اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدالاستفادة من الخلايا الهيدروجينية و الألواح الكهروضوئية في تغذية الأحمال الكهربائية (الاتصالات)
Utilization the Fuel cells and PV panels to supply electrical loads (communications)
1063
1 58
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة البعث ورقة بحثية
تاريخ النشر
2017
مجال البحث
هندسة الطاقة الكهربائية
والبحث باللغة
العربية
تأليف
سامر ربيع( باحث )
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
في هذا البحث يتم استخدام الأنظمة الهجينة (الهيدروجين و الألواح الكهروضوئية) في تغذية محطة اتصالات ميكروية في منطقة بعيدة عن الشبكة او يمكن أن تكون متنقمة في منطقة صحراروية. يتم في هذا البحث درارسة و تصميم نظام طاقي يعتمد على الطاقة المتجددة، لتغذية محطة ميكروية. و النظام الطاقي المقترح مؤلف من العناصر الرئيسية التالية : الخلايا الكهروضوئية، الخلايا الهيدروجينية، محمل الماء و البطاريات، بالإضافة إلى النظام الطاقي التقليدي الممثل بمولد الديزل.
The paper presents a research hybrid systems (hydrogen-photovoltaic) for a mobile phone station in an area far from the network or can be mobile in a desert area. This study investigates and design a renewable energy-based energy system for a mobile phone station. The proposed energy system includes of the following main components: photovoltaic panels, fuel cells, water analyzer and batteries, as well as a diesel generator.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يستعرض البحث إمكانية استخدام الأنظمة الهجينة التي تعتمد على الهيدروجين والألواح الكهروضوئية لتغذية محطات الاتصالات الميكروية في المناطق النائية أو الصحراوية. يتم الحصول على الهيدروجين من خلال تحليل الماء باستخدام محلل كهربائي، ثم يُعاد استخدامه في خلايا الوقود الهيدروجينية لتوليد الكهرباء. تساهم الألواح الكهروضوئية في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لتغذية الأحمال الكهربائية والمحلل. يتكون النظام المقترح من الألواح الكهروضوئية، خلايا الوقود الهيدروجينية، محلل الماء، والبطاريات، بالإضافة إلى مولد ديزل تقليدي. يهدف النظام إلى تقليل استهلاك الوقود الأحفوري وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مع تحسين موثوقية تغذية محطات الاتصالات. يتناول البحث أيضاً استراتيجيات الطاقة المختلفة التي يمكن تطبيقها لتحقيق أفضل أداء للنظام الهجين.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث خطوة مهمة نحو استخدام الطاقات المتجددة في تغذية الأحمال الكهربائية في المناطق النائية، ولكنه يواجه بعض التحديات. من أبرز هذه التحديات هي التكلفة التأسيسية العالية لخلايا الوقود الهيدروجينية ومحللات الماء، مما قد يحد من تطبيقها على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد النظام بشكل كبير على الظروف الجوية، مما قد يؤثر على استقرارية التغذية الكهربائية. يُنصح بإجراء دراسات إضافية لتحسين كفاءة النظام وتقليل تكاليفه، بالإضافة إلى دراسة تأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء النظام.
أسئلة حول البحث
-
ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام النظام الهجين في تغذية محطات الاتصالات الميكروية؟
الفوائد الرئيسية تشمل تقليل استهلاك الوقود الأحفوري، خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتحسين موثوقية تغذية المحطات الكهربائية في المناطق النائية.
-
ما هي المكونات الرئيسية للنظام الطاقي المقترح في البحث؟
المكونات الرئيسية تشمل الألواح الكهروضوئية، خلايا الوقود الهيدروجينية، محلل الماء، البطاريات، ومولد ديزل تقليدي.
-
كيف يتم الحصول على الهيدروجين في النظام المقترح؟
يتم الحصول على الهيدروجين من خلال تحليل الماء باستخدام محلل كهربائي، ثم يُعاد استخدامه في خلايا الوقود الهيدروجينية لتوليد الكهرباء.
-
ما هي التحديات التي يواجهها النظام الهجين المقترح؟
التحديات تشمل التكلفة التأسيسية العالية لخلايا الوقود الهيدروجينية ومحللات الماء، والاعتماد الكبير على الظروف الجوية، مما قد يؤثر على استقرارية التغذية الكهربائية.
المراجع المستخدمة
Chan Park, Felix Bigler, Petr Korba. "Power-To-Gas Concept for Integration of Increased Photovoltaic Generation into the Distribution". Energy Procedia 99 (2016) 411 – 417
M. A. Anconaa, G. Antonionia," Renewable energy storage system based on a Power-to-Gas conversion process" Energy Procedia 101 (2016) 854 – 861
M. Becherifa, H. S. Ramadan. "Hydrogen Energy Storage: New Techno-Economic Emergence Solution Analysis" Energy Procedia 74 (2015) 371 – 380
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تم في هذا البحث بدراسة و تصميم و تنفيذ نظام القابس الذكي من أجل توفير الطاقة
و زيادة معدل الأداء الكلي للنظام, مما يؤدي إلى تقليل كلفة الاستهلاك. تم في البداية
إجراء دراسة مرجعية لجهاز القابس الذكي. ثم تم دراسة و تصميم و تنفيذ القابس الذكي
الذي يق
وم بفصل الأحمال الكهربائية التي تعمل في نمط الاستعداد, و تم إظهار حالة
جميع التجهيزات المتصلة بالقابس الذكي على شاشة الحاسوب لاسلكياً بواسطة برنامج
المراقب الذكي. حققت عملية تصميم و تنفيذ نظام القابس الذكي وفرا بنسبة 1.3 % من
إجمالي الطاقة المستهلكة في المنزل شهرياً مع تحقيق الجدوى الاقتصادية و تحسين كلفة
العائد الاقتصادي لمجموع المستهلكين بنسبة % 0.7 شهرياً عن طريق استخدام القابس
الذكي الذي تم تنفيذه.
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.
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.
تم في هذا البحث بناء النماذج الرياضية لمنظومة تغذية كهربائية تكيفية مستحدثة للسيارات التقليدية بهدف تطوير عمل هذه المنظومة من أجل تحسين اقتصادية استهلاك الوقود. أجريت النمذجة في بيئة MATLAB و باستخدام لغة C من أجل دراسة السلوك الديناميكي للمنظومة ال
مقترحة.
تم إجراء المحاكاة لمنظومات السيارة بالكامل باستخدام دورتي قيادة و قد أظهرت النتائج تحسناً واضحاً في استهلاك الوقود و تخفيضاً ملحوظاً في تقليل نسبة الغازات السمية الصادرة عن العادم في السيارة. في كلتا الحالتين (دورتي القيادة) عند استخدام خوارزمية قيادة متطورة لمنظومة التغذية الكهربائية بالمقارنة مع الخوارزميات التقليدية. نود التنويه أن الخوارزمية المقترحة يمكن تنفيذها على مختلف أنواع السيارات السياحية المستعملة و الجديدة كون أن الخوارزمية المقترحة ذات كلفة منخفضة و سهلة التنفيذ.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
