دراسة تجريبية ونظرية للمجمع الشمسي الانبوبي المفرغ مع انواع مختلفة من الستائر الالكترونية العاكسة باستخدام الذكاء الاصطناعي

الباحث

سالي فائز ناجي

المشرف

هشام سليم عنيد - خالد فيصل سلطان

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Evacuated tube solar collector;Electronic curtains;Reflectors;Artificial intelligence

تتناول هذه الرسالة دراسة تجريبية لمجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنابيب de peal) بالإضافة إلى تحسين أدائها وكفاءتها بطرق مختلفة لما لها من أهمية كبيرة في مجال الطاقة المتجددة. الطريقة الأولى كانت من خلال تصميم وبناء ثلاث ستائر إلكترونية هجينة مزدوجة (عاكسة ومظللة) مصنوعة من مواد عاكسة مختلفة (مرايا اكريليك ومرايا زجاج ورقائق الألمنيوم) وهي تمثل الجانب الأمامي للستائرء اما الجانب الخلفي للستائر عبارة عن صفائح من الحديد المجلفن. تم التحكم في حركة الستائر الإلكترونية الهجينة بواسطة محرك خطي يتم التحكم فيه بواسطة لوحة (Arduino) ، وكانت حركة الستائر متناسبة مع درجة حرارة سائل العمل. الطريقة الثانية كانت باستخدام نوعين من السوائل النانوية Cu ( النحاس25 نانومتر) و CuO (اوكسيد النحاس 50 نانومتر) ، كل منهما يضاف إلى الماء المقطرء ان اضافة الجسيمات النانوية الى سائل العمل تعتبر من افضل الطرق لزيادة الخواص الحرارية و بالتالي زيادة اكتساب الحرارة. تم استخدام كلا الموائع النانوية بثلاث تراكيز حجمية (901 ، 903 ، %5( تم el yal جميع الاختبارات الحرارية للمجمع الشمسي باستخدام ثلاث معدلات تدفق )6 122 186( لتر / دقيقة. أجريت الاختبارات مع وبدون استخدام نظام الستائر الإلكترونية العاكسة الهجينة في مدينة بغداد عند خط عرض 33.3 وخط طول 44.3 خلال اشهر كانون الاول و كانون الثاني و شباط وآذار. أظهرت النتائج ان نسب التحسين في حالة عدم استخدام الستائر الالكترونية بوجود Cu )25 نانومتر) بأعلى تركيز حجمي 05,! ، ولمعدلات التدفق المذكورة سابقاً (9030.16 ، 9034.7 ، %38.41( ، بينما بوجود 010( 50 نانومتر+ ماء مقطر) كانت نسب التحسين (9622.19 ، %26.17 ، 9,031.44). نسب التحسين في حالة استخدام ستارة الكترونية مصنوعة من مرايا أكريليك باستخدام Cu )25 نانومثر+ cls مقطر) )%50.46 ٠ 9655.16 ، %63.5( ، بينما بوجود000 (50 نانومتر clot مقطر) )%40.06، 9644.24 ، %49.06( النسب المئوية للتحسين في حالة استخدام ستارة الكترونية مصنوعة من مرايا زجاج بوجود Cu )25 نانومتر+ماء مقطر) ) 9644.82 bein ، (%58.06 ٠ 9650.13 ٠، بوجود 50)CuO نانومتر+ماء مقطر) )%36.46 ٠ 9639.6 ٠ %44.38( . أخيرًا كانت نسب التحسين في حالة استخدام ستارة الكترونية مصنوعة من رقائق الألومنيوم بوجود © (25 نانومتر+ماء مقطر) ( 9641.37 ٠ 9646.08 ٠ %53.04( ، بينما بوجود CuO (50 نانومتر+ماء مقطر) )%33.90 ، 9637.16 ٠ %40.92( . من خلال النتائج نلاحظ الأثر الواضح لاستخدام الستارة الإلكترونية العاكسة الهجينة بصورة عامة في تحسين كفاءة المجمع وزيادة اكتساب الحرارة ، ومن خلال المقارنة ، تبين ان الستارة الالكترونية المصنوعة من مرايا الأكريليك لها الأثر الأكبر في تحسين أداء المجمع الشمسي من بين الستائرذات المواد العاكسة الأخرى المستخدمة بسبب انعكاسيتها العالية تقدر ب 9099 . الطريقة الثالثة كانت باستخدام ثلاث طرق للذكاء الاصطناعي لكل ستارة إلكترونية عاكسة (المنطق المضبب والشبكات العصبية والاستدلال الضبابي العصبي التكيفي) للتنبؤ والتحكم في أداء المجمع وتحسينه من خلال التنبؤ بفتح وإغلاق الستائر العاكسة الإلكترونية. من خلال المقارنة ، وجد أن تطبيق خوارزمية ANFIS للستارة اكريلك العاكسة كان خيارًا مثاليًا لتحقيق الدقة والكفاءة المطلوبة لزيادة أداء المجمع الشمسي مقارنة بالمواد العاكسة الأخرى والخوارزميات الأخرى المستخدمة. تم استخدام تقنية انترنت الاشياء (IoT) من خلال منصة ThingSpeak والهواتف الذكية لجمع وتسجيل جميع القراءات المطلوبة.

This thesis deals with an experimental study of evacuated tube solar collectors, in addition to ameliorating their performance and efficiency in various methods because of their senior importance in the field of renewable energy. The first method was by design and construction of three hybrid double electronic curtains (reflective and shaded) made of various reflective materials, including acrylic mirrors, glass mirrors, and aluminum foil which are the front side of the curtains, and the back side of the curtains are sheets of galvanized iron. The movement of hybrid electronic curtains were controlled by a linear motor controlled by an Arduino, the movement of the curtains was proportional to the temperature of the working fluids. The second method was by using two types of nanofluids (Cu Copper 25nm) and (CuO Copper Oxide 50nm), each of which was added to distilled water. Both nanofluids were used with three volume concentrations 1%,3%,5% to increase heat gain. All thermal tests of the solar collector were carried out using three flow rates 6,12,18 L/min. The tests were conducted with and without the use of the hybrid reflective electronic curtains system in the city of Baghdad, latitude 33.3 and longitude 44.3, during December, January, February, and March. The results showed that the percentages of improvement in the case of not using electronic curtains for Cu(25nm) at the highest volumetric concentration 5%, and for the previously mentioned flow rates 30.16%,34.7%,38.41%, while CuO(50nm)+DW 22.19%,26.17%, 31.44%. While the percentages of improvement in the case of using an electronic curtain of acrylic mirrors using Cu(25nm)+DW 50.46%,55.16%, 63.5%, for CuO(50nm)+DW 40.06%, 44.24%, 49.06%, the percentages of improvement in the case of using an electronic curtain of glass mirrors for Cu(25nm)+DW 44.82%, 50.13%, 58.06%, while CuO(50nm)+DW 36.46%,39.6%,44.38%, finally the percentages of improvement in the case of using an electronic curtain of aluminum foil for Cu(25nm)+DW 41.37%, 46.08%, 53.04%, while CuO(50nm)+DW 33.90%, 37.16%, 40.92%. Through the results, we notice the clear effect of using the hybrid reflective electronic curtain in improving the efficiency of the collector and increasing heat gain, and through comparison, the electronic curtain made of acrylic mirrors had the greatest impact on improving the performance of the solar collector than other reflective curtains used because of its high reflectivity estimated 99%. The third method was by using three methods of artificial intelligence for each electronic reflective curtain (fuzzy logic, neural networks, and adaptive neural fuzzy inference) to predict and control the performance of the collector and improve it by predicting the opening and closing of the electronic reflective curtains. through comparison, it was found that the application of the ANFIS algorithm for acrylic mirrors curtain was an ideal choice to achieve the accuracy and efficiency required to augment the performance of the solar collector compared to other reflective materials and other algorithms. IoT Internet of things technology was used through ThingSpeak platform and smartphones to collect and record all the required readings.

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