‏إظهار الرسائل ذات التسميات الطاقة الشمسية الحرارية. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات الطاقة الشمسية الحرارية. إظهار كافة الرسائل

الخميس، 21 مارس 2019

تحويل الماء وثاني اكسيد الكربون الي وقود بإستحدام الطاقة الشمسية

تحويل الماء وثاني اكسيد الكربون الي وقود باستخدام الطاقة الشمسية
فى الفتره الاخيره ازاد الطلب على الطاقه بسبب تغير اسلوب حياه الناس والذى اصبح يعتمد على الطاقه مثل اعتماده على الماء والطعام فى الوقت نفسه دق ناقوس الخطر للبشريه محزرا اياهم من امرين اثنين اولهما ان باحتراق الوقود الاحفورى ينطلق الى السماء غاز ثانى اكسيد الكربون وبعض الغازات الاخرى التى اصبحت تهدد الحياءه على الكوكب(الاحتباس الحرارى والتغيرات المناخيه )والامر الثانى هو ان هذه المصادر بدأت بانفاذ ومخوزنها اوشك على النهايه



فكان لابد من ايجاد مصادر للطاقه المتوفر لتوفير انتقال سريع من المصادر التى تضر الكوب الى الصديقه للبئيه
فنظرنا الى السماء لنجد الحل وهو مصدر الطاقه والدفئ فى مجموعتنا الشمسيه وهى الشمس وفقالدراسات فان الطاقه من الشمس التى تضرب الارض فى ساعه كفايه للبشريه لمده اكثر من عام ولكن استغلال الطاقه الشمسيه ليس بتلك السهوله فلديها الكثير من المشاكل والمعوقات من اهما

  1. لاتوجد طريقه فعاله لتخزين الطاقه الشمسيه واستخدامها فى فترات لاحقه
  2. درجه حراره الشمس ليست عاليه بما يكفى لاستخدامها عمليا

تمت معالجه مشكله ان درجه حراره الشمس ليست عاليه باستخدام المركزات الشمسيه التى تعمل على تركز الطاقه الشمسيه وبالتالى زياده درجه حراره الشمسه حتى تصل 3000 درجه مئويه

اما مشكله تخزين الطاقه الشمسيه فقد ارقت العلماء والباحثين لفتره طويله ثم جاء الحل بتحويل الطاقه الى وقود وبذلك تتحول الطاقه من شكل اشعاع شمسى الى رابطه كيمائيه ومن افضل الطرق الطريقه الكيمائيه الحراريه

تعمل هذه الطريقه على استخدام الطاقه الشمسيه الحراريه عاليه التركيز وذات درجه الحراره العاليه لفصل ثانى اكسيد الكربون الكربون والماء وبالتالى نحصل على غاز مخلق يمكن عمل معالجات كيمائيه عليه من اجل الحصول على اى نوع من الوقود

فوائد تحويل الماء وثاني اكسيد الكربون الي وقود بالطاقة الشمسية

  1. انها تعمل بكفاءة تحويل عاليه
  2. تعطى قيمه اقتصاديه على ثانى اكسيد الكربون وبالتالى تصبح عمليه جمعه من الغلاف الجوى ذات فائده وبالتالى تقليل الاحتباس الحرارى

وقد تمكن طلاب من جامعه السودان للعلوم والتكنلوجيا من تحقيق تلك التجربه عمليا

تحويل الماء وثاني اكسيد الكربون الي وقود باستخدام الطاقة الشمسية


الأحد، 17 مارس 2019

محركات الطاقة الشمسية الحرارية.

