تحليل وتعزيز أداء مجمع الطاقة الشمسية الأنبوبي المفرغ باستخدام الستارة الإلكترونية العاكسة والتحكم الذكي

الباحث

نغم عبد الحسين مجيد ناجي

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

Evacuated tube solar collector;Electronic curtain;Smart control;Reflectors

تقدم هذه الأطروحة دراسة تجريبية لتحسين وتطوير أداء المجمعات الشمسية الانبوبية المفرغة من الهواء (:1560]) باستخدام تقنيتين او طريقتين: الطريقة الاولى هي تصميم ستارة الكترونية ذات وجهين (عاكس ،(pales الغرض من استخدام الستارة الالكترونية العاكسة هو لعكس الاشعاع الشمسي المباشر والمشتت الساقط على الانابيب، وفي الوقت نفسه يتم التحكم في درجة حرارة سائل العمل عن طريق تحريك الستارة على مسافات محددة بواسطة محرك سيرفو (Servo DC motor) يتم التحكم فيه بواسطة لوحة af وبنو(8/0103170). حركة الستارة عبارة عن حركة نسبية بين الوجهين العاكس والماص نسبة الى درجة حرارة سائل العمل التي يتم تسجيلها بواسطة مستشعر حرارة متصل عند مخرج المجمع الشمسي. تم استخدام لاصق رقائق الالمنيوم على الوجه العاكس على اعتباره عاكس جيد حيث انه يعكس 8076 من الاشعاع الساقط عليه بينما كان الوجه الماص باللون الاسود الذي يمتص الحرارة بشكل جيد.اما الطريقة الثانية التي استخدمت لتحسين اداء المجمع الشمسي الانبوبي هي استخدام نوعين من المواد النانوية وهما الالمنيوم (Al(Z0MM)) واوكسيد الالمنيوم ((81203)50010) وهي الطريقة الحرارية الأكثر فاعلية بسبب الموصلية الحرارية العالية للمواد النانوية , وقد تم استخدام المواد النانوية بثلاثة احجام مختلفة من الجسيمات النانوية )1%,3%,5%(. تم اختبار الأداء الحراري للمجمع الشمسي بثلاث معدلات تدفق مختلفة هي (12,24,36)L/m . تم اجراء التجارب مع ويدون استخدام النظام العاكس (الستارة الالكترونية) عند خط عرض 32 "Ved وخط طول 44 شرقا" في محافظة بابل. اظهرت النتائج ان نسب تحسين الكفاءة بدون استخدام الستارة الالكترونية للسائل النانوي الاول (Al(30nm)+DW) هي )20.31% , 16.61% , 14.74%( , بينما للسائل النانوي الثاني (Alz03(SOnm)+DW) هي , 3.753% , 3.25%( ( 6.2596 . من النتائج نلاحظ ان نسب تحسين الكفاءة للنوع الأول من المواد النانوية افضل من النوع الثاني وذلك بسبب الخصائص الحرارية وحجم الجسيمات النانوية . في حين كانت نسب تحسين الكفاءة مع النظام العاكس للسائل النانوي الأول هي )26.92% , 22.83% , 20%( وللسائل النانوية الثاني هي )11-53% , 9.44% , 7.2%( , وهنا نلاحظ تأثير استخدام الستارة العاكسة في تحسين الكفاءة وزيادة الكسب الحراري.ومن ناحية أخرى تم استخدام إحدى طرق الذكاء الاصطناعي ( Fuzzy tau (Logic Controller بالمعلمات الحرارية لمجمع الطاقة الشمسية الانبوبي المفرغ واختباره عند درجات حرارة مختلفة. يعتبر الفززني لوجك كونترولر خيار مثالي لتحقيق الدقة والكفاءة اللازمتين لتحسين الأداء والحصول على أفضل النتائج والوصول الى حالة الاستقرارية.

This thesis presents an experimental study to improve and augmentation the performance of evacuated tube solar collector by using two methods. The first method is design a double- sided electronic curtain (reflective and absorbent). The purpose of using the reflective electronic curtain is to reflect the direct and scattered solar radiation on the pipes. At the same time controlling the temperature of the working fluid by moving the curtain at specified distances by a servo motor this is controlled by the Arduino board. The movement of the curtain is a relative movement between the reflecting and absorbent sides according to the temperature of the working fluid that is recorded by a heat sensor connected at the outlet. Whereas, aluminum foil adhesive was used on the reflective side as it is a good reflector it reflects 80% of the radiation falling on it. The absorbent face black color, which has a high heat absorption. The second method was used to improve the performance of solar collector is employment two types of nanomaterials, aluminum (Al(30nm)) and aluminum oxide (Al2O3(50nm)). It is the most efficient thermal method because the high thermal conductivity of nanomaterials. The nanomaterials were used with three different volume concentrations of nanoparticles (1%, 3%, 5%). The thermal performance of the solar collector was tested with three different volume flow rates (12,24,36) L/min. Experiments were carried out with and without the reflective system (electronic curtain) at 32 north latitude and 44 east longitude in Babil Governorate. The results showed that the percentages of efficiency improvement without using the reflective curtain of Nanofluid (AL(30nm) +DW) are (14.74%, 16.61%, 20.31%). While, f or (AL2O3(50nm) + DW) are (3.25%,3.753%, 6.25%). From the results, we note that the efficiency improvement ratios for the first type of nanomaterial are better than the second nanomaterial, due to the thermal properties and the size of the nanoparticle. The efficiency improvement ratios with the reflective curtain for the nanofluid (Al(30nm)+DW) were (20%, 22.83%, 26.92%) and for the nanofluid (Al2O3(50nm)+DW) were (7.2%,9.44%). ,11.53%). It is clear the effect of using the reflective curtain on improving efficiency and increasing thermal gain. On the other hand, one of the artificial intelligence methods (Fuzzy Logic Controller) was used to predict the thermal parameters of the vacuum tube solar collector and test it is performance at different temperatures. As a controller it is an ideal choice to achieve the accuracy and efficiency required to improve performance.

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