تعزيز وزيادة أداء مجمع الطاقة الشمسية الأنبوبي المفرغ مع وبدون ستارة إلكترونية عاكسة باستخدام الذكاء الاصطناعي والهاتف المحمول الذكي

الباحث

علي جماد حسون

المشرف

هشام سليم عنيد - خالد فيصل سلطان

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Evacuated tube solar collector;Electronic curtain;Artificial intelligence;Smart mobile

تتناول هذه الرسالة دراسة تجريبية لمجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية المفرغة ، وكذلك تحسين أدائها وكفاءتها لما لها من أهمية كبيرة في مجال الطاقة المتجددة. تم تحسين أداء المجمع الشمسي اولاً من خلال تصميم وبناء ستارة إلكترونية مزدوجة متحركة (عاكسة ومظللة) مصنوعة من مرايا الأكريليك. كانت حركة الستارة من خلال محرك خطي يتم التحكم فيه بواسطة لوحة( Arduino ) ، وكانت حركة الستارة تتناسب مع درجة حرارة سائل العمل. الطريقة الثانية لتحسين أداء المجمع الشمسي هي استخدام نوعين من al gall النانوية (AL )و (50nm 1203ح) مع الماء المقطر (DW) كسائل العمل الرئيسي في النظام ،ان إضافة الجسيمات النانوية إلى سائل العمل يعتبر من أفضل الطرق لزيادة الخواص الحرارية من أجل زيادة اكتساب الحرارة ، وقد تم استخدام المواد النانوية بثلاثة تراكيز حجمية مختلفة (01؟9 ، 903 © 905) وتم إجراء الاختبارات الحرارية للمجمع الشمسي بثلاثة معدلات تدفق حجمية (15,9,3) لتر / دقيقة. أجريت التجارب العملية باستخدام وبدون استخدام نظام الستارة العاكسة في مدينة بغداد لخط عرض )33( وخط طول (44) ، وأظهرت النتائج عند استخدام تركيز (590) حجم لكلا المادتين النانويتين ولمعدلات التدفق الحجمية المذكورة انفاً ، أن نسبة تحسين الكفاءة الحرارية للمجمع الشمسي بدون استخدام ستارة للموائع النانوية (Al (30nm + DW) كانت )%41.4 ، %45.03 ٠ %48.5( ، بينما كانت نسبة التحسين لكفاءة المجمع الشمسي الحرارية للموائع النانوية (50nm) + (DW) 41209) كانت (9/032.6، 9037 ، 9042.3): من خلال النتائج نلاحظ أن النسبة المئوية للتحسين في الكفاءة لل AL (30mm) كانت أفضل من ALLO; (SOnm) بسبب الخصائص الحرارية العالية للجسيمات النانوية AL (30nm) ولكن عند استخدام الستارة العاكسة ¢ كانت نسبة تحسين الكفاءة الحرارية للسائل النانوي Al (30nm) + (DW) هي (52.12 56.46% 60.2690 %( ونسبة تحسين الكفاءة الحرارية للسائل النانوي (50nm) + (DW) 1203 كانت )46.6 %، 9048.01 52.7 %(، نلاحظ من خلال النتائج الأثر الواضح لاستخدام الستارة العاكسة في تحسين الكفاءة وزيادة اكتساب الحرارة عن طريق زيادة كمية الإشعاع الشمسي الساقط على الأنابيب المفرغة. كما تم استخدام (gas) طرق الذكاء الاصطناعي (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS)) للتنبؤ والتحكم في أداء المجمع الشمسي وتحسينه من خلال التنبؤ بفتح وإغلاق الستارة الإلكترونية ، وكان اختيارًا Wie لتحقيق الدقة والكفاءة المطلوبة لرفع أداء المجمع الشمسي .وتم استخدام تقنية إنترنت الأشياء (LOT) من خلال منصة (ThingSpeak) والهواتف الذكية لجمع وتسجيل جميع القراءات المطلوبة.

This thesis deals with an experimental study of evacuated tube solar collectors as well as improving their performance and efficiency because of their great importance in the field of renewable energy. The performance of the solar collector was improved by first designing and building a double electronic moving curtain (reflective and shaded) made of acrylic mirrors. The movement of the curtain was controlled by a linear motor controlled by the Arduino board, and the movement of the curtain was proportional to the temperature of the working fluid. The second way to enhance the performance of the solar collector is the use of two types of nanomaterial (AL (30) and AL2O3 (50 nm) with distilled water(DW) as the main working fluid in the system. Nanomaterials were used at three different volume concentrations (1%, 3%, and 5%) to increase heat gain, and thermal tests of the solar collector were performed at three different flow rates (3,9,15) L/min. Practical experiments were carried out using and without using the reflective curtain system in the city of Baghdad for latitude (33) and longitude (44), and the results showed that when using a concentration of 5% for both nanomaterial's and for the aforementioned volumetric flow rates, the improvement percentage of the thermal efficiency of the solar collector without using the curtain for nanofluid (Al (30 nm) + DW) was (41.4%, 45.03, and 48.5%), while the percentage of thermal efficiency of the solar collector for (Al2O3 (50 nm) + DW) was (32.6%, 37%, and 42.3%). In the results, we note that the percentage improvement in the efficiency of AL (30 nm) was better than AL2O3 (50 nm) due to the high thermal properties of AL (30 nm) nanoparticles. But when using the reflective curtain, the improvement percentage for the nanofluid (Al (30 nm) + DW) was (52.12%, 56.4%, 60.2%) and the improvement percentage for the nanofluid (Al2O3 (50 nm) + DW) was (46.6%, 48.01%, 52.7%) , We note through the results the clear effect of using the reflective curtain in improving efficiency and increasing heat gain by increasing the amount of solar radiation falling on the evacuated tubes. Also, one of the artificial intelligence methods (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) was used to predict and control the performance of the solar collector and improve it by predicting the opening and closing of the electronic curtain, and it was an ideal choice to achieve the accuracy and efficiency required to raise the performance of the solar collector. Interne of things technology (IoT) was also used through (ThingSpeak) platform and smartphones to collect and record all 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