محركات الطاقة الشمسية الحرارية
لو نظرنا في أيامنا هذه سنجد أن الأعتماد الرئيسي في توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية يعتمد بالطبع علي الواح الطاقة الشمسية و التي تعتمد في فكرة عملها علي تأثير الضوء الساقط علي اشباه الموصلات كما شرحنا في مواضيع سابقة.
وأيضا كلنا يعلم مولدات الكهرباء اللتي تعمل بمحركات الديزل والتي تعتمد في فكرة عملها علي محرك ديزل يعمل بالسولار لتوليد حركة دورانية لتدوير ما يعرف بالموبينة او ( مولد الكهرباء ) والذي بدوره ينتج الكهرباء نتيجة لحركته الدورانية ومنها ما هو صغير قد يوجد في العديد من المنازل والمحلات ومنها ما هو كبير ويوجد في المصانع والشركات.
ولكن في هذا الموضوع سنتحدث عن طريقة أخري قد لا يعرفها الكثيرون وهو محرك الطاقة الشمسية او ما يعرف بمحركات الهواء الساخن والذي يعتمد في عمله علي الطاقة الحرارية للشمس كمصدر هائل للطاقة لتدوير محرك الطاقة الشمسية والذي له تصميم خاص ولا يعتمد نهائيا علي اي مصدر خارجي للطاقة من سولار او بنزين او غاز طبيعي او غيرها - هو فقط يعتمد في فكرة عمله علي حرارة الشمس . وبالطبع يمكن توصيله علي مولد كهرباء او ما يعرف بالموبينة لتوليد الكهرباء من دوران هذا المحرك. وقد وجد أن هذا النظام يعمل بكفاءة عالية تتفوق كثيرا علي الواح الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء. وهذا هو ما نتحدث عنه في موضوعنا هذا بشيء من التفصيل.




فكرة عمل محركات الطاقة الشمسية وتطورها :

محركات الطاقة الشمسية الحرارية
الفكرة المبدأية لمحركات الطاقة الشمسية ظهرت في الحقيقة في عام 1816 علي يد العالم روبيرت ستيرلنج حينما قام بعمل تصميم لمحرك يعمل بالحرارة ويحتوي علي غاز قد يكون هيليوم او هيدروجين او نيتروجين وتعتمد الفكرة علي تسخين الغاز الموجود بأحد النهايات وتبريد الغاز الداخل للنهاية الأخري سواء بالماء او الهواء كما هو موضح بالصورة بالأعلي وتبدأ الحركة أعتمادا علي تمدد الغاز عند تسخينه وانكماشه عند تبريده. وثم تصميم هذا المحرك ليعمل بالتسخين الخارجي من اي مصدر تسخين قد يكون بحرق وقود او حتي شمعة تحترق. وتستطيع اجراء المزيد من البحث عن هذا النوع من المحركات فله أشكال عدة لا يتسع الموضوع لذكرها كلها فنحن فقط نتكلم عن الفكرة. ويمكنك البحث عنه تحت عنوان Striling Engine .
لم تأخد هذه الفكرة أهتمام الكثيرين منذ عام 1816 ولا يدري احد لماذا ؟؟ قد يكون السبب سياسي او اقتصادي او رغبة الشركات العاملة في مجال محركات الديزل في السيطرة علي السوق أو غيرها فنحن جميعنا يعلم أنه حتي التجارب والأبحاث العلمية يحركها رأس المال العالمي ليصب في مصالح بعض الشخصيات والشركات وعلي أي حال ويعد مدة طويلة وفي عام 1987 قام رولف ميجر بأختراع محرك الطاقة الشمسية والذي أعتمد نفس فكرة روبيرت ستيرلنج ولكن كان مصدر الحرارة هذه المرة هو تركيز أشعة الشمس بدقة في نقطة واحدة للحصول علي كمية حرارة هائلة .




محركات الطاقة الشمسية الحرارية

وكما هو واضح بالصورة بالأعلي استخدم مجموعة من المرايا بتصميم خاص لكي تعمل علي تركيز الأشعة المنعكسة عن الشمس في نقطة واحدة لتوليد درجة حرارة هائلة يمكنها بسهولة ادارة محرك حراري كما ذكرنا وبالتالي توليد الكهرباء عن طريق دوران مولد مرتبط بالمحرك.
ويرتبط التصميم ايضا بنظام تتبع لقرص الشمس حتي يتحرك مع حركة قرص الشمس علي مدار اليوم والسنة للحصول علي اكبر كمية طاقة حرارية ممكنة من الشمس .
وأخذت هذه الفكرة في التطور ولكن بشكل بسيط من بعد ذلك .




