تصنیع وتقییم الاداء الحرارى للمجمعات الشمسیة المسطحة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة طنطا، مصر.

2 أستاذ الهندسة الزراعیة المساعد – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة طنطا، مصر.

3 أستاذ الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة طنطا، مصر.

4 أستاذ الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة الزقازیق، مصر.

المستخلص

أجریت الدراسة فوق سطح منزل بقریة دنوشر – مرکز المحلة الکبری  فی خلال صیف 2009 ولذلک تم تصمیم و تنفیذ نظام کامل للطاقة الشمسیة یتکون من ثلاث عناصر أساسیة (سخان ماء شمسی مساحته 2م2 وأخر مساحته0.994م2 حیث یقوم السخان الشمسی بتحویل الطاقة الضوئیة للأشعة الشمسیة إلی طاقة حراریة یتم إزاحتها بواسطة مائع السریان (الماء) المار خلاله یتکون سخان الماء الشمسی من ستة أجزاء رئیسیة ( صندوق المجمع collector box – لوح الامتصاص absorber plate – مواسیر النحاسcopper pipes – المادة العازلةinsulated material – الغطاء الزجاجی glass cover – طلمبة دفع المیاه water pump). صندوق المجمع الکبیر تم تصنیعه من أعمدة من الألومیتال بأبعاد2.8 *1.8*0.12 م بمساحة إجمالیة 5.88م2 ، لوح الامتصاص عبارة عن لوح من الألومنیوم طوله 2م و عرضه 1 م وسمکه 2مم تم طلائه بطلاء أسود مطفی لزیادة معامل الامتصاص ، تم ترکیب مبادل حراری من مواسیر النحاس الأحمر بقطر 12.7 مم علی لوح الامتصاص و طلاء المواسیر بنفس نوع مادة الطلاء ، تم تزوید جوانب و قاع الصندوق بمادة عازلة من الصوف الزجاجی لتقلیل الفواقد الحراریة بالحمل و الإشعاع ، تم تغطیة صندوق المجمع بلوح من الزجاج بسمک 5 مم بحیث یوفر مسافة رأسیة بینه و بین لوح الامتصاص مقدارها 0.5 سم لتوفیر سریان بالدفع لمائع التشغیل تم تزوید السخان الشمسی بطلمبة قدرتها 375 وات. أما بالنسبة للمجمع الصغیر تم تصنیعه من أعمدة من الألومیتال بأبعاد 1.5*0.78*0.12م بمساحة إجمالیة قدرها 1.17 م2 ، لوح الامتصاص عبارة عن لوح من الألومنیوم طوله 1.42*0.70*0.02 م
 إجراء التجارب Produce of experiments
تم تشغیل نظام التسخین الشمسی من الساعة التاسعة صباحا و حتی الرابعة مساءا .
تم توصیل المجمعین الکبیر و الصغیر علی التوالی ( 2.994م2) للحصول علی أعلی درجة حرارة و مقارنة ذلک باستخدام مساحة 2 م2  منفردة.
تم تشغیل ثلاث معدلات سریان ماء  وهی (2 ، 7.5 ، 12 لتر / دقیقة)
تم تشغیل النظام علی مساحتین من المجمع الشمسی (2 ، 2.994 م2)
أهم النتائج المتحصل علیها:-
- بلغ متوسط  الکفاءة الحراریة الکلیة لنظام التسخین الشمسی فی حالة مساحة 2.994م2 62% أما فی حالة مساحة 2م2 کان متوسط الکفاءة الحراریة الکلیة64 % . مما یعنی أن الفاقد من کمیة الطاقة الشمسیة المتاحة هو 38% و 36% للمساحتین الکبیرة و الصغیرة من المجمع علی التوالی.
- بلغ متوسط الکفاءة الکلیة الحراریة 66.71% عند استخدام مساحة 2.994م2 من المجمع و معدل سریان 7.5 لتر/ دقیقة بینما عند استخدام مساحة 2م2 من المجمع و معدل سریان 2 لتر/ دقیقة بلغ متوسط الکفاءة الکلیة الحراریة 68.68%.

الموضوعات الرئيسية


Abdellatif, S. M.; A. M. Matouk and R. E. Matouk (2006a). Effect of mass flow rate of operating fluid on solar panel thermal performance. J. Agric. Sci. Mansoura University, 31(7) : 479-496.
Abdellatif, S. M.; A. M. Matouk and R. E. Matouk (2006b). Effect of orientation, tilt angles and water inlet temperature on solar panel thermal performance. J. Agric. Sci., Mansoura University,  31(7):  497-510.
Abdellatif, S. M (1985). Solar energy collection, storage and utilization in protected cropping. Ph.D Thesis, Wye College, University of London, UK.
Abdellatif, S. M.; A. Kassem and N. Elashmouy (2009). Optimum tilt angle and orientation for a flat plate solar water heater under Egyptian conditions. Journal of Agricultural Machinery Science. 4(3): 253-258 
Awady, M.N. and Attar, M.Z. (2005). An electronic solar tracking system, Egyptian Patent # 023899, www.egypo.gov.eg/, accessed on June 2nd . 2010.
Duffie, J. A.; and W. A.  Beckman (1980). Solar engineering of thermal processes. Second Edition, JOHN  WIELY AND SONS, New York,  pp.762.  
Kalogirou, S. (2004). Solar thermal collectors and applications. Progress in Energy and Combustion Science, 30( 3 ):  231-295.
Leutz, R.; T.  Ackermann.; A. Akisawa and T. Kashiwagi, (2001). Solar radiation for sorption cooling in Australiasia. Renewable Energy,  22 (1-3): 395-402.
N.R.E.A. and U. S. A. I. D (1991). Egyptian solar radiation atlas. New and Renewable Energy Authority.
Kassem, A.; S. Abdullatif ; A. Kehta and A. Basuoni (2006). Thermal solar energy systems. Dar El Eman for printing.977-5030-79-x
Nuntaphan, A.; C. Chansena and T. Kiatsiriroat (2009). Performance analysis of solar water heater combined with heat pump using refrigerant mixture. Applied Energy, 86: 748-756.