يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير إضافة العناصر السّبائكية و المعالجة الحرارية لمعدن الزنك في امتصاصيته للطاقة الشمسية, حيث تم تصنيع تسع سبائك أساسها الزنك وتم تغيير نسب إضافة النحاس والألمنيوم إلى الزنك النقي, وكانت نسب إضافة الألمنيوم (10% , 20% , 30%
, 40% , 50%) و ذلك من أجل معرفة تأثير إضافة الألمنيوم إلى الزنك في امتصاصيته للطاقة الشمسية , و نسب إضافة النحاس (20% , 40%), كذلك تم تحضير عينتين من الزنك النقي درجة نقاوته 99.2% إحداهما مصنعة بطريقة التبريد السريع و الأخرى بطريقة التبريد البطيء و ذلك من أجل معرفة تأثير المعالجة الحرارية للزنك في امتصاصيته للإشعاع الشمسي .
و من أجل قياس امتصاصية العينات المحضرة للإشعاع الشمسي تم تصنيع جهاز يعتمد على طرق التبادل الحراري بين الإشعاع الشمسي و السطح المعرض للإشعاع .
بيّنت النتائج المستحصلة أنَّ إضافة كلاً من الألمنيوم و النّحاس إلى الزنك قلل امتصاصية الزنك للإشعاع الشمسي المباشر و إنَّ زيادة نسبة كل من المعدنيين المضافين إلى الزنك قلل من الامتصاصية بشكل مضطرد . كذلك بمقارنة امتصاصية عينتين من الزنك النقي أحدهما تم إنتاجها بطريقة التبريد السريع و الأخرى بطريقة التبريد البطيء تبين أن العينة التي تم إنتاجها بطريقة التبريد السريع امتصاصيتها أفضل للإشعاع الشمسي من العينة التي تم إنتاجها بطريقة التبريد البطيء .
نقدّم في هذا البحث دراسة نظرية بواسطة أداة نمذجة لإمكانية تحسين أداء نظام ضخ
شمسي من الأنهار باستخدام مضخة طاردة مركزية غاطسة متغيرة السرعة و باستخدام
ألواح شمسية متحركة متحكَّم بها بواسطة متحكم منطقي مبرمج (plc).
تكمن إشكالية البحث في إهمال السياسات العمرانية و نظم البناء للبعد المتعلق باستخدام
تقنيات الطاقة المتجددة ضمن النسيج العمراني و بشكل خاص الطاقة الشمسية، حيث
يهدف البحث إلى دراسة العلاقة بين متغيرات النسيج العمراني و امكانات الطاقة الشمسية
و دورها
في إنشاء مدن أكثر ملائمة من حيث الطاقة، و بالتالي توجيه السياسات
التخطيطية لزيادة الاستفادة من الطاقة المتجددة ضمن المدن.
تم في هذه الدراسة تعديل مضخة حرارية هوائية تقليدية بإضافة مبخر ثانوي موضوع ضمن خزان ماء ساخن يقوم بدور مصدر حراري مائي للمضخة الحرارية، جعلنا المضخة تعمل بالتناوب إما بالاعتماد على حرارة الهواء المحيط، أو بالاعتماد على حرارة الماء المستمدة من الطاقة
الشمسية.
قمنا بإجراء التجربة خلال خمسة أشهر اعتبارا ً من كانون الأول من عام 2014 و حتى نيسان من عام 2015، حيث تم قياس درجة الحرارة و الضغط عند نقاط محددة من الدارة، ثم قمنا؛ من أجل كل من الدارتين؛ بتحديد انتالبي كل نقطة بالاعتماد على برنامج EES (و هو برنامج لمحاكاة العناصر الترموديناميكية)، و حساب كميات الحرارة المكتسبة في المبخر و المطروحة في المكثف، و عمل الضاغط، و عامل الأداء ، و الطاقة الكهربائية التي يستهلكها الضاغط.
وجدنا بالمقارنة بين الدارتين أن نسبة التحسين في عامل أداء الدارة المعدلة بالنسبة للدارة التقليدية هي 77.07%، و نسبة تخفيض الطاقة الكهربائية التي يستهلكها ضاغط الدارة المعدلة 33.54%.
يهدف هذا البحث إلى تطوير النموذج الرياضي الذي صممه Rabl للاقط القطع المكافئ المركب الشمسي عن طريق استخدام مستقبل اسطواني بدلاً من المستقبل المسطح، حيث تم محاكاة انعكاس الإشعاع الشمسي المباشر و غير المباشر على لاقط القطع المكافئ المركب الشمسي.
تم من
خلال البحث إيجاد المعادلات باستخدام الهندسة التحليلية لحساب الإحداثيات الديكارتية للسطح العاكس، ثم تم حساب الأشعة الساقطة و المنعكسة على اللاقط. حيث تم تطوير برنامج MATLAB لتوليد البيانات و طباعة الأشعة المنعكسة من خلال استخدام 10000 شعاع بصورة عشوائية وفقاً لمحاكاة مونتي كارلو العشوائية لكل زاوية للشعاع. من خلال البحث وجدنا أن اللاقط ذو زاوية نصف القبول θc=35 هي الأفضل من حيث مساحة فتحة اللاقط و كمية الإشعاع الشمسي الوارد.
أظهر البحث أن مردود لاقط القطع المكافئ ذو المستقبل الأنبوبي ينخفض بزيادة نصف قطر المستقبل و بزيادة طوله عند نفس درجة حرارة الدخول للوسيط الناقل. كما أظهر أن مردود لاقط القطع المكافئ ذو المستقبل الأنبوبي أعلى من مردود اللاقط ذو المستقبل المسطح عند نفس الشروط.
إن الطاقة الشمسـية و الهيدروجين هــي من بين الخيارات المحتملة و البديلة للــوقود الحالي، لكــــــن العائق الرئيســي لتطبيق الطاقـة الشــمسـية و خاصة الخلايا الفوتوفولتية هي انخفاض كفاءتها في تحويل الطاقة بسبب ارتفاع درجة حرارتها، أما الهيدروجين فيجب
إنتاجه بشــــــــــــكل غازي أو سائل قبل استخدامه كوقود و لكن عملية التحويل الرئيسية لإنتاج الهيدروجين تنتج غـــاز ثاني أكســــــيد الكربون الضار بالبيئة لما تسببه مــن ارتفاع فـــــي درجة حرارة الأرض, في أطار البحث عن حلول لهذه القضايا يأتي هذا البحث ليتحرى التحكم بدرجة حرارة الخلية الفوتوفولتية فــــي محاولـــــــــة لتلافي تأثيرات ارتفاع درجة حرارة الخلية كما يبحث في تأثيرات ذلك على توليد غاز الهيدروجين عن طريق جهاز التحليل الكهربائي للماء بطريقة صديقة للبيئة.
أثبتت نتائج التجارب أن نظام التبريد يوقف ارتفاع درجة حرارة الخلية الفوتوفولتية مما عكـــــــس النتائج السلبية لانخفاض كفـــاءة التحويل كما ازداد الناتج الكهربائي للخلية بمقدار 33 % و أظهرت النتائج أيضا أنه عند توصيل الخلية الفوتوفولتية إلى جهاز التحليل الكهربائي للماء فإن تبريد الخلية الفوتوفولتية انعكس بشكل إيجابي على ارتفاع معدل إنتاج الهيدروجين بحدود 26%.
هذه المقالة تقدم دراسة متكاملة من الناحية الفنية و الاقتصادية لتغذية الأحمال الكهربائية لمجتمع ريفي معزول أو قرية صغيرة معزولة ممثلة بقرية المزرعة التابعة لبلدة نوى الواقعة إلى الشمال الغربي لمحافظة درعا بمسافة تبعد حوالي 30[Km]. إن المنهجية المتبعة
لهذه الدراسة تهدف إلى المقارنة بين حالتين للأحمال الكهربائية المطلوبة ضمن سيناريو خاص لكل حالة، السيناريو الأول يمثل تغذية الأحمال الخاصة بأنشطة حياتية يومية يقوم بها سكان هذه القرية لحالة مجتمع ريفي نموذجي، السيناريو الثاني إضافة أحمال السقاية للأراضي الزراعية المحيطة إلى السيناريو الأول. لتغذية الأحمال المطلوبة تم إجراء مقارنة بين خيارين، الخيار الأول استخدام خلايا شمسية كمصدر طاقة متجددة، الخيار الثاني استخدام وحدات توليد ديزل كمصدر طاقة تقليدية. تضمنت هذه المقالة إعداد النموذج الرياضي لمنظومة العمل السابقة و من ثم تحديد حجم هذه المنظومة لكلا من حالتي الأحمال و الخيارين السابقين لمصادر الطاقة. إعداد برامج على الحاسوب للدراسة السابقة لسهولة إسقاطها على حالات مشابهة. شمل البحث أيضا دراسة اقتصادية للحالات السابقة تم التعرض من خلالها لحساب الكلفة الثابتة أو كلفة الإنشاء لمكونات منظومة العمل، حساب الكلفة المتغيرة، حساب الكلفة السنوية و من ثم تقدير كلفة إنتاج الكيلووات الساعي و التوصل إلى تحديد البديل أو الخيار الأجدى اقتصاديا. تم استكمال هذه الدراسة بإلقاء الضوء على حجم مخلفات التلوث الذي يسببه العمل اليومي لوحدات الديزل، إبراز الأهمية الاقتصادية لاستخدام الخلايا الشمسية و خاصة في المواقع المعزولة و في المجتمعات الريفية و الزراعية كخيار اقتصادي و بدون مخلفات ضارة للبيئة.
يهدف البحث إلى دراسة تأثير زاوية ميل الألواح الكهروشمسية على كمية الماء المتدفقة باليوم لمضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية، و تحديد الزاوية المثلى لميل هذه الألواح في الساحل السوري خلال أشهر الصيف الأربعة.
بينت الدراسة أن تغيير زاوية ميل الألواح الكهرو
شمسية من (25˚) إلى (35.5˚)، لم يؤثر على منحني العلاقة بين شدة الإشعاع الشمسي و تدفق المضخة خلال اليوم. لكن التأثير الحاصل هو انخفاض كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الألواح الكهروشمسية في اليوم، ما أدى إلى انخفاض الاستطاعة الهيدروليكية للمضخة، و بالتالي انخفاض كمية الماء المتدفقة في اليوم. كما بينت الدراسة أن كمية الماء المتدفقة متقاربة عند الزاويتين (25˚) و (22˚) لميل الألواح، مع أفضلية للزاوية (22˚)، و انخفضت كمية الماء من شهر لآخر خلال الأشهر (حزيران، تموز، آب) بنسب لم تتجاوز (2.5%)، أما في شهر أيلول انخفضت حوالي (7.5%). و بقيت عند الزاوية (35.5˚) كمية الماء ثابتة تقريباً خلال الأشهر(حزيران، تموز، آب)، أما في شهر أيلول انخفضت حوالي (6%). و بينت الدراسة بأن كمية الماء المتدفقة انخفضت بنسب كبيرة عند الزاوية (35.5˚) بالمقارنة مع الزاويتين (25˚) و (22˚)، فبلغت نسبة الانخفاض (7.5%,9%,12%,13%) في الأشهر (حزيران، تموز، آب، أيلول) على التوالي.