توليد الكهرباء بمحركات الطاقة الشمسية في الوقت الحالي:

محركات الطاقة الشمسية الحرارية

بدأت محركات الطاقة الشمسية تظهر مجددا في السنوات الاخيرة حيث بدأت تظهر العديد من الشركات المنتجة لها وتم تنفيذ العديد من المشاريع حول العالم لتوليد الكهرباء عن طريق استخدام فكرة محركات الطاقة الشمسية وتعتبر أعلي طرق توليد الكهرباء بالطاقة الشمسية كفاءة حتي الآن حيث أن كفاءتها تصل الي 35 % وقد تزيد وعمرها الأفتراضي يصل الي 90 عاما في حين ان افضل انواع الواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية لا تزيد كفاءتها في افضل الظروف القياسية عن 21% وعمر افتراضي حوالي 25 سنة.
فهي تنافسية جدا وذات كفاءة عالية وتتفوق في كفائتها علي كافة مصادر الطاقة المتجددة المعروفة




مكونات انظمة توليد الكهرباء بمحركات الطاقة الشمسية

محركات الطاقة الشمسية الحرارية
هي ايضا تعرف باسم CPS (Concentrated Power Systems) وتتكون بكل بساطة من المجمع الشمسي او concentrator وهو عبارة عن شكل شبه دائري يشبه الي حد كبير شكل اطباق التقاط القنوات الفضائية ويكون مغطي من الداخل بسطح عاكس (مرايا ) مثبتة بزوايا معينة تسمح بتجميع اشعة الشمس الساقطة عليها في نقطة واحدة في المنتصف وهذا النظام ايضا يكون مثبت علي موتور قابل للحركة علي مدار اليوم والسنة ليتتبع حركة الشمس حتي يستطيع الحصول علي اكبر كمية من الطاقة علي مدار اليوم والعام.
تنعكس اشعة الشمس بعد ذلك الي المستقبل والذي قد يتكون من منظومة مرايا وعدسات لتركيز الأشعة في نقطة واحدة وهي النقطة التي يبدأ عندها عمل وحدة ال pcu -Power Conversion Unit والتي تتكون من :

  1. محرك الطاقة الشمسية والذي تحدثنا عنه من قبل stirling engine والذي بدوره يحول الطاقة الحرارية الي حركة دورانية
  2. المولد الكهربي generator والذي يقوم بتحويل هذه الحركة الدورانية الي كهرباء
  3. وحدة تحكم كهربية لتقوم بتنظيم الجهد الخارج
وفي بعض الأنظمة قد تحتوي ايضا علي وحدة تحزين للطاقة الحرارية حتي يتثني لها العمل في ظروف غياب الشمس نتيجة وجود غيوم او ما شابه.

وفي النهاية نحن نتمني ان يقدم هذا النظام حل لأزمات الطاقة المتكررة في عصرنا هذا وأن تقدم حلول اقتصادية كما نتمني ان نقوم بتطبيق هذه الأنظمة في بلادنا العربية وتوسيع البحث فيها حتي يتثني لنا مواكبة الأحتياجات المتزايدة من الطاقة مع تقدم الأنسان المستمر. وقد حاولنا هنا العبور بشيء من التفصيل علي فكرة محركات الطاقة الشمسية ونسعد بأسئلتكم في التعليقات لنتمكن من عرض المزيد من التفاصيل والأستفادة من خبرات الآحرين ايضا.



الاثنين، 11 مارس 2019

إستخدام المجففات الشمسية في تجفيف المحاصيل الزراعية

المجففات الشمسية في تجفيف المحاصيل الزراعية

إن مجففات المحاصيل الزراعية لا زالت بسيطة جداً لكنها في ذات الوقت فعّالة ونظيفة. والمكونات الأساسية للمجفف الشمسي هي رفوف أو صواني تجفيف مع مجمع شمسي. يمكن أن يكون المجمع الشمسي على هيئة صندوق زجاجي مع بيئة داخلية بألوان قاتمة لإمتصاص الطاقة الشمسية لتسخين الهواء، وهذا الهواء المُسخن في المجمع يتحرك عبر الحمل الحراري الطبيعي أو المراوح نحو المواد المُراد تجفيفها.


