التحلیل التجریبی للأداء الحراری لنموذجین من المجمعات الشمسیة تحت الظروف المصریة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ مساعد – قسم الهندسة الزراعیة– کلیة الزراعة – جامعة الزقازیق – مصر.

المستخلص

تم فی هذا البحث دراسة الاداء الحرارى لنموذجین مختلفین من المجمعات الشمسیة التی تعمل بطریقة التدویر الطبیعی , تم اختبار المجمعات على مدار العام لموسمى 2015 و 2016 فى مدینة الزقازیق محافظة الشرقیة بجمهوریة مصر العربیة. یتکون النموذج الاول من صندوق ذو اربعة اوجه زجاجیة (الوجه العلوی والامامی والجانبین) اما الوجه الخلفی والقاعدة مصنوعة من الخشب والنموذج الثانی یتکون من صندوق ذی وجه واحد زجاجی فقط وهو الوجه العلوى وبقیة الاوجه کلها من الخشب و بداخل کلا منهما اسطوانة من المعدن مطلیة باللون الاسود لامتصاص اشعة الشمس النافذة عبر الزجاج و المحتویة على الماء کوعاء تخزینى للحرارة الممتصة لاستخدامها فى اغراض مختلفة مثل التدفئة للمنازل او مزارع الدواجن او الاستخدام المنزلى الیومى للمیاه الساخنة.
أظهرت النتائج الاتى:

متوسط الاشعاع الشمسى مختلف من شهر الى شهر اخر على مدار العام,حیث کان متوسط الاشعاع الشمسى 220 ,460 وات /م2 خلال شهرى ینایر و یولیو على التوالى فى حین کانت درجة حرارة الجو 17, 34 درجة مئویة خلال شهرى دیسمبر و یونیو على التوالى.
کانت درجات حرارة دخول الماء و خروجه من المجمع الشمسى مختلفة من وقت الى اخر, فمثلا کانت درجات الحرارة خلال شهر ینایر 17 ,27 و 23 درجة مئویة لدخول الماء للنظامین و خروجه من النظام A و النظام B على التوالى. فى حین کانت 55,34 و 49 خلال شهر یولیو لدخول الماء للنظامین و خروجه من النظام A و النظام B على التوالى.


بالنسبة لکمیة الطاقة الممتصة على مدار الیوم کانت 860 و 430 وات/م2.الیوم للنظام A و النظام B على التوالى خلال شهر دیسمبر و 1955 و 975 على التوالى خلال شهر یونیه.
اما کمیة الطاقة المفقودة کانت 445 و 280 وات/م2.الیوم للنظام A و النظام B على التوالى خلال شهر دیسمبر و 1060 و 375 وات/م2.الیوم على التوالى خلال شهر یونیه.
کانت کفاءة النظامین مختلفة ایضا على مدار العام فکانت 43 و 50 % للنظام A و النظام B على التوالى خلال شهر ینایر و 44 و 63 %على التوالى خلال شهر یولیو.
من خلال النتائج یتضح ان النظام B اکثر کفاءة من النظام A فیما عدا شهرى نوفمبر و دیسمبر.

Ahsan, A. K., M. S. Islam, T. Fukuhara, and Abdul Halim Ghazali, (2010). "Experimental study on evaporation, condensation and production of a new Tubular Solar Still." Desalination 260 : 172–179.
Akuffo, F.O., and E.A. Jackson,(1998). Simulation studies on a compact solar water heater in the tropics. Solar & Wind Technology 5: 229-237.
Chouhan, G.S., and R.K. Agarwal,(2013). Experimental Analysis Of A Batch Type Solar Water Heater With Integrated Collector Water Storage System.(ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008 Certified Journal, Volume 3, Issue 5, May.
Duffie, J.A., and W. Beckman,(2006). Solar engineering of thermal processes, 3rd ed., Wiley, New Jersey.
Duffie, J.A., and W. Beckman,(2013). Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley & Sons, Inc. 483-508.
Gnanadason, M.,P. Koilraj, S. Kumar, S. Rajakumar, and M. H. Syed Yousuf,(2011). "Effect of nano-fluids in a vaccum single basin solar still." International Journal of Advanced Engineering Research and Studies 12: 171-177.
Kalogirou, S.A.,( 2009). Solar energy engineering: Processes and systems, Elsevier, London.
Kumar, S., G. N. Tiwari, and M. K. Gaur,(2011). "Development of empirical relation to evaluate the heat transfer coefficients and fractional energy in basin type hybrid (PV/T) active solar still." desalination 250: 214–221.
Madani H., (2006).  The performance of a cylindrical solar water heater.Renewable Energy 31: 1751-1763.
Mohamad, A.A. ,(1997). Integrated solar collector-storage tank system with thermal diode. Solar Energy 61: 211-218.
Narayan, G. P.,H. Mostafa , E. K. Summers, and J. H. Lienhard ,(2010). "The potential of solar-driven humidification–dehumidification desalination for small-scale decentralized water production, 14 : 1187–1201.
Rahul D., A. Sabah, Abdul Wahab, and G. N. Tiwari,(2011). "Performance study of the inverted absorber solar still with water depth and total dissolved solid." Applied Energy 88: 252-264.
Shewen, E. C., K. G. T. Hollands, and C. D. Remick, (1980)."Development of A Fixed Position, Fixed Configuration Air Heating Solar Collector, Solar Energy Project," Report No. Coll-9, National Research Council, Canada, Ottawa.
Sukhatme, S.P., (1998). Solar energy: Principles of thermal collection and storage, Tata McGraw-Hill, New Delhi.