اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتحليل التوازن الطاقي و توازن الإكسيرجي لمحطة طاقة شمسية ذات مدخنة عائمة
Power and Exergy Balances Analysis in Floating Solar Chimney Power Plant
1517
2 53
5.0
(
1
)
نشر من قبل
جامعة البعث ورقة بحثية
تاريخ النشر
2016
مجال البحث
الهندسة الكهربائية والميكانيكية
والبحث باللغة
العربية
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تم في هذا البحث إجراء تحليل توازن للطاقة و الإكسيرجي الواصلة إلى المحطة عن طريق الإشعاع الشمسي باستخدام لغة البرمجة الحرارية EES, و حل جملة المعادلات للنموذج الرياضي المكتوب للمحطة ذات المدخنة العائمة بهدف تسهيل تحليل التوازنات فيها.
In this paper, an analysis of the balance of power and Exergy hyphen to the station by solar radiation using thermal programming language EES, and solving inter equations of mathematical model is written for the station floating balances of the chimney in order to facilitate the analysis. We chose thermal EES programming language to write a program to solve mathematical equations governing the balance of power in this type of stations due to its flexibility in dealing with thermodynamic tables, and the possibility of solving linear equations, and many other features.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تناقش هذه الدراسة تحليل التوازن الطاقي وتوازن الإكسيرجي لمحطة طاقة شمسية ذات مدخنة عائمة. مع تزايد الحاجة إلى الطاقة وتناقص المصادر التقليدية، أصبح من الضروري استخدام معايير جديدة لتقييم كفاءة المحطات وتحسين أدائها. تعتبر محطات الطاقة الشمسية ذات المدخنة العائمة من التقنيات الواعدة التي تولد الكهرباء بدون تلويث البيئة. في هذا البحث، تم استخدام لغة البرمجة الحرارية EES لتحليل توازن الطاقة والإكسيرجي في المحطة. يتألف النموذج المبسط من مجمع للهواء، عنفة ريحية، ومدخنة. تم تحليل العمليات الترموديناميكية في مكونات المحطة بناءً على توازنات الطاقة والإكسيرجي. أظهرت الرسوم البيانية كيفية توزيع الطاقة الشمسية والإكسيرجي بين مكونات المحطة. توضح الدراسة أن الطاقة الواصلة إلى مدخل العنفة تمثل حوالي 24% من الطاقة الشمسية الواصلة إلى المجمع، بينما تمتص الأرضية حوالي 75% منها. كما تم تحليل ضياعات الطاقة والإكسيرجي في المحطة وتوزيعها بين المكونات المختلفة. توصلت الدراسة إلى أن كفاءة الإكسيرجي أعلى بقليل من كفاءة الطاقة بسبب الفرق بين طاقة الإشعاع وإكسيرجي الإشعاع. توصي الدراسة بزيادة استثمار الطاقة الضائعة في أرضية المجمع لزيادة التدفق واستخدام عدة مجموعات توليد طاقة كهربائية للحصول على استطاعة أكبر من نفس المحطة.
قراءة نقدية
تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة في مجال تحليل توازن الطاقة والإكسيرجي لمحطات الطاقة الشمسية ذات المدخنة العائمة. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء لتحسين البحث. أولاً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على النماذج الرياضية والمحاكاة باستخدام لغة البرمجة الحرارية EES، ولكنها تفتقر إلى البيانات التجريبية التي يمكن أن تعزز النتائج وتزيد من موثوقيتها. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية المختلفة مثل الرياح والغبار على أداء المحطة. ثالثاً، يمكن أن تكون الدراسة أكثر شمولاً إذا تضمنت مقارنة بين محطات المدخنة العائمة والمحطات التقليدية من حيث التكلفة والأداء على المدى الطويل. وأخيراً، يفضل أن يتم تقديم توصيات أكثر تفصيلاً حول كيفية تحسين كفاءة المحطة بناءً على النتائج المستخلصة.
أسئلة حول البحث
-
ما هي أهمية استخدام توازن الإكسيرجي في تقييم كفاءة محطات الطاقة الشمسية ذات المدخنة العائمة؟
توازن الإكسيرجي يساعد في تحديد مدى كفاءة استخدام الطاقة المتاحة وتحليل الضياعات غير القابلة للانعكاس، مما يمكن من تحسين أداء المحطة وزيادة كفاءتها.
-
لماذا تم اختيار لغة البرمجة الحرارية EES في هذه الدراسة؟
تم اختيار لغة البرمجة الحرارية EES لما تتميز به من مرونة في التعامل مع الجداول الترموديناميكية وإمكانية حل جملة المعادلات الخطية والمعادلات التفاضلية.
-
ما هي المكونات الرئيسية لمحطة الطاقة الشمسية ذات المدخنة العائمة التي تم تحليلها في الدراسة؟
المكونات الرئيسية هي مجمع الهواء، العنفة الريحية، والمدخنة.
-
ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لتحسين أداء محطة الطاقة الشمسية ذات المدخنة العائمة؟
توصي الدراسة بزيادة استثمار الطاقة الضائعة في أرضية المجمع لزيادة التدفق واستخدام عدة مجموعات توليد طاقة كهربائية للحصول على استطاعة أكبر من نفس المحطة.
المراجع المستخدمة
(R.J.K. Krisst, Energy transfer system, Alternat. Sources Energy 63 (1983
H.A. Kulunk, Prototype solar convection chimney operated under humid conditions, in: T.N. Veiroglu (Ed.) Proceedings of the 7th Miami International Conference on Alternative Energy Sources, vol. 162, 1985
N. Pasumarthi, S.A. Sherif, Experimental and theoretical performance of a demonstration solar chimney model, Part II: experimental and theoretical results and economic analysis, Int. J. Energy Res. 22 (1998) 443–461
قيم البحث
اقرأ أيضاً
يسعى الباحثون و العلماء لتخفيف التلوث البيئي الناجم عن توليد الطاقة الكهربائية
باستخدام المحطات ذات الوقود الأحفوري، و ذلك باكتشاف و تحسين طرق التوليد
باستخدام الطاقات المتجددة. تعتبر تقنية المدخنة الشمسية العائمة من أهم التقنيات
الواعدة التي يمكن
استخدامها في محطات الطاقة.
يهدف البحث لإعطاء نتائج حول تحديد مواصفات لمحطة من هذا النوع في مناخ
مدينة حمص و دراسة سلوك هذه المحطة و تحليل أهم البارامترات المؤثرة عليها. تم في
هذا البحث دراسة السلوك الهيدروحراري لمحطة طاقة ذات مدخنة شمسية عائمة في
مناخ مدينة حمص بواسطة برنامج مكتوب بلغة البرمجة الحرارية.
تتميز منطقة تدمر بمعدلات عالية لكمية الإشعاع الشمسي الواصلة لسطح الأرض, لذلك قمنا في هذا البحث بدراسة عمل محطة حرارية كهروشمسية ذات لاقط من نوع قطع مكافئ. عادةً تصمم محطة توليد الطاقة الكهربائية لتعمل عند الاستطاعة الإسمية التصميمية وعند تدفق وضغط ود
رجة حرارة بخار محددة بالتالي الحصول على مردود مرتفع نسبيا, غير أن الظروف الفعلية لتشغيل واستثمار المحطة الكهروشمسية ضمن الشبكة الكهربائية ومساهمتها في تغطية الطلب على الطاقة الكهربائية وتغير الظروف المناخية تبعا للشهور ولفصول السنة يؤدي إلى انحراف الاستطاعة المولدة عن ظروف العمل الاسمية وبالتالي إلى عمل المحطة عند حمولات جزئية. اعتمدنا في بحثنا على منهجية تحليلية لدراسة تغير بارمترات المحطة عند تغير حمولة العنفة البخارية, أي دراسة تغير المؤشرات الرئيسية للمحطة عند حمولات جزئية متغيرة. كما قمنا بحساب تغير ضغط البخار عبر مراحل العنفة وتأثيره على تغير تدفق البخار المتجه نحو مسخنات الماء الإسترجاعية كما قمنا بحساب كمية الحرارة المستهلكة في وحدة العنفة، وحساب مردود وحدة العنفة البخارية والمردود الإجمالي للمحطة.
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.
الطاقة الكهربائية مهمة جداً لاستدامة الحياة الجيدة على سطح الكوكب، بالأخص كون التطور الحضاري أصبح مقرون بهذا النوع من الطاقة. الطاقة الشمسية Solar photovoltaic (PV)واحدة من أكثر التطبيقات الملائمة لتحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية. الاستخدام المنا
سب للطاقة الشمسية موضوع مهم لخفض الاعتماد على مصادر الطاقة الأحفورية التي تستخدم لتوليد الكهرباء، وبالتالي خفض إشعاع الغازات المسببة للاحتباس الحراري على سطح الكوكب. عالميا، نتيجة الظروف البيئية، يجري البحث عن طرق أخرى لتوليد الطاقة تكون أقل ضرر من الطرق التقليدية، والتي تعتمد بنسبة كبيرة منها على محطات توليد تعمل على الوقود الاحفوري. يناقش هذا البحث توليد الطاقة الكهربائية باستخدام خلايا طاقة شمسية وتأثير هذه الخلايا على الشبكة الكهربائية السورية، بحيث دراسة مشروع مزرعة طاقة شمسية يوفر البيانات المطلوبة عند العمل على تنفيذ هكذا مشروع وهذه البيانات هي التحكم بالجهد، سريان الحمولة، مستويات معامل التشوه التوافقي الكلي. ولكي نقوم بتنفيذ هكذا مشروع لابد من تصميم النموذج واخترنا لذلك برنامج ETAP.
تعد طاقة الرياح و الشمس من أهم مصادر الطاقة المتجددة بسبب وفرتها و اقتصاديتها, و يمكن الاستفادة من هذين المصدرين للطاقة المتجددة في منطقة قطينة التابعة لمحافظة حمص, لتصميم و بناء نظام طاقة كهربائي ثنائي المصادر (شمسي - ريحي) سيتم الاعتماد على المنحني
اليومي لكل من سرعة الرياح و شدة الإشعاع الشمسي للمنطقة المدروسة.
تمَّ في هذا البحث دراسة تصميم نظام شمسي ريحي هجين باختيار مكوناته المتوفرة في السوق المحلية لجهة مواصفاتها الاسمية الفنية, و ذلك استناداً على الدراسات الفنية و الاقتصادية, و المعايير العالمية الموافقة.
أظهرت النتائج التي حصلنا عليها أن لدينا فائض خلال العام حوالي (1246.7 Kw/Year) لصالح المستهلك, مما يجعل النظام مجدي اقتصاديا من الناحية الاستثمارية, كما اظهر البحث أنه بحاجة لمصدر إضافي لتغذية الحمولة و شحن المدخرات باستطاعة 3360.2 W/Day)) بما يشكل (50.4%) من حجم الحمولة. إضافة إلى النتائج العملية فانه يقدم قاعدة بيانات نظرية سواء للباحث أو للمستثمر في مجال الطاقات المتجددة و خصوصاً لجهة كفاءة اختيار مكونات النظام.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