;الطاقة الشمسية وتجفيف المحاصيل بالمجففات الشمسية:

يعد إستخدام المجففات الشمسية أحد التطبيقات المُبيّنة لمستوى التطوّر الإقتصادي والإجتماعي والثقافي في الدول العربية والغربية، لذا تمّت دراسة إستخدام الطاقة الشمسية في تجفيف بعض المنتجات الزراعية مثل العنب والبُن والفلفل والأسماك

في مملكة البحرين، تمّ إنتاج معجون الطماطم بتركيز 20-26% بإستخدام مجففة شمسية مبسطة، وقد إستغرق الوصول للتركيز المذكور يوم واحد فقط كما أوضحت الإختبارات الحسيّة أفضلية المعجون المُنتج بإستخدام مجففة شمسية مبسطة عن المعجون المُصنّع معملياً أو المُصنّع بالطريقة المنزلية

إن مجففات المحاصيل الزراعية لا زالت بسيطة جداً لكنها في ذات الوقت فعّالة ونظيفة. والمكونات الأساسية للمجفف الشمسي هي رفوف أو صواني تجفيف مع مجمع شمسي. يمكن أن يكون المجمع الشمسي على هيئة صندوق زجاجي مع بيئة داخلية بألوان قاتمة لإمتصاص الطاقة الشمسية لتسخين الهواء، وهذا الهواء المُسخن في المجمع يتحرك عبر الحمل الحراري الطبيعي أو المراوح نحو المواد المُراد تجفيفها

يعد إستخدام المجففات الشمسية أحد التطبيقات المُبيّنة لمستوى التطوّر الإقتصادي والإجتماعي والثقافي في الدول العربية والغربية، لذا تمّت دراسة إستخدام الطاقة الشمسية في تجفيف بعض المنتجات الزراعية مثل العنب والبُن والفلفل والأسماك

في مملكة البحرين، تمّ إنتاج معجون الطماطم بتركيز 20-26% بإستخدام مجففة شمسية مبسطة، وقد إستغرق الوصول للتركيز المذكور يوم واحد فقط كما أوضحت الإختبارات الحسيّة أفضلية المعجون المُنتج بإستخدام مجففة شمسية مبسطة عن المعجون المُصنّع معملياً أو المُصنّع بالطريقة المنزلية




في اليمن، تمّ تجفيف البُنّ بالطاقة الشمسية علماً إن تجفيف البُنّ هو أحد الخطوات المهمّة والمؤثرة في صفاته النوعيّة ولهذا فإن تطوير طريقة التجفيف التقليدية وإستخدام المجففات الشمسية من السُبُل المُهمّة لتحسين النوعية وتقليل الفاقد أثناء التجفيف. كما تمّ في اليمن أيضاً تجفيف الفلفل بإستخدام المجففات الشمسية، حيث أمكن تقليل زمن التجفيف من 30 يوماً بالطريقة التقليدية إلى 7 أيام بإستخدام المجففات هذه إضافة لأفضلية الصفات النوعيّة

ومن آفاق إستخدام المجففات الشمسية، إستخدامها في تجفيف البذور والنباتات والأعشاب الطبيّة حيث تؤكد الدراسات إن البذور المجففة بإستخدام المجففات الشمسية تكون نسبة حيويتها أعلى، كما إن النباتات الطبيّة المجففة بإستخدام هذه المجففات تحافظ على نسبة أعلى من المواد الفعّالة

إن التجفيف بالطاقة الشمسية يمكن أن يشمل التمور التي تعتبر من أهم المنتجات في دول الخليج العربي، علماً إنه قد تمّ إنشاء معملاً في المملكة العربية السعودية لتجفيف التمور بصورة فعّالة بإستخدام الطاقة الشمسية وقد تمكنت المجففات الشمسية من تجفيف التمور في وقت قصير نسبياً لم يتجاوز 7 أيام تقريباً



