Performance of an Improved Hybrid Inverted Trickle Photovoltaic / Thermal "Pv / T" Solar System in the Collector and Desalination Modes
| العنوان بلغة أخرى: |
أداء نظام هجين مطور لخلية كهروضوئية ولاقط شمسي حراري مدمج ذي الجريان المترقرق المقلوب في وضعي واللاقط والمقطر الشمسي |
|---|---|
| المؤلف الرئيسي: | البصول، محمد مشهور محمد (مؤلف) |
| مؤلفين آخرين: | بدران، علي عبدالحليم (مشرف) |
| التاريخ الميلادي: |
2016
|
| موقع: | عمان |
| الصفحات: | 1 - 124 |
| رقم MD: | 1132830 |
| نوع المحتوى: | رسائل جامعية |
| اللغة: | الإنجليزية |
| الدرجة العلمية: | رسالة ماجستير |
| الجامعة: | الجامعة الاردنية |
| الكلية: | كلية الدراسات العليا |
| الدولة: | الاردن |
| قواعد المعلومات: | Dissertations |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
عدد مرات التحميل
20
| المستخلص: |
البحوث العلمية المعنية بتطوير وتحديث الأنظمة الشمسية الهجينة من حيث التصميم ومبدأ العمل من أجل زيادة الكفاءة أصبحت محط اهتمام الباحثين في الآونة الأخيرة، ويأتي هذا البحث كواحد من هذه البحوث العلمية التي أثبتت الأنظمة الشمسية الهجينة أن لها مستقبل واعد بأن تحل مكان كلا من الخلايا الكهروضوئية واللواقط الشمسية الحرارية، خصوصا على أسطح المباني والمجمعات التجارية ذات المساحات المحدودة والتي لا تكفي لوضع نظامين منفصلين. بالإضافة إلى أن الأنظمة الشمسية الهجينة تحل مشكلة المساحات المحدودة على أسطح المباني فإنها كذلك ترفع من كفاءة استغلال الطاقة الشمسية الساقطة على وحدة المساحة، حيث يتم استغلال الطاقة الشمسية التي لم يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية عن طريق الخلايا الكهروضوئية-في تسخين المياه من خلال امتصاص الحرارة من الخلية الكهروضوئية والتي تعمل كصفيحة ماصة للحرارة. وتتم هذه العملية من خلال تدفق وانسياب طبيعي للمياه على خلفية الصفيحة الماصة للحرارة من الأعلى إلى الأسفل عن طريق الجاذبية الأرضية والخاصية الشعرية. ومن أجل ضمان التصاق الماء المنساب خلف الصفيحة الماصة للحرارة بها، وتوزيعه توزيعا منتظما، من أجل امتصاص الحرارة بكفاءة عالية، تم " تثبيت طبقتين من الخيش متوسط الكثافة خلف الصفيحة الماصة للحرارة بواسطة مادة لاصقة تتحمل الحرارة العالية وكذلك تم الاستعانة بشبك معدني مجلفن مقاوم للصدأ. ينساب المياه على طبقتي الخيش من خلال أنبوب معدني مصنوع من الستانلس ستيل ويحتوي على عدد كبير من الثقوب بقطر 1.5 ملم موزعة على طول الأنبوب مما يساعد على انسياب المياه بشكل منتظم بواسطة الخاصية الشعرية والجاذبية. ويطلق على هذا المبدأ بالجريان المترقرق المقلوب. ومن أجل استغلال أفضل للطاقة الشمسية الساقطة على وحدة المساحة، تم إضافة امتداد لهذا المبدأ وهو العمل على تقطير المياه. وذلك من خلال تقسيم هذا النظام إلى حجرتين معزولتين عن بعضهما بواسطة لوح عازل للحرارة، تسمى الحجرة العلوية بحجرة التبخير والتسخين، وتسمى الحجرة السفلية بحجرة التكثيف حيث تحتوي هذه الحجرة على مبادل حراري مصنوع من النحاس يعمل على امتصاص الحرارة من بخار الماء ليصل إلى حرارة الندى حيث يتكثف عليه ومن ثم يخرج من فتحة أسفل الحجرة. وبذلك نحصل على طاقة كهربائية وماء ساخن وماء مقطر في نفس الوقت. يهدف هذا البحث إلى إجراء تطوير على مستوى التصميم من أجل تحسين ورفع كفاءة وإنتاجية الأجهزة التي تعمل على المبدأ الآنف ذكره ويمكن تلخيص هذه التحسينات والتطويرات بالآتي: أولا: تم تصميم فتحات تهوية مصنوعة من أنابيب من مادة CPVC (كلورونيت بولي فينايل كلورايد) المستعملة في مياه الشرب وتتحمل درجات الحرارة العالية. تتكون فتحات التهوية من أنبوبين متداخلين بخلوص يؤول إلى الصفر بينهما، وقد تم عمل شقوق على سطوح هذه الأنابيب للسماح لتدوير بخار الماء بين حجرة التبخير وحجرة التكثيف. تم تثبيت فتحتي تهوية بين الحجرتين أحدهما أسفل الجهاز والأخرى أعلاه، ووظيفتهما فصل ووصل الحجرتين عن بعضهما. تتميز هذه الفتحات بسهولة الاستعمال حيث يتم منع البخار من الوصول إلى حجرة التكثيف من خلال إدارة الأنبوب الداخلي 90 درجة بالنسبة للأنبوب الخارجي المثبت على جسم الجهاز، ويتم السماح بمرور البخار بإرجاعه إلى وضعه الأصلي. على العكس من فتحات التهوية المستخدمة في آخر تصميم والتي كانت مصنوعة من الحديد الثقيل والقابل للتأكسد بوجود الماء والحرارة. ثانيا: تم تصنيع جهاز هجين أستعمل فيه ألواح كهروضوئية سوداء اللون ذات الامتصاصية العالية للضوء وبالتالي الحصول على كفاءة حرارية أعلى. تمت مقارنته بالجهاز السابق الذي أستعمل فيه ألواح كهروضوئية داكنة ولكن بخلفية بيضاء اللون. جرت المقارنة بوجود وبعدم وجود زجاج على النظام الهجين. تبين أن الجهاز الذي تم استخدام لوح كهروضوئي أسود ذو كفاءة حرارية أعلى من النظام السابق حيث وصلت 65.25% بنسبة زيادة تصل إلى 20% بدون استخدام زجاج وكذلك وصلت إلى 77.8% بنسبة زيادة 4% باستخدام زجاج على الأنظمة الهجينة. ثالثا: تم استخدام إطار خشبي كحامل وعازل حراري في النظام الهجين السابق وتم مقارنته بنظام هجين يستخدم إطارا من "البولي يوريثين" الأخف وزنا والمتمتع بخاصية عزل حراري أفضل من الإطار الخشبي. تبين أن الكفاءة الحرارية للنظام الهجين الذي استخدم فيه إطار "البولي يوريثين" الخفيف أعلى بنسبة 16.7% و 5.7% عن الجهاز ذو الإطار الخشبي الثقيل بدون ومع زجاج على الترتيب. رابعا: دراسة ومقارنة الإنتاجية بين ثلاثة أجهزة في أن واحد: الأول يتكون من لوح كهروضوئي داكن مع خلفية بيضاء مع مبادل حراري نحاسي والثاني يتكون من لوح كهروضوئي أسود بالكامل مع مبادل حراري نحاسي والثالث يتكون من لوح كهروضوئي اسود بالكامل ولكن تم إضافة حراشف للمبادل الحراري النحاسي. وتبين أن إنتاجية الجهاز الهجين ذو اللوحة الكهروضوئية السوداء والذي يحتوي مبادل حراري بحراشف هي الأعلى بين الأجهزة الهجينة حيث أنتج 1.741 لتر/متر مربع/اليوم بدون استخدام غطاء زجاجي و 3.329 لتر/متر مربع/اليوم باستخدام غطاء زجاجي وذلك بزيادة 15.6% و 6.5% على الترتيب عن الجهاز ذو اللوح الكهروضوئي الأسود والذي يحتوي مبادل حراري بدون حراشف. وكذلك بزيادة 42.5% و 22.7% على الترتيب عن الجهاز ذو اللوح الكهروضوئي الداكن والذي يحتوي مبادل حراري بون حراشف. خامسا: مع أن كلا من الكفاءة الحرارية والإنتاجية للجهاز الهجين الذي يتكون لوح كهروضوئي أسود والذي يحتوي على مبادل حراري كانا الأكثر ارتفاعا مع وجود غطاء زجاجي مقارنة مع الأجهزة الهجينة السابقة، إلا أن القدرة الكهربائية المولدة من الخلايا الضوئية قد شهدت انخفاضا ملحوظا وذلك بسبب ارتفاع درجة حرارة اللوح الكهروضوئي بسبب الغطاء الزجاجي. حيث انخفضت القدرة الكهربائية من 173.77 واط بدون وجود غطاء زجاجي إلى 147.70 واط بوجود غطاء زجاجي، أي بانخفاض بما نسبته 17.6%. |
|---|
عناصر مشابهة
-
On the Performance of an Improved Hybrid Inverted Trickle Photovoltaic / Thermal (Pv/T) Solar System
بواسطة: البدادوة، سالم رجا عيسى منشور: (2017) -
Theoretical analysis and experimental performance of a hybrid inverted trickle photovoltaic / thermal PV / T solar system
بواسطة: Al Mashaleh, Rebhi Abd elrahman Khader منشور: (2012) -
Analysis of A Hybrid Pv-Solar Thermal Collector With Built-in Water Desalination System
بواسطة: Mahmoud, Murad منشور: (2011) -
Performance Comparison for Sun-Tracking Mechanism Photovoltaic "PV" and Concentrated Photovoltaic "CPV" Solar Panels with Fixed System PV Panels in Jordan
بواسطة: أبو حسين، ليالي محمد الحاج علي منشور: (2019) -
Thermal And Electrical Performance Investigation Of A Hybrid Photovoltaic - Solar Thermal System
بواسطة: الجرادات، هالة محمد منشور: (2016)
