دراسة عملية ونظرية للستارة الالكترونية المزعنفة في المجمع الشمسي باستخدام نماذج المنطق المضبب والشبكات العصبية

الباحث

حسام جبار راشد

المشرف

هشام سليم عنيد - خالد فيصل سلطان

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Electronic curtain;Solar collector;Fuzzy logic controller;Neural networks

يهدف هذا العمل دراسة المجمعات الشمسية ذات الانابيب المفرغة وزيادة اداء المنظومة والكفاءة بثلاث طرق : الطريقة الاولى يتم بتصميم ستارة الكترونية مزعنفه لزيادة اشعة الشمس المنعكسة على الانابيب. ايضا تم تصميم تطبيق خاص بالاجهزة الذكية تربط بواسطة البلوتوث حيث يعطي التطبيق امكانية فتح وغلق الستارة وتحرك الريش للاعلى او الاسفل واعطاء معلومات مباشرة عن درجة حرار السوائل النانوية . الطريقة الثانية لزيادة كفاءة المجمع الشمسي تم عن طريق استخدام السوائل النانوية بدلا من الماء والتي تتميز بالموصلية الحرارية العالية وبالتالي زيادة معدلات انتقال الحرارة . تم استخدام نوعين من السوائل النانوية (النحاس 01( 25 585 46 DW+( ) واوكسيد التيتانيوم ) 50)TIO2 نانومتر DW+ ) وتم اجراء الاختبار عن طريق اخذ ثلاث تراكيزحجمية مختلفة للسوائل النانوية هي (1/ ٠، 3/ و 5/ حجم) , وتم فحص اداء المجمع الشمسي عند معدلات تدفق مختلفة بمعدل (15, 30, 45 ) لتر/ دقيقة اما الطريقة الثالثة تمت عند استخدام طرق الذكاء الاصطناعي ( المنطق المضبب والشبكات العصبية ) للسيطرة على حركة و درجة حراره السائل النانوي عن طريق غلق الستارة الالكترونية وبالتالي تظليل انابيب المجمع الشمسي . حيث يتم غلق الستارة الالكترونية لتظليل الانابيب بالاعتماد على حركة ريش الستارة الالكترونية المزعنفة بناءا على درجة حراره السائل النانوي . تم تصميم برنامج السيطرة بواسطة برنامج )2019 (MATLAB للتنبؤ بدرجة الحرارة والسيطرة على حركة الستارة . اظهرت النتائج ان نسب التحسين بدون الستارة الالكترونية المزعنفة للنحاس Cu) ( 25 نانومتر) DW+ )هي )712.28 ، 720.52 و Leis (725.18 النسب المئوية لاوكسيد التيتانيوم 1102 (50 نانومتر DW+ ) هي )73.906 ٠ 75.34 و 77.407/) بسبب الخواص الحرارية وحجم المواد النانوية وان عملية التحسين الاولى باستخدام النحاس افضل من عملية التحسين الثانية باستخدام اوكسيد التيتانيوم. وأخيراً بلغ معدل تحسين نسبة الكفاءة في حالة الماء المقطر فقط (2.34/ و 3.81/). من ناحية أخرى ، فإن النسب المئوية للتحسين مع الستارة الالكترونية المزعنفة للنحاس Cu) ( 25 نانومتر) DW+ )هي )719.53 ، 224.42/ و 4 في نفس الوقت فان نسب التحسين المئوية لاوكسيد التيتانيوم 1102 (50 نانومتر DW+ ) هي (77.03 © 9.16/ و 711.89( تم تطبيق الستارة الإلكترونية ذات الزعانف على مجمع الأنبوب الشمسي المفرغ في بغداد.

This work aims to study evacuated tubes solar collectors as well as increase the system's performance and efficiency in three ways: The first way is to design a finned electronic curtain to increase the sun's rays reflected on the tubes. Additionally, a smartphone application was designed which is connected to the devices via Bluetooth. the application gives the ability to open and close the curtain as well as move the fins up or down and give direct information about the nanofluid's temperature. The second way is to increase the efficiency of the solar collector by using nano-fluids as an auxiliary fluid instead of water. This Nano solution is characterized by high thermal conductivity which in turn leads to increases in the rates of heat transfer. Two types of nano-fluids were used ( Cu (25 nm) +DW ) and Titanium Oxide( TiO2 (50 nm + DW). The test was performed by taking three different volume concentrations of 1%, 3%, and 5% by volume, respectively. The performance of the solar collector was evaluated at different flow rates of 15, 30, and 45 L/ min, respectively. The third method was implemented using artificial intelligence methods (fuzzy logic and neural networks) to control the movement and the temperature of the nano-fluids by closing the electronic curtain and shading the solar collector tubes. The control program is designed by (MATLAB 2019) program to predict the temperature and control the movement of the curtain. The results showed that the percentages of improvement without the electronic finned curtain when using copper as a Nano-fluid (Cu) (25 nm) (DW +) are 12.28%, 20.52%, and 25.18%, respectively. in comparison to the percentages improvement of titanium oxide TiO2 (50 nm + DW) with the values of 3.906%, 5.34%, and 7.407, respectively. The reason for the superiority of the first type is due to the Nano- fluid's thermal properties, as well as the size of the Nano-fluids using copper, which provides better performance than the second type that uses titanium dioxide. Finally, the rate of improvement of the efficiency using distilled water only reached 2.34% and 3.81%, respectively. On the other hand, the achieved percentages of improvement using the electronic finned curtain along with employing the copper as a nano-fluid Cu (25 nm) (DW +) are 19.53%, 24.42%, and 28.14%, respectively. In the same context, the percentages of enhancements for TiO2 (50nm + DW) are 7.03%, 9.16%, and 11.89%, respectively. Finally, the results revealed that the electronic finned curtain gives superior performance for the evacuated solar tube compared to another type.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب