ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

في هذا البحث تم إعداد نموذج رياضي لمجمع شمسي يقوم بتخزين طاقة الشمس الحرارية التي يمكن استخدامها عند المغيب لأغراض متعددة, كتوليد الطاقة الكهربائية، التدفئة، أو في عملية تخمير الوقود الحيوي, أو أي استخدامات أخرى . يحتوي هذا النموذج على خليط من المواد القابلة لتخزين الحرارة مثل الرمل ، الكربون الأسود ، ماء البحر ، صخور الإسمنت الداكنة . لقد تم ترتيب معادلات النموذج وحلّها عند قيم افتراضية متغيرة لكل من شكل الخزان و أبعاده ، ونسبة المواد الداخلة في الخليط، وذلك من خلال إعداد برنامج حاسوبي مبنى على برنامج Matlab و تطبيقه على نوعين من الخلائط المستخدمة لخزن الحرارة ، وقد حولت النتائج الحسابية إلى منحنيات هندسية واضحة القيم بهدف المقارنة بين النوعين ، وقد تم تبسيط النموذج للتجربة وللدراسات المستقبلية, وقد كانت النتائج مشجعة, أظهرت أفضلية استخدام خليط ماء البحر مع صخور الإسمنت الداكنة على الخلائط الأخرى .
نظراً لأهمية البرك الشمسية الاقتصادية في التطبيقات العملية اليومية المنزلية و الصناعية, و انتشارها الواسع في العالم, فقد شكل ذلك أساساً للقيام بدراسة تجريبية على بركة شمسية موشورية الشكل مطلية من الداخل باللون الأسود مساحتها السطحية (1m2) و السفلية ( 0.42 m2) بعمق 1mأيضاً, مؤلفة من أربع طبقات متدرجة الملوحة تفصلها عن بعضها البعض ألواح زجاجية شفافة /زجاج منزلي/ سماكة (6 mm), وضع في الطبقة السفلية منها جسم صلب أسود اللون (عبارة عن حجارة بركانية سوداء اللون بأبعاد متساوية 1Cm تقريباً).و بدراسة درجات الحرارة و كذلك الكميات الحرارية المخزنة بتابعية الزمن لمدة ثماني ساعات يومياً من 9 صباحاً و حتى 5عصراً, تبين أن المعدلات الوسطية لكمية الحرارة المخزنة في كل ساعة و المحسوبة وفق العلاقة (Q = m.Cp.ΔT) خلال ستة أشهر (من شباط و لغاية تموز2016 م) تبلغ: 9962.445KJ, 9516.28 KJ, 10783.471KJ, 9765.836KJ, 14010.393 KJ, 12164.320 KJ على التوالي.
تم البحث باعتماد النمذجة الرياضية لخزان حراري و ذلك بإعداد تابع رياضي باستخدام برنامج الماتلاب (MATLAB) لطوري الشحن و التفريغ للخزان و ذلك لتغطية جزء من أحمال التكييف خلال وقت الذروة , تم تطبيق استراتيجية التخزين الجزئي (Partial Storage) على مبنى افت راضي يقع في مدينة تدمر في البادية السورية حمل الذروة (420 kW) و ذلك بتخزين (1420 Kw-h) ضمن خزان حراري سعته بحيث يتم تخزين الجليد ليلاً و انصهاره بتقنية الانصهار الخارجي (External Melt) في أوقات الذروة الحرارية و الكهربائية في اليوم التالي. أظهرت النتائج جدوى إجراء النمذجة الحرارية للخزان لتغطية حمولة التكييف المطلوبة , كما بينت النتائج نقل لجزء من الحمولة الكهربائية اليومية لمبرد الماء حوالي (576 Kw-h) مع انخفاض واضح باستطاعة التجهيزات الميكانيكية و الكهربائية مع توفير باستخدام الطاقة الكهربائية لفصل صيفي واحد حوالي (1376 kW-h/Season) مع تحسين معامل الحمل الكهربائية اليومي (DLF) ما يحقق استقرار للمنظومة الكهربائية. يقدم هذا البحث نتائج يمكن تعميمها على مشاريع كبيرة في المناطق الحارة تساعد في إزاحة الذروة الحرارية و استهلاك الطاقة.
من المعروف أنَّ الاستطاعة المتاحة من النظم الكهروضوئية لا يمكن التنبؤ بها و تتغير مع تغير الظروف المناخية لذلك فهي تتميز بطبيعة متقطِّعة أي أنّها غير قادرة على تغذية الحمل بشكل متواصل و بمعدلات ثابتة، لذلك كان لابدَّ من دراسة أساليب تخزين للطاقة الكه ربائية المنتجة منها بحيث يتم إعادة استخدام هذه الطاقة بشكل يمكن توقعه، و أحد هذه الطرق هو إنتاج الهيدروجين عن طريق ربط النظم الكهروضوئية مع محلِّلات مياه تقوم بتحليل الماء كهربائياً، و بتخزين هذا الهيدروجين يمكن استخدامه بمعدلات ثابتة إمَّا في خلايا الوقود أو عن طريق حرقه مباشرةً و الاستفادة من الطاقة الحرارية المنتجة. هذه الدراسة تُركِّز على النظم الكهروضوئية و الطاقة المتاحة منها و على المحلِّلات و آلية عملها و متطلباتها و نواتجها، و وضع النموذج الرياضي الذي يوصِّف أداءها و رسم المنحنيات التي تعبِّر عنها عن طريق برمجتها باستخدام برنامج الماتلاب MATLAB، و وضع مثال عددي بسيط يوضِّح القيم الموافقة لنظام كهروضوئي ذي استطاعة محدودة. حيث تبين أن المردود الطاقي يتراوح بين 23 إلى 67 % حسب طريقة استخدام الهيدروجين المنتج.
يتم تخزين الطاقة الحرارية في هيكل البناء بشكل كامن باستخدام مواد ذات درجة حرارة تحول طوري منخفضة تسمى المواد متغيرة الطور. تم في هذا البحث إجراء دراسة رياضية تحليلية لألواح المواد متغيرة الطور بالاعتماد على محاكاة السلوك الحراري لها حيت تم تحديد ا لمعادلات الناظمة لعملية انتقال الحرارة ضمن الألواح عند تغير حالتها الطورية و تم تشكيل الموديل الرياضي اللازم، كما تم إنشاء النموذج اللابعدي الخاص للألواح عند استخدامها كطبقة فعالة في هيكل البناء.
يهدف هذا البحث إلى إجراء دراسة تجريبية لتأثير استخدام المادة متغيرة الطور (PCM) في المقطرات الصندوقية الشمسية من أجل تحسين إنتاجيتها. أظهرت نتائج البحث التجريبية المنجزة أن استخدام المادة متغيرة الطور (الشمع البارافيني) في المقطر الصندوقي الشمسي أدى إلى تحسين في إنتاجيته اليومية، حيث تبين أنها تزداد مع زيادة كمية المادة متغيرة الطور المستخدمة، حيث بلغت أعلى قيمة لنسبة الزيادة في الإنتاجية اليومية 26.3[%] عند استخدام 3.5[kg] من المادة متغيرة الطور الموضوعة ضمن عبوات بلاستيكية، و القيمة 34.74[%] عند استخدام 4.5[kg] من المادة متغيرة الطور (PCM) الموضوعة ضمن عبوات معدنية. كما أظهرت نتائج البحث التجريبية ازدياد فترة عمل المقطر الصندوقي الشمسي المزود بالمادة متغيرة الطور مقارنة بالمقطر من دون مادة متغيرة الطور. و هذا ناتج عن الطاقة الحرارية الكامنة المخزنة في المادة متغيرة الطور و التي تقدمها للماء عند انخفاض شدة الإشعاع الشمسي مما يؤدي إلى تبخر الماء و استمرار المقطر بالعمل لفترة زمنية أطول.
بين البحث ضرورة بناء نظام توليد طاقة كهربائية شمسية لتأمين الطاقة النظيفة المتجددة وتلبية احتياجات الناس من الطاقة الكهربائية عند حمولة الذروة والمحافظة على بيئة نظيفة في منطقة تدمر. فتمت في البحث دراسة عمل محطة توليد طاقة كهربائية باستطاعة 30MWخلال النهار، حيث يتم تخزين جزء من الطاقة الحرارية المجمعة في الحقل الشمسي ضمن خزان طاقة حراري محسوس لتغطية حمولة الذروة لاستهلاك الطاقة الكهربائية عند عمل المحطة ليلاً، بين البحث جدوى بناء النظام الشمسي باستخدام لاقط نوع قطع مكافئ في الحقل الشمسي,إذ إن كمية الحرارة المجمعة خلال أشهر السنة مرتفعة وإن ساعات تشغيل المحطة نهاراً تكون كبيرةً، وبناء محطة كهروشمسية عملية مقنعة من الناحية الفنية والاقتصادية. وقد تم في البحث تصميم الحقل الشمسي وتحديد أهم بارامتراته باستخدام برنامج كمبيوتر بلغة C++,وكذلك تمت دراسة أهم مؤشرات المحطة عند عملها خلال أشهر السنة.
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا