[Intervyu] Issiqxona isitish xarajatlari qayerga ketdi? 1 daqiqalik o‘lchov… “GEMS” ishlab chiquvchisi tadqiqotchi Yun Son Uk

Bir xil qulupnay bir xil muddatda yetishtirilsa ham, issiqxonaning energiya iste’moli farq qiladi. Tamyangdagi qulupnay xo‘jaligida birlik maydonga to‘g‘ri keladigan energiya iste’moli 12,4 kWh/㎡, Yangpyongdagi qulupnay xo‘jaligida esa 14,2 kWh/㎡ bo‘lib, Tamyang xo‘jaligi Yangpyong xo‘jaligiga qaraganda taxminan 13% kam sarflagan. Biroq shu paytgacha fermerlar qo‘lida bo‘lgan ma’lumotlar har oy keladigan elektr to‘lovi kvitansiyasi va isitish yoqilg‘isi xaridi cheklaridan iborat edi. Qaysi uskuna qachon qancha sarflaganini ko‘rsatadigan o‘lchov ma’lumotlari bo‘lmagani uchun farq sababini aniqlashning ham imkoni yo‘q edi.

Qishloq xo‘jaligini rivojlantirish administratsiyasi Milliy qishloq xo‘jaligi fanlari instituti Qishloq xo‘jaligi muhandisligi bo‘limi ishlab chiqqan issiqxona energiya monitoring tizimi “GEMS(Greenhouse Energy Monitoring System)” aynan shu bo‘shliqni nishonga oladi. U issiqxonada ishlatiladigan elektr energiyasi va isitish yoqilg‘isini 1 daqiqalik oraliqda o‘lchab, uskunalar bo‘yicha iste’molni ko‘rsatadi hamda sun’iy intellekt(AI) orqali kelgusida sarflanadigan energiya miqdorigacha prognoz qiladi. 2022-yildan boshlab 3 yil davomida ishlab chiqish yakunlandi, hozir esa Nonsanda dala sinovlari olib borilmoqda, Tamyang va Yangpyongdagi qulupnay xo‘jaliklarida ma’lumotlar tahlili ham parallel davom etmoqda. Ishlab chiqishga mas’ul tadqiqotchi Yun Son Uk bilan uchrashdik.

GEMS qanday tizim?

Fermerlar har oy elektr to‘lovi va isitish yoqilg‘isi xarajatlari orqali umumiy sarfni bilishi mumkin, ammo qaysi uskuna qachon qancha ishlatganini aniqlash oson emas. GEMS issiqxona muhitiga oid ma’lumotlar bilan birga elektr va isitish yoqilg‘isi sarfini real vaqt rejimida o‘lchab, energiyadan foydalanish holatini bir qarashda tekshirish va bevosita boshqarish imkonini beradigan tizim sifatida yaratilgan. Isitgich, ventilyatsiya ventilyatori, ozuqa eritmasi berish qurilmasi kabi asosiy uskunalar iste’molini ko‘rish mumkin, shuningdek harorat va namlik kabi ichki muhit hamda tashqi ob-havo ma’lumotlarini ham birga ko‘rish mumkin. U 2022-yildan 2024-yilgacha bajarilgan “Bog‘dorchilik inshootlarida real vaqtli energiya monitoringi tadqiqoti” orqali ishlab chiqildi, tadqiqot uchun 3 yil davomida jami 210 million von mablag‘ sarflandi. 2025-yildan boshlab esa fermer xo‘jaliklariga o‘rnatilib, barqarorlik va dalada qo‘llash imkoniyatini tekshiruvchi dala sinov tadqiqotlari olib borilmoqda.

Elektr energiyasi va isitish yoqilg‘isi qanday o‘lchanadi?

Elektr quvvati tok transformatori(CT) orqali tokni o‘lchab, kuchlanish ma’lumotlari bilan birlashtirish orqali hisoblanadi. Asosiy uskunalar yoki har bir zanjirga o‘lchov qurilmasi o‘rnatiladigan usul bo‘lgani uchun isitish bilan bog‘liq uskunalar, ventilyatsiya ventilyatori, ozuqa eritmasi berish qurilmasi kabi boshqarilishi kerak bo‘lgan yuklamalarni ajratib ko‘rish mumkin. Isitish yoqilg‘isi esa saqlash bakiga sath sensori o‘rnatib, sath o‘zgarishini o‘lchash va bak shakli hamda sig‘imi haqidagi ma’lumotlar asosida real sarfga aylantirish orqali hisoblanadi.

Sarf o‘lchagich yoqilg‘i miqdorini bevosita o‘lchashi mumkin, biroq mavjud yoqilg‘i quvurini kesish yoki qo‘shimcha ulanish qismlarini qo‘shish kerak bo‘lgani uchun allaqachon isitish inshootlarini ishlatayotgan xo‘jaliklar uchun bu og‘irlik qilishi mumkin. Isitish yoqilg‘isi tashqi harorat va belgilangan haroratga qarab isitgichning ishga tushishi va to‘xtashi takrorlanishi natijasida uzlukli sarflanadi. Sarf o‘lchagich ishlatilsa ham, bunday past sarf oralig‘ida barqaror ishlaydigan modelni tanlash kerak. Qozonning ishlash vaqti asosida taxmin qilish usuli esa isitgich yuklamasi va ishlash holatiga qarab haqiqiy sarf o‘zgarib ketgani uchun cheklovlarga ega. Sath sensori usulida ham yoqilg‘i quyilganda sath keskin oshadi, suyuqlik yuzasi chayqalsa qiymat sakrashi mumkin; shuning uchun quyish natijasidagi ko‘tarilish va iste’mol natijasidagi pasayishni ajratib, ma’lum vaqt davomidagi ma’lumotlar naqshini tahlil qilish orqali ta’sir minimallashtirilmoqda. Sath sensori usuli eng aniq usul bo‘lgani uchun emas, balki quvurlarni o‘zgartirishni minimallashtirgan holda sarfni uzluksiz aniqlash imkonini beradigan dala sharoitida qo‘llashga yaroqliligi hisobga olinib tanlangan.

Mavjud kompleks muhit boshqaruvchilaridan nimasi bilan farq qiladi?

Mavjud kompleks muhit boshqaruvchilari harorat, namlik, karbonat angidrid(CO₂) kabi muhit ma’lumotlarini o‘lchash va uskunalarni boshqarishda kuchli tomonlarga ega. GEMS esa yondashuvni o‘zgartirib, “issiqxonada energiya amalda qanday iste’mol qilinmoqda?” degan masalani markazga qo‘yib ma’lumot to‘playdi. Elektr va yoqilg‘i sarfi, asosiy uskunalarning ishlash holati, ichki muhit va tashqi ob-havo ma’lumotlarini birga tahlil qilib, iste’mol xususiyatlarini tushunishga yordam berish uning asosiy mohiyatidir. Ma’lumotlar 1 daqiqalik oraliqda yig‘iladi va saqlanadi, maqsadga qarab soatlik, kunlik, oylik birliklarga o‘zgartirib tahlil qilish mumkin, elektr energiyasi miqdori esa tijorat elektr hisoblagichlari bilan bir xil uskuna orqali o‘lchanadi. Qishloq, o‘rmon, baliqchilik va oziq-ovqat ta’limi, madaniyati va axboroti xizmati platformasi yoki ishlab chiqaruvchi boshqaruvchilari bilan amaliy dasturlash interfeysi(API) integratsiyasi hali standartlashuv bosqichiga yetmagan. Standartlarga mos ochiq integratsiya tuzilmasi ko‘rib chiqilmoqda va tegishli tadqiqotlar davom etmoqda. 

Sinov xo‘jaliklarida haqiqiy tejash samarasi qanday bo‘ldi?

Dala sinovi Chungnam viloyati Nonsan shahridagi qulupnay xo‘jaligida olib borilmoqda, avvalgi loyiha doirasida GEMS o‘rnatilgan Tamyang va Yangpyong xo‘jaliklari ma’lumotlaridan ham birga foydalanilmoqda. Faqat bitta xo‘jalikka qaralsa, natija muayyan issiqxonaning inshoot sharoitlari yoki boshqaruv odatlariga bog‘lanib qolishi mumkin, shu sababli tizim hudud, ob-havo va ishlash sharoitlari o‘zgarganda ham qo‘llaniladimi-yo‘qmi tekshirish maqsad qilingan.

