyalarini infratuzilmasini shakillantirish zarurligi kelib chiqadi. Chunki elktomobilni tunda quvvatlantirib biz yuqorida ko'rilganidek 160-250 km yurishimiz mumkin, bu esa uzoq yo'llarda ko'plab muammolarni keltirib chiqaradi. Buning uchun biz magistral yo'llarda DC tez zaryadlovchi elektr quvvatlash shahobchalini joriy etishimiz kerak bo'ladi [15].
Elektromobillarni qayta quvvatlashning asosan 2 katta guruhga bo'lish mumkn:
- To'xtash shahobchalari(aholi uylari, to'xtash shahobchasi, ofislarda va shu kabi) da
joylashgan;
- Yo'llarda zaryadlash (Tez zaryadlash shahobchalari va battareyani almashtirish) joylari;
Quvvatlash shahobchalarining infratuzilmasida elekrt energiya ishlab chiqaruvchi va
ularni yetkazib beruvchilar o'rtasida uzviy va takrorlanuvchi jaroyon doyimiy ravishda ishlab turadi. 4-rasmda chap qismi energetika bo'yicha kelishuvlar, o'ng tomoni iqtisodiy bo'yicha kelishuvlarni tashkil qiladi
3- rasm. DC tez zaryadlash sxemasi.
4-rasm. Elektromobillarni quvvatlashning infratuzilmasi sxemasi.
Elektr avtomobil akkumulyatorlari avtomobil tizimining eng muhim qismlaridan biridir. Chunki faqat batareyada saqlanadigan elektr energiyasi avtomobilini boshqaradigan yagona
energiya manbai hisoblanadi.Elektr avtomobil akkumulyatorlarining turlari ham avtomobil tizimiga bog'liq. Eng mashhur elektr avtomobil akkumulyatori lityum-iondir(Li-on) [13-16].
Li-on batareyalar og'irlik nisbati(1 kgda saqlab turuvchi quvvat) juda yuqori quvvatga ega. Ushbu turdagi elektr avtomobil akkumulyatori yuqori energiya samaradorligi hisoblanadi. Yuqori haroratlarda ishlash ham yaxshi [10-12]. Batareyaning og'irligi uchun katta energiya nisbati bor - bu parametr elektr avtomobil akkumulyatorlari uchun juda muhim. Batareya og'irligi qanchalik kichik bo'lsa (bir xil kVt quvvat) avtomobil bitta zaryad bilan uzoqroq sayohat qilishi mumkinligini anglatadi. Ushbu akkumulyator ham past "o'z-o'zidan zaryadsizlanish" darajasiga ega, shuning uchun batareya to'liq zaryadni ushlab turish qobiliyatini saqlab qolish uchun boshqa batareyalardan yaxshiroqdir.Bundan tashqari, Li-on batareyalarining aksariyat qismlari qayta ishlanishi mumkin, bu esa atrof-muhitga e'tiborli elektromobillarga qiziquvchilar uchun to'g'ri tanlovdir. Elekromobil va gibrid avtomobillarda qo'laniladigan Li -on batareya turlari:
- Lityum temir fosfat (LiFePO4) - LFP;
- Lityum nikel kobalt alyuminiy oksidi (LiNiCoAlO2) - NCA;
- Lityum nikel marganets kobalt oksidi (LiNiMnCoO2) - NMC;
- Lityum titanat (Li2TiO3) - LTO;
- Litiy marganets oksidi (LiMn2O4) - LMO;
- Lityum kobalt oksidi (LiCoO2) - LCO; [5-6].
Umumiy maqoladan xulosa qiladigan bo'lsak bugungi kundagi dolzab energiya va atrov muhid muammolariga elektrda harakatlanuvchi transport vositalari keng ko'lamda foydalanish yechim bo'la olishini ko'rishimiz mumkin. Elektromobildan keng ko'llamda foydalanish ularga hizmat ko'rsatuvchi joylarning zamonaviy infraturilmalarini shakillantirishni talab qiladi.
ADABIYOTLAR
1. U.S Department of Energy "Plug-In Electric Vehicle Handbook" Aprel 2012;
2. Christos loakimidis, Paulo Ferrao "Fast charging stations for electric vehicles infrastructure" www.researchgate.net/publication/271435550. Mart 2010.
3. Sumathy Muniamuthu "Review On Electric Vehicles" www.researchgate.net/publication/323969827. 09 iyul.2019-yil.
4. Davlat statistika qo'mitasi Stat.uz;
5. UNEP: Hybrid electric vehicles. An overview of current technology and its application in developing and transitional countries.:http://www.unep. org/transport/pcfv/PDF/HEV_Report.pdf.
6. Halderman JD, Martin T: Hybrid and Alternative fuel vehicles. New Jersey: Pearson Prentice Hall; 2008:448.
7. Nemry F, Brons M: Plug-in hybrid and battery electric vehicles. http://ftp.jrc.es/ EURdoc/JRC58748_TN.pdf.
8. Larminie J, Lowry J: Electric vehicle technology explained. Chichester: John Wiley & Sons; 2003:303.
9. Afdc.energy.gov
10. Hawkins, T.R.; Gausen, O.M.; Stromman, A.H. Environmental impacts of hybrid and electric vehicles—A review. Int. J. Life Cycle Assess. 2012, 17, 997-1014. [CrossRef]
11. Vasant, P.; Marmolejo, J.A.; Litvinchev, I.; Aguilar, R.R. Nature-inspired meta heuristics approaches for charging plug-in hybrid electric vehicle. Wirel. Netw. 2019, 26, 47534766. [CrossRef] .
12. Shuai, W.; Maillé, P.; Pelov, A. Charging electric vehicles in the smart city: A survey of economy-driven approaches. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 2016, 17, 2089-2106. [CrossRef].
13. Carrilero, I.; González, M.; Anseán, D.; Viera, J.C.; Chacón, J.; Pereirinha, P.G. Redesigning European Public Transport: Impact of New Battery Technologies in the Design of Electric Bus Fleets. Transp. Res. Procedia 2018, 33, 195-202. [CrossRef]
14. Pearre, N.S.; Kempton, W.; Guensler, R.L.; Elango, V.V. Electric vehicles: How much range is required for a day's driving? Transp. Res. Part C Emerg. Technol. 2011, 19, 1171-1184. [CrossRef]
15. Mwasilu, F.; Justo, J.J.; Kim, E.-K.; Do, T.D.; Jung, J.-W. Electric vehicles and smart grid interaction: A review on vehicle to grid and renewable energy sources integration. Renew. Sustain. Energy Rev. 2014, 34, 501-516. [CrossRef]
16. Lenka, R.K.; Panda, A.K.; Dash, A.R.; Venkataramana, N.N.; Tiwary, N. Reactive Power Compensation using Vehicle-to-Grid enabled Bidirectional Off-Board EV Battery Charger. In Proceedings of the 2021 1st International Conference on Power Electronics and Energy (ICPEE), Bhubaneswar, India, 2-3 January 2021; pp. 1-6.
