الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 90 |  |  |
| | | from | 90 | | |
Abstract
وفقًا لحتياجات العالم من الطاقة، تتزايد الحاجة واستخدامات الوحدات الكهروضوئية نائية الوجه (BPV) ، وذلك بسبب المزايا التي تتمتع بها مقارنة بالوحدات الكهروضوئية أحادية الوجه(MPV) ومن أهم المشاكل التي تواجه هذه الوحدات هو ارتفاع درجة حرارة الخلية بسبب تعرضها المستمر لألشعة الشمسية مما قد يؤدي إلى استنزاف أداءها. تقدم هذه الاطروحة تصمي ًما جدي ًدا لتحسين أداء الخلية الشمسية BPV باستخدام األلواح المتعّرجة والمواد المتغيرة الطور )PCMs). الهدف الرئيسي من الدراسة المق ّدمة هو دراسة )تجريبيا وعدديا( إلى أي مدى يمكن للتصميم المقترح تحسين أداء الخلية الشمسية BPV. يتكون التصميم المقترح لوحدة BPV من خليتين MPV بقدرة 4 وات )خلية علوية وخلية سفلية(بأبعاد)عرض 165 مم، طول 210 مم، وسمك 25 مم( مجاورتين لصفيحتين متعّرجتين من األلومنيوم )0.5 مم( سمك وأبعاد التعّرج )عرض 3 مم وعمق 3 مم وطول 165 مم( بينها حاوية مستطيلة مملوءة بثالث طبقات من المواد المتغيرة الطور PCMs( طبقتان من -35RT بينهما طبقة 27 -RT )بسمك 24 مم . في الدراسة التجريبية، تم تصميم وتنفيذ منصة اختبار تجريبية بمعمل أنظمة الطاقة بكلية الهندسة جامعة المنصورة. تم تركيب وحدة BPV( تتكون من وحدتين MPV و2 لوح ألمنيوم أملس بينهما طبقة واحدة من مادة متغيّرة الطور )بارافين واكس(( على لوح خشبي بمرايا على شكل حرف L للسماح لإلشعاع الشمسي الساقط باالنعكاس والسقوط على الجانب السفلي من الخلية ثنائية الجانب. تم تجهيز منصة االختبار بأجهزة القياس التالية: - عداد الطاقة الشمسية المحمول الرقمي لقياس شدة اإلشعاع الشمسي - جهاز رقمي متعدد لقياس التيار والجهد على الخلية - مجموعة من األزدوجات الحرارية من نوع K لقياس درجات الحرارة على جانبي خلية BPV ودرجة الحرارة المحيطة. - عداد تدفق هواء رقمي لقياس سرعة الرياح تم اختبار وحدة BPV في يوم مشمس وتم تسجيل القياسات كل 15 دقيقة من الساعة 9 صبا ًحا حتى مسا، وسرعة الرياح ًء الساعة 3 . القياسات تشمل شدة اإلشعاع الشمسي، والتيار والجهد على الخلي السائدة، ودرجات الحرارة على جانبي الخلية BPV ودرجة حرارة الجو المحيط. وفي الدراسة العددية تم استنباط نموذج رياضي يصف األداء وانتقال الحرارة من خالل صفائح األلمنيوم وطبقات الخاليا الكهروضوئية أحادية الوجه )MPV)، ونموذج رياضي آخر يصف السلوك الحراري للمواد متغيرة الطور. تم استخدام البرنامج التجاري 1R 2020 ANSYS لحل معادالت النموذجين الرياضيين، وتم اختبار صالحيّته من خالل مقارنة نتائجه مع نتائج االختبار ( وأيضاً التجريبي للخلية المقترحة )BPV مع نتائج األبحاث السابقة. تم إجراء محاكاة عددية لثالث نماذج مختلفة من الخاليا الكهروضوئية ثنائية الجانب )BPV): 1.( النموذج )A )وهو التصميم المقترح لخلية )BPV )والذي يتكون من وحدتين MPV و2 لوح ألمنيوم متعّرج بينهما ثالث طبقات من مواد متغيّرة الطور -35RT و-27RT. 2( النموذج )B )الذي يتكون من وحدتين MPV و2 لوح ألمنيوم أملس بينهما طبقة واحدة من مادة متغيّرة الطور -35RT. 3( النموذج )C )وهو الخلية BPV التقليدية والتي تتكون من عدد 2 وحدة MPV فقط. تم مقارنة أداء النموذج )A )مع كل من النموذجين )B )و (C (على أساس درجات الحرارة والكفاءة. الكهربية للخلية BPV . وتم دراسة تأثير شدة االشعاع الشمسي على أداء كل من النموذجين (A( و(C(. وللحكم على التصميم المقتّرح من الناحية االقتصادية تم إجراء دراسة اقتصادية على أساس تكلفة إنتاج واحد كيلووات.ساعة من الطاقة الكهربية )دوالر/كيلووات.ساعة(. من هذه الدراسة نم استخالص االاستنتاجات الاتية: .1 انخفضت درجة حرارة التصميم المقترح للخلية )نموذج A ) وزادت كفاتها مقارنة بالخلية التي تحتوي على 2 لوح ألمنيوم أملس وطبقة واحدة من مادة متغيّرة الطور -35RT( النموذج B) ، وكان أقصى انخفاض في درجة الحرارة 4 درجات مئوية وأقصى نسبة مئوية للزيادة في الكفاءة الكهربية 0.5 .% .2 انخفضت درجة حرارة التصميم المقترح للخلية )نموذج A ) وزادت كفاتها مقارنة بالخلية التقليدية )النموذج C) ، وكان أقصى انخفاض في درجة الحرارة 13 درجة مئوية وأقصى نسبة مئوية للزيادة في الكفاءة الكهربية .%1.1 .3 بزيادة شدة االشعاع الشمسي تزداد درجة حرارة الخلية ونتيجة لذلك تنخفض كفاءتها الكهربية. .4 في بداية وقت التشغيل، تبلغ الطاقة الناتجة للتصميم المقترح لخلية BPV( النموذج A)8.4 و10.5 و12.6 وات عند شدة اإلشعاع الشمسي 800 و1000 و1200 وات/م على التوالي، مقارنة بـ 3.6 و4.6 و5.6 وات لخلية BPV التقليدية )الطراز C)، بينما في نهاية وقت التشغيل، تكون طاقة الخرج 3.3 و4.1 و4.7 وات مقارنة بـ 7.7 و9.6 و11.4 وات2 عند شدة اإلشعاع الشمسي ،800 ،1000 و 1200 وات/م ، على التوالي. 4 في بداية وقت التشغيل، تبلغ الطاقة الناتجة للتصميم المقترح لخلية BPV( النموذج A)8.4 و10.5 و12.6 وات عند شدة اإلشعاع الشمسي 800 و1000 و1200 وات/م، على التوالي، مقارنة بـ 3.6 و4.6 و5.6 وات لخلية BPV التقليدية )الطراز C)، بينما في نهاية وقت التشغيل، تكون طاقة الخرج 3.3 و4.1 و4.7 وات مقارنة بـ 7.7 و9.6 و11.4 وات 2 عند شدة اإلشعاع الشمسي ،800 ،1000 و 1200 وات/م على التوالي. .5 متوسط النسبة المئوية للزيادة في القدرة الكهربية بالخلية التي تحتوي على 2 لوح ألمنيوم أملس وطبقة واحدة من مادة متغيّرة الطور -35RT( النموذج B ) مقارنة بالخلية التقليدية )النموذج (C)بلغت قيمتها 5.8%. أظهر التحليل االقتصادي أن تكلفة الطاقة للخلية BPV( نموذج B )أقل من تكلفة خلية BPV التقليدية )نموذج C.