Tamyangdagi qulupnay xo‘jaligida GEMS ma’lumotlaridan foydalanib, qish mavsumida energiyadan foydalanish holatini tekshirgan holda issiqxona yuritilgan. Natijada xo‘jalikning o‘z hisob-kitoblari bo‘yicha 2024~2025-yil qishiga nisbatan 2025~2026-yil qishida isitish xarajatlari taxminan 10% kamaygani aniqlangan. Biroq buni darhol GEMS o‘rnatilgani uchun isitish xarajatlari 10% qisqardi deb talqin qilishda ehtiyotkorlik zarur. Chunki isitish energiyasi iste’moliga tashqi harorat va quyosh nurlanishi kabi ob-havo sharoitlarigina emas, balki yetishtirish davri, belgilangan harorat, issiqlikni saqlash holati va uskunalarni ishlatish usuli ham birgalikda ta’sir qiladi. GEMS energiyani bevosita kamaytiradigan qurilma emas, balki fermerning ma’lumotlarga asoslanib boshqaruv usullarini moslashtirishiga yordam beradigan tizimdir.

O‘lchab ko‘rilganda kutilmaganda ko‘p energiya sarflayotgan uskuna bormi?

Hozirgi ma’lumotlarning o‘zi bilan muayyan uskunani “yashirin aybdor” deb qat’iy aytish yoki xo‘jaliklar o‘rtasida iste’mol bir necha baravargacha farq qiladi deb umumlashtirish qiyin. Biroq Tamyang va Yangpyongdagi qulupnay xo‘jaliklari bir xil davrda taqqoslanganda birlik maydonga to‘g‘ri keladigan iste’mol 12,4 kWh/㎡ va 14,2 kWh/㎡ bo‘lib, taxminan 13% farq chiqqan holat bo‘lgan. Bu hudud ob-havosi, issiqxona tuzilishi, issiqlik saqlovchi parda samaradorligi, isitish sozlamalari va ishlatish usullarining kompleks ta’siri natijasidir.

Uskunalar bo‘yicha o‘lchash davomida isitgich kabi ko‘p sarf qilishi kutiladigan uskunalargina emas, balki yerosti suvidan foydalanish uchun nasoslar kabi odatda iste’moli haqida o‘ylanmaydigan yordamchi uskunalarda ham muayyan elektr sarfi yuzaga kelishi tasdiqlandi. Alohida sarf katta ko‘rinmasa ham, uzoq vaqt takroriy ishlatilsa, yig‘indi miqdor kattalashishi mumkin, shuning uchun boshqaruv zarur.

AI prognoz aniqligi qanday darajada va avtomatik boshqaruvgacha yetadigan darajadami?

Nonsandagi qulupnay issiqxonasida 15 daqiqadan keyingi holatni prognoz qilishda 90% dan yuqori(aniqlanish koeffitsiyenti mezoni bo‘yicha), 1 soatdan keyingi holatda esa 80% dan yuqori prognoz aniqligi ko‘rsatmoqda. Model atigi taxminan 1 yillik yetishtirish ma’lumotlari asosida yaratilgani uchun ma’lumotlar to‘plangani sari aniqlik yanada oshadi deb hisoblanadi. Prognoz modeli Transformer turkumidan foydalanadi. Bu usulni tanlash sababi hozirgi aniqlikdan ko‘ra uzoq muddat davomida to‘planadigan ko‘p o‘zgaruvchili vaqt qatori ma’lumotlaridan foydalanishdir. Rekurrent neyron tarmoqlar(RNN) yoki uzoq-qisqa muddatli xotira(LSTM)da kirish oralig‘i uzaygan sari uzoq masofali vaqtga bog‘liqlikni o‘rganishda cheklovlar bo‘lishi mumkin. Aniqlikning yaxshilanish darajasi bir xil tekshiruv sharoitida taqqoslangan natijalarga asoslanib taqdim etilishi kerak, shuningdek yoqilg‘i iste’moli holatini tasniflash aniqligini yoqilg‘i sarfini prognoz qilish aniqligi deb noto‘g‘ri tushunmaslik uchun ularni ajratish zarur.

Hozirgi bosqichda prognoz natijalariga asoslanib isitgichni bevosita avtomatik boshqaradigan tizim deb ifodalash o‘rinli emas. Prognoz ishonchliligi va xavfsizligi tekshirilib, kompleks muhit boshqaruvchilari bilan integratsiya texnologiyasi ta’minlansa, avtomatik boshqaruvga rivojlanish ehtimoli bor. Biroq ekinning maqbul o‘sish muhitini saqlash kerak bo‘lgani uchun energiya iste’molini minimallashtirish emas, balki ekin muhiti va energiya samaradorligini bir vaqtning o‘zida hisobga oladigan boshqaruv texnologiyasi zarur, yakuniy qarorni fermer qabul qiladigan jarayon ham kiritiladi.

O‘rnatish xarajatlari va joriy etish rejasi qanday?

Dala sinovida ishlatilayotgan tizimni o‘rnatish qiymati har bir xo‘jalik uchun taxminan 19 million von darajasida. Biroq bu tadqiqot uchun mo‘ljallangan sensorlar hamda ma’lumot yig‘ish va aloqa qurilmalari kiritilgan summa bo‘lgani uchun uni oddiy xo‘jaliklarga tarqatish narxi deb ko‘rish qiyin. Investitsiya rentabelligi(ROI) ham faqat issiqxona maydoniga emas, balki isitish energiyasi sarfi, ekin turi, inshoot shakli, mavjud o‘lchov uskunalari bor-yo‘qligiga qarab katta farq qiladi, shu sababli uni bir xil ko‘rsatkich sifatida taqdim etish qiyin. Joriy etish uchun tizimni eng zarur o‘lchov bandlari markazida soddalashtirish va o‘rnatish xarajatlarini pasaytirish vazifa bo‘lib turibdi. Tok transformatori va sath sensori usuli mavjud issiqxonalarga ham qo‘llanishi mumkin, biroq ma’lumot uzatish uchun muayyan darajadagi aloqa muhiti kerak bo‘lgani sababli, aloqa sharoiti yomon hududlar uchun saqlash va uzatish usullari ham tarqatish bosqichida hisobga olinishi kerak.

Bu yilgi sinov natijalari asosida “Yangi texnologiyalarni sinov tariqasida joriy etish loyihasi” taklif qilinadi, agar tanlansa, 2028-yilda sinov joriy etilishi maqsad qilinadi. Joriy etiladigan joylar soni va maqsadli hududlar tanlovdan keyin aniqlanadi. Patent “Prognoz modelidan foydalangan issiqxona energiya monitoring qurilmasi va uning ishlash usuli” bo‘yicha topshirilgan va ro‘yxatdan o‘tkazish jarayoni davom etmoqda, tegishli texnologiya esa bitta kompaniyaga texnologik transfer qilingan.

Uglerod neytralligi siyosati bilan bog‘lanish imkoniyati bormi? Shuningdek, kelgusida tadqiqotchi sifatidagi maqsadingiz nima?

GEMSni hozirning o‘zida emissiya kvotalari savdosi tizimi yoki tashqi loyiha qisqartirish miqdorini sertifikatlaydigan tizim deb aytish qiyin. Chunki metodologiya, bazaviy chiziqni belgilash, o‘lchash-hisobot-tekshirish(MRV) kabi institutsional talablar alohida qondirilishi kerak. Biroq uglerodni kamaytirishning boshlang‘ich nuqtasi oxir-oqibat amalda qancha energiya ishlatilganini aniq o‘lchashdir. GEMS to‘playdigan elektr va yoqilg‘i iste’moli ma’lumotlaridan qishloq xo‘jaligi sohasida energiya ishlatilishi va issiqxona gazlari emissiyasini miqdoriy aniqlashda foydalanish ehtimoli bor.

Kelgusida turli hududlar va ekinlar bo‘yicha dala ma’lumotlarini to‘plab, xo‘jaliklar kesimidagi iste’mol xususiyatlarini taqqoslashni hamda fermer “mening xo‘jaligim o‘xshash sharoitdagi boshqa xo‘jaliklarga qaraganda energiyani qancha ishlatyapti, qayerda kamaytirish imkoniyati bor?” degan savolga oson baho bera oladigan darajaga rivojlantirishni istayman. Energiya ko‘zga ko‘rinmaydi, ammo o‘lchansa, ko‘rina boshlaydi; ko‘rinsa, uni boshqarish mumkin. GEMS oddiy o‘lchov uskunasi emas, balki energiya xarajatlarini kamaytirib, xo‘jalikni oqilona yuritishga yordam beradigan vositaga aylanishi tadqiqotchi sifatidagi maqsadimdir.