ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء مضخة مياه تعمل بالطاقة الشمسية في اللاذقية

Studying the effect of solar radiation intensity on the performance of water pump run by Solar Energy in Lattakia

1772   1   45   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2013
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

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 الكهروشمسية 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.


ملخص البحث
تهدف هذه الدراسة إلى استغلال الطاقة الشمسية المجانية لتشغيل مضخة مياه في ظروف الساحل السوري، ودراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء هذه المضخة. تم شرح آلية تحديد استطاعة المضخة اللازمة والاستطاعة الكهربائية للألواح الكهروشمسية اللازمة لعمل المضخة ومساحة هذه الألواح. كما تم دراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء مضخة المياه من خلال دراسة أثر ارتفاع الضخ وشدة الإشعاع الشمسي على معدل تدفق الماء في موقع التجربة. أظهرت النتائج أن تدفق المضخة يمر بمرحلتين مع ازدياد قيم الإشعاع الشمسي خلال اليوم، حيث تزايد قيمة تدفق المضخة قبل قيمة (520W/m²) للإشعاع الشمسي كان أكبر منه بعد (520W/m²)، مما أدى إلى ضياع جزء من الطاقة الشمسية الساقطة خلال اليوم خاصة في الأيام المشمسة، وبلغت قيمة هذا الضياع حوالي 27% من كمية الطاقة الشمسية الكلية الساقطة في اليوم.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعد هذه الدراسة خطوة هامة نحو استغلال الطاقة الشمسية في تشغيل مضخات المياه، خاصة في المناطق النائية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل فصول السنة المختلفة لتقديم صورة أكثر شمولية عن أداء المضخة على مدار العام. ثانياً، لم يتم التطرق إلى تكلفة النظام الشمسي مقارنةً بالأنظمة التقليدية، وهو جانب مهم لتقييم الجدوى الاقتصادية. وأخيراً، كان من الممكن تقديم توصيات عملية أكثر وضوحاً حول كيفية تحسين كفاءة النظام وتقليل الفاقد من الطاقة الشمسية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من الدراسة؟

    الهدف الرئيسي من الدراسة هو استغلال الطاقة الشمسية المجانية لتشغيل مضخة مياه ودراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي على أداء هذه المضخة في ظروف الساحل السوري.

  2. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟

    توصلت الدراسة إلى أن تدفق المضخة يمر بمرحلتين مع ازدياد قيم الإشعاع الشمسي خلال اليوم، وأن تزايد قيمة تدفق المضخة قبل قيمة (520W/m²) للإشعاع الشمسي كان أكبر منه بعد (520W/m²)، مما أدى إلى ضياع حوالي 27% من كمية الطاقة الشمسية الكلية الساقطة في اليوم.

  3. ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لتحسين كفاءة النظام؟

    أوصت الدراسة بضرورة القيام بأبحاث لاحقة لدراسة الضياعات في الطاقة الشمسية الساقطة التي تزيد عن (520W/m²) والاستفادة منها في تطبيقات أخرى.

  4. ما هي العوامل التي تم دراستها لتحديد أداء المضخة؟

    تم دراسة تأثير شدة الإشعاع الشمسي وارتفاع الضخ على معدل تدفق الماء في موقع التجربة لتحديد أداء المضخة.


المراجع المستخدمة
(Scientific Studies and Research Senter (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
قيم البحث

اقرأ أيضاً

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.
تضمن البحث دراسة للتغيرات اليومية و الشهرية لشدة الإشعاع الشمسي الكلي في مدينة حمص عام 2013, و ذلك بالقياس المباشر لهذه الشدة، بينت الدراسة أن الشدة تتغير لتأخذ قيماً عظمى في الصيف و قيماً صغرى في الشتاء، و يعود الاختلاف في القيم المقاسة صيفاً عنها ش تاءً لاعتمادها على تغير ميل الشمس و ضمناً زاوية السمت الشمسية, تكون هذه الزاوية أكبر ما يمكن شتاءً و المسار الضوئي أعظمي ، فتزداد عمليتا التبعثر و الامتصاص، أما صيفاً فتكون زاوية الميل أصغر ما يمكن و المسار الضوئي أصغري ، و امتصاص الإشعاع الشمسي و تبعثره يكون أصغرياً.
تعتبر مسألة نمذجة الإشعاع الشمسي من المسائل الهامة و المساعدة في إنجاز أبحاث الطاقة الشمسية. لقد اهتم الباحثون بهذا الموضوع و قد وضعوا عدداً من النماذج الرياضية لتمثيل الإشعاع الشمسي. في هذا البحث تم دراسة أحد هذه النماذج (cloudiness degree model) ثم وضع خوارزمية له، و بناءً عليها كتابة برنامج باستخدام بيئة ماتلاب، ثم مقارنة هذه النتائج مع قيم حقيقية للإشعاع الشمسي أخذت من موقع في الجمهورية العربية السورية.
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.
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%.

الأسئلة المقترحة

551  - 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