الأحد، 6 ديسمبر 2015

التبريد والتكييف بالطاقة الشمسية

التبريد والتكييف بالطاقة الشمسية
هل يمكن فعلا ان نقوم بعملية التبريد او التكييف باستخدام الطاقة الشمسية؟
سألت عدد من الناس هذا السؤال ووجدت ان معظم الناس منهم من درس العلوم الهندسية لا يعلمون انه يوجد من التطبيقات  والمتوفرة بالفعل أنظمة تكييف وتبريد باستخدام الطاقة الشمسية أو بمعني أصح حرارة الشمس.
وسنحاول ان نعبر علي عدد من الأنظمة المتوفرة والتي اثبتت نجاح وأصبح لها شركات تنتجها حول العالم في موضوعنا هذا عن التبريد بالطاقة الشمسية.

السبت، 3 أكتوبر 2015

سخانات مياه الطاقة الشمسية

سخانات الطاقة الشمسية

ما هي سخانات الطاقة الشمسية؟

سخانات الطاقة الشمسية هي أحد أهم تطبيقات استخدام الطاقة الشمسية, والسخان الشمسي يقوم باستغلال الطاقة الشمسية الساقطة عليه لتسخين المياه بشكل مباشر وليس لتوليد الكهرباء كما في حالة الألواح الشمسية.
وهذه المياه الساخنة يمكن استغلالها لأغراض الأستحمام أو لتدفئة حمامات السباحة أو التدفئة بالطاقة الشمسية او حتي التبريد بالطاقة الشمسية, كما ان محطات الطاقة الشمسية الحرارية أيضا تستخدم تسخين المياه لتوليد الكهرباء.
سخانات الطاقة الشمسية موجودة منذ أكثر من مائة عام ولكن في العقدين الأخيرين تطورت تكنولوجيا السخانات الشمسية بشكل كبير وملحوظ ومعظم التطور الحاصل كان في المجمعات الشمسية فالمجمعات الشمسية الآن يمكنها استغلال ما يزيد عن 50% من الطاقة الشمسية الساقطة عليها. ولو قارنتها بالواح الطاقة الشمسية الفولتوضوئية فهي لا تستطيع تحويل أكثر من 21% من الطاقة الشمسية الساقطة عليها الي كهرباء وذلك في أجود انواع الواح الطاقة الشمسية.

السبت، 19 سبتمبر 2015

تحلية المياه بالطاقة الشمسية.. الفكرة !!

تحلية المياه بالطاقة الشمسية
عملية تحلية المياه بالطاقة الشمسية - Solar water distillation - من الممكن تعريفها بأنها هي عملية تنظيف الماء من الاملاح والرواسب عن طريق التبخير والتكثيف باستخدام الطاقة الشمسية الحرارية للحصول علي ماء نقي صالح للشرب او الزراعة.

الجمعة، 28 أغسطس 2015

التدقئة بالطاقة الشمسية .. كيف؟

التدفئة بالطاقة الشمسية

علي الرغم من ارتفاع درجات الحرارة الملحوظ في بلادنا العربية في فصل الصيف الا انه من الملاحظ ايضا ان فصل الشتاء اصبح قاسي البرودة هو الآخر لذلك توجب علينا الحديث عن التدفئة بالطاقة الشمسية, وفي الحقيقة عملية تدفئة الهواء بالطاقة الشمسية غير معروفة للكتيرين فكثير ممن يقرأ هذا الموضوع الآن سيسأل نفسه .. هل يمكن التدفئة بالطاقة الشمسية ؟؟ . والأجابة - بالطبع نعم, بل وسنتحدث في موضوع لاحق ايضا عن التبريد بالطاقة الشمسية... ودعونا ندخل في الموضوع وسنحاول ان نغطي فيه بشكل مبسط كيفية التدقئة بالطاقة الشمسية وطريقة عملها وانواعها.