ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تأثير زاوية ميل الألواح الكهروشمسية على عمل مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية في الساحل السوري

Impact of the tilt angle of PV panels on a water pump operated by solar energy in the Syrian coast

1658   3   76   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2014
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

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 الكهروشمسية 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.


ملخص البحث
تهدف هذه الدراسة إلى تحليل تأثير زاوية ميل الألواح الكهروشمسية على كمية المياه المتدفقة من مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية في الساحل السوري، وتحديد الزاوية المثلى لهذه الألواح خلال أشهر الصيف. أظهرت النتائج أن تغيير زاوية الميل من 25 درجة إلى 35.5 درجة لم يؤثر على منحنى العلاقة بين شدة الإشعاع الشمسي وتدفق المضخة خلال اليوم، ولكن أدى إلى انخفاض كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الألواح، مما تسبب في انخفاض الاستطاعة الهيدروليكية للمضخة وكمية المياه المتدفقة. كانت كمية المياه المتدفقة متقاربة عند زاويتي الميل 25 و22 درجة، مع أفضلية للزاوية 22 درجة. كما انخفضت كمية المياه من شهر لآخر خلال أشهر الصيف بنسب لم تتجاوز 2.5%، بينما انخفضت بنسبة 7.5% في شهر سبتمبر. عند زاوية الميل 35.5 درجة، بقيت كمية المياه ثابتة تقريباً خلال أشهر الصيف، ولكن انخفضت بنسبة 6% في شهر سبتمبر. خلصت الدراسة إلى أن زاوية الميل المثلى للألواح الكهروشمسية هي 22 درجة خلال أشهر الصيف الثلاثة الأولى و25 درجة في شهر سبتمبر.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مهمة في مجال استخدام الطاقة الشمسية لضخ المياه، خاصة في المناطق التي لا تصلها شبكة الكهرباء العامة. ومع ذلك، يمكن تحسين الدراسة من خلال توسيع نطاق البحث ليشمل فصول السنة الأخرى، وليس فقط أشهر الصيف. كما يمكن استخدام أجهزة قياس أكثر دقة لشدة الإشعاع الشمسي بدلاً من الاعتماد على القيم النظرية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دراسة تأثير عوامل أخرى مثل نوع الألواح الكهروشمسية وكفاءة المضخة على الأداء الكلي للنظام.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الزاوية المثلى لميل الألواح الكهروشمسية خلال أشهر الصيف في الساحل السوري؟

    الزاوية المثلى لميل الألواح الكهروشمسية هي 22 درجة خلال أشهر الصيف الثلاثة الأولى و25 درجة في شهر سبتمبر.

  2. كيف يؤثر تغيير زاوية الميل من 25 درجة إلى 35.5 درجة على كمية المياه المتدفقة؟

    تغيير زاوية الميل من 25 درجة إلى 35.5 درجة لم يؤثر على منحنى العلاقة بين شدة الإشعاع الشمسي وتدفق المضخة، ولكن أدى إلى انخفاض كمية الطاقة الشمسية الساقطة على الألواح، مما تسبب في انخفاض الاستطاعة الهيدروليكية للمضخة وكمية المياه المتدفقة.

  3. ما هي نسبة انخفاض كمية المياه المتدفقة في شهر سبتمبر عند زاوية ميل 35.5 درجة؟

    انخفضت كمية المياه المتدفقة بنسبة 6% في شهر سبتمبر عند زاوية ميل 35.5 درجة.

  4. ما هي التوصيات لتحسين كفاءة نظام ضخ المياه بالطاقة الشمسية؟

    توصي الدراسة بتغيير زاوية ميل الألواح الكهروشمسية وعدم إبقائها ثابتة خلال أشهر الصيف للحصول على أكبر كمية ممكنة من المياه. كما توصي باستخدام مدخرات لتخزين الطاقة الشمسية الضائعة خلال اليوم واستخدامها للضخ ليلاً وتخزين المياه في خزانات احتياطية لاستخدامها في الأيام الغائمة.


المراجع المستخدمة
.(Scientific Studies and Research Center (SSRC
STOKES, K. ; SAITO, P. ; HJELLE, C. Guidelines for Livestock Water Pumping . Sandia National Laboratories Report, SAND93-7043 , 1993
BROWN, L. using solar energy to pump livestock water . British Columbia, Order No. 590.305-6 , 2006
http://www.practicalaction.org/docs/technical_information_service/solar_pv_ waterpumps.pdf
Groundwater, Waterlines . ITDG Publishing , Vol.20, No.2, 2001
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يهدف البحث إلى الاستفادة من الطاقة الشمسية كطاقة مجانية لتشغيل مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية و دراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء هذه المضخة في ظروف الساحل السوري. تم شرح آلية تحديد استطاعة المضخة اللازمة و الاستطاعة الكهربائية للألواح الكهروش مسية اللازمة لعمل المضخة و مساحة هذه الألواح. كما تم دراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء مضخة المياه من خلال دراسة أثر ارتفاع الضخ و شدة الإشعاع الشمسي على معدل تدفق الماء في موقع التجربة. بينت الدراسة بأن تدفق المضخة يمر بمرحلتين مع ازدياد قيم الإشعاع الشمسي خلال اليوم. حيث تبين أن تزايد قيمة تدفق المضخة قبل قيمة (520W/m2 ) للإشعاع الشمسي أكبر منها بعد (520W/m2)، و هذا أدى إلى ضياع جزء من الطاقة الشمسية الساقطة خلال اليوم خاصة في الأيام المشمسة، و بلغت قيمة هذا الضياع حوالي (27%) من كمية الطاقة الشمسية الكلية الساقطة في اليوم.
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.
الفكرة الأساسية من البحث هي معالجة المشاكل التي تواجه تطبيق الطاقة الشمسية على دارة التدفئة الأرضية (ارتفاع التكلفة التأسيسية، الحجم الكبير للخزانات الحرارية، صعوبة التنفيذ...) بالإضافة إلى استهلاك الوقود، فعلى الرغم من استخدام الطاقة الشمسية لغرض ال تدفئة فإنه لا يمكن الاستغناء الكامل عن المسخنات المساعدة من أجل رفع درجة حرارة المياه في الأيام التي تكون فيها شدة الإشعاع الشمسي منخفضة.
يتضمن هذا البحث دراسة و إعداد نموذج جديد و متطور لتحويل الطاقة الميكانيكية للأمواج البحرية إلى طاقة كهربائية، باستخدام طاقة الأمواج البحرية لضخ الماء إلى خزان يرتفع عن سطح البحر و الذي بدوره يستطيع تشغيل عنفة مائية، و الحصول على الطاقة الكهربائية، و ذلك في ظروف الساحل السوري، كما يتضمن البحث إعداد برنامج حاسوبي يتم كتابته باستخدام Visual Basic.net، حيث يقوم البرنامج بحساب المحطة كاملة تبعا للبيانات الخاصة بالأمواج البحرية في المنطقة الجغرافية التي يتم اختيارها، كما يقوم بإظهار النتائج بشكل منحنيات واضحة القيمة يتم مناقشتها، و بعد ذلك تم التوصل إلى مقترحات مفيدة تهدف إلى بناء و تطوير النموذج في المستقبل.
يتضمن هذا البحث تصميم و تنفيذ نموذج تطبيقي يحَول طاقة الأمواج البحرية العرضية إلى طاقة كهربائية حيث يعمل النموذج تبعاً لنظام عمود الماء المتذبذب مستخدماً عنفة ويلز التيتستمد حركتها الدورانية من ضغط الهواء الذي تولده الأمواج البحرية في غرفة عمود تحويل الطاقة الخاص بالنظام المدروس. يشمل البحث, من خلال إجراء مجموعة تجارب على النموذج، دراسة تأثير بعض متغيرات النظام التكنولوجية على مردوده و بالتالي على عدد دورات العنفة العاملة فيه, و ذلك ضمن بارامترات الموجة و الشروط المناخية للساحل السوري, حيث تظهر النتائج على شكل منحنيات واضحة القيمة, ليتم التوصل من خلالها إلى توصيات و مقترحات مناسبة لتحسين النظام في المستقبل.

الأسئلة المقترحة

544  - 0  - -  Adam Mousa تم طرحه بمساحة ( فيزياء)
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا