دراسة نظرية وعملية لمنظومة سخان الماء الشمسي الهجين
Theoretical and Experimental Study of Hybrid Solar Water Heater
- الباحث
- دلال بشير عطية
- المشرف
- محمد كاظم السعدي - امير عبد جدوع
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Solar water heater;Hybrid system;Photovoltaic;Thermal performance
الملخص
زيادة الطلب على الكهرباء في جميع أنحاء العالم بشكل كبير . وانخفاض الوقود الأحفوري . والشلوث البيئي . والاحتباس الحراري ، مما يجعل من الضروري البحث عن بدائل وحلول محافظة على الطاقة. مم تسجيل gis المياه الكهربائي (EWH) با عتباره شاني أكبر De للطاقة المنزلية. أحد البدائل الفعالة لشّوفير الطاقة هو استخدام سخانات المياه الكهربائية / الشمسية الهجينة (55171855)بد لا من .51755 ركزت العديد من أنواع الأبحاث على كفاءة وتحسين أنواع مختلفة من تقنيات سخانات المياه بالطاقة الشمسية ، وناقشت بعض الدراسات GAY! أنظمة سخانات المياه بالطاقة الشمسية / الكهربائية الهجينة (ESWH). ومع ذلك . هناك نقص في سلوك النمذجة لمشل هذه الأنواع من سخانات المياه. في هذه الأطروحة تم التحقيق في تأثئير تكامل ESWHs على أداء شبكة توزيع الجهد المنخفض. أولا . تم تطوير نظام ESWH هجين باستخدام لوح عاكس من الألومنيوم (AL) أسفل نظام الأنابيب المفرغة ويناقش التحسينات في توفير الطاقة الكهربائية بشكل تجريبي. تمت صياغة نظام ESWH ومقارنة gilsill النموذجية مع القياسات التجريبية المقابلة. ثم تطبيق أربعة سيناريوهات لمدة أربعة أيام لكل موسم بغداد - العراق من تموز 2020 إلى تموز 2121. هذه السيناريوهات العملية تشمل سخان المياه الشمسي / الكهربائي (SEWH) كسخان مياه بالطاقة الشمسية يعمل Gas ضوء الشمس بدون طاقة كهربائية ¢ و SEWH كسخان مياه كهربائي . حيث يعمل النظام كسخان مياه كهربائي gable عن طريق تغطية Gar LY) المفرغة أشثناء النهارد ©، (581715بدون لوحة عا كسة Gas الأنابيب المفرغة . و SEWH مع لوحة عاكسة. بالإضافة إلى ذلك . يم إجراء حسابات فرق الطاقة لتقييم تشوفير الطاقة. تم oe على طاقة جميع الأيام المحددة لتكون أعلى بشكل ملحوظ عندما يعمل سخان المياه على الطاقة الكهربائية فقط . بينما تكون الطاقة أقل عندما يعمل سخان المياه على الطاقة الشمسية / الكهربائية الهجينة. أظهرت نتّائج المحاكاة التي تم الحصول عليها التقاء كبير بين النموذج المقشّرح والقياسات. في المقابل . أظهرت te! Bbw! الشي تم الحصول عليها نهج توفير oS إلى )337( كيلوواط ساعة سنويا مقارنة ب EWHS . مما يعد بخفض كبير في الطلب على الكهرباء في الشبكة وانبعائات غازات الاحتباس الحراري .لتحليل تأثشير SEWH على أداء شبكات التوزيع . يتم إجراء سيناريوهات مختلفة لمستئّوى تكامل SEWHS ويئم استخدام تدفق الطاقة الدوري لتحليل النظام. تظهر النتّائج أن تكامل SEWHS يقلل من أحمال الذروة وخسائر النظام. إلى جانب ذلك .
Abstract
Increasing the demand of electricity over the world dramatically, decreasing of fossil fuel, environmental pollution, and global warming, this makes it a necessity to search for alternatives and energy-conservative solutions. The Electric Water Heater (EWH) was recorded as the second biggest household energy consumption. One effective alternative for energy saving is to use hybrid Electric/Solar Water Heaters (ESWHs) instead of EWHs. Many kinds of research have focused on the efficiency and optimization of various kinds of solar water heater technologies, and few other studies have discussed the hybrid Electric/Solar Water Heater (ESWH) systems. However, there is a lack of modeling behavior of such types of water heaters. In this thesis the impact of integration of ESWHs on the performance of the low voltage distribution grid is investigated. Firstly, a hybrid ESWH system using an Aluminum (AL) reflector sheet underneath the system of evacuated tubes is developed and discusses the improvements in electrical energy savings experimentally. The ESWH system is formulated and compares the modeled outcomes with the corresponding experimental measurements. Four scenarios have been applied for four days for each season of Baghdad-Iraq from July2020 to July2121. These practical scenarios include the solar/electric water heater (SEWH) as a solar water heater operating under sunlight without electric power, the SEWH as an electric water heater, where the system operates as a conventional electric water heater by covering the evacuated tubes during the daytime, the SEWH without a reflector plate under the evacuated tubes, and the SEWH with a reflector plate. In addition, the energy difference calculations are conducted to evaluate energy savings. The energy of all the selected days is found to be significantly higher when the water heater working on electrical power only, while the energy is lower when the water heater working on hybrid solar/electrical power. The simulation results obtained showed a great meeting between the proposed model and the measurements. In contrast, the obtained experimental result showed a great savings approach to (337) kWh yearly as compared with EWHs, which promises a significant reduction of grid electricity demand and greenhouse gas emissions. To analyze the impact of SEWH on the performance of distribution grids, different scenarios of level of the integration of the SEWHs are conducted and the periodic power flow is employed to analyze the system. The results show that the integration the SEWHs reduces the peak loads and losses of the system. Besides, the SEWHs saving energy and improve the voltage bus profiles and decreases the current flowing in the lines. The improving of the performance of the distribution grid depends on the integration level of the SEWHs.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.