يزداد الطلب على الماء في ظل الازدياد الملحوظ للكثافة السكانية العالمية، الذي يؤدي بشكل تلقائي إلى ازدياد العجز في مياه الشرب إِذ إن 1.2 مليار نسمة في العالم ليس لديهم ماء كاف للشرب، لأن العديد من التجمعات السكنية يتركز وجودها على الخطوط الساحلية، و ف
ي هذا السياق تبدو تحلية المياه أحد الحلول الواعدة، خاصة في منطقتنا العربية، و يمكن لمحطات التحلية باستخدام الطاقة الشمسية أن تكون حلاً رائداً لتأمين مياه الشرب سواء من مياه البحر أو من مياه الآبار.
إن أهم فائدة لمثل هذه الأنظمة هي الجمع بين تقنيات التحلية (التناضح العكسي في هذا البحث العلمي) و مصادر الطاقة المتجددة، إِذ إن الهدف الرئيس هو تطوير الدراسة الفنية لهذه الأنظمة، و الجدير بالذكر أنه هناك العديد من الإيجابيات لهذا الربط، إِذ نفصل بين الشبكة الكهربائية و أعطالها من جهة و التزود بماء الشرب من جهة أخرى، كما نقوم بتخفيض حرق
الوقود الأحفوري و ما يترتب عليه من انبعاثات، كما يمكننا تزويد التجمعات السكانية البعيدة التي ليس لديها مصادر للطاقة التقليدية بمياه الشرب، و لكن هذا لا يعني أن لايوجد سلبيات للنظام، فمن أهم سلبياته هو عدم إثبات الجدوى الاقتصادية له، ذلك لأن مثل هذه المشاريع تعتمد على كلفة الكهرباء في كل دولة و على الخصائص الشمسية لمكان المحطة.
في هذا البحث العلمي قمنا بتصميم نموذج مخبري لنظام تناضح عكسي مغذى من الألواح الكهروضوئية و تنفيذه لتعرف أدائه من أجل مياه البحر و المياه العكرة، و من الجدير بالذكر أن أهم مشكلة صادفتنا في هذا المشروع هي الحصار الاقتصادي المفروض على الجمهورية العربية السورية و التي كانت عائقاً لإحضار التجهيزات اللازمة، لذلك قمنا بإنجاز هذا المشروع بحسب الإمكانيات المحلية المتاحة، مع الحرص على المحافظة على مبدأ العمل؛ لذلك كان النموذج فقط للمياه المنزلية و المياه العكرة بشكل خفيف.
يتأثر الأداء الكهربائي للألواح الكهروشمسية بشكل كبير بدرجة حرارة تشغيل الخلايا الكهروشمسية السيليكونية بسبب خصائص السيليكون البلوري المستخدم فيها, فتنخفض الطاقة المتولدة من هذه الخلايا بارتفاع درجة حرارتها. و للحد من هذا الانخفاض في الطاقة تم تبريد ا
لألواح الكهروشمسية باستخدام الماء, و ذلك بوضع أنبوب يحوي ثقوب عديدة منتظمة على أعلى اللوح و يجري الماء بشكل حر على سطحه بعدة تدفقات.
فعند التدفق (4.224 l/min.m2), انخفضت درجة حرارة اللوح بمقدار حتى (20C°), و الزيادة المسجلة في الناتج الكهربائي خلال يوم كامل حوالي (12.8%), وارتفع المردود من (8.31%) إلى (9.62%) أي بمقدار (1.31%). و عند التدفق (3.167 l/min.m2), انخفضت درجة حرارة اللوح بمقدار حتى (18C°), و الزيادة المسجلة في الناتج الكهربائي حوالي (9.8%), و ارتفع المردود بمقدار (1.03%). أما عند التدفق (2.112l/min.m2), انخفضت درجة حرارة اللوح بمقدار حتى (15.5C°), و الزيادة المسجلة في الناتج الكهربائي حوالي (7.8%), و ارتفع المردود بمقدار (0.83%).
كما أن جريان الماء على سطح اللوح الكهروشمسي يقلل ضياعات الانعكاس, لأن قرينة انكسار الماء (1.3) متوسط بين قرينة انكسار الهواء (1) و الزجاج (1.5), بالإضافة لذلك يبقى سطح اللوح نظيفاً.
