دراسة نظرية و عملية لإنتاج غاز الهيدروجين باستخدام الطاقة الشمسية

مقدم أطروحة جامعية

محمد رسول، حسن فخري

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية

قسم هندسة المكائن و المعدات

دولة الجامعة

العراق

الدرجة العلمية

ماجستير

تاريخ الدرجة العلمية

2008

الملخص العربي

يتضمن هذا البحث دراسة نظرية و عملية عن إمكانية استغلال الطاقة الشمسية في إنتاج و توليد غاز الهيدروجين الذي يعد أحد الخيارات الرئيسة لاستعماله كمصدر للطاقة البديلة غير الملوثة للبيئة عند نضوب مصادر الوقود التقليدي.

الدراسة النظرية تضمنت بناء و تطوير أنموذج رياضي و هندسي لحساب و تخمين اتجاه و معدل الإشعاع الشمسي الساقط على لوح أفقي مثبت في موقع محدد على سطح الأرض، و القدرة الكهربائية التي ينتجها لوح خلايا شمسية عند تعرضه لإشعاع شمسي، و كمية الهيدروجين الذي تنتجه محللة كهربائية عند ظروف محددة.

الدراسة العملية تضمنت بناء أنموذج اختباري لمنظومة إنتاج الهيدروجين تتكون من لوح خلايا شمسية و محللة كهربائية للمحاليل المائية، و إجراء الاختبارات على المنظومة و تدوين القراءات و القياسات للمتغيرات المطلوبة.

يبدأ عمل المنظومة عند تعرض لوح الخلايا الشمسية إلى الإشعاع الشمسي خلال ساعات النهار فتمتص الخلايا طاقة الفوتونات و تحولها إلى طاقة كهربائية (بشكل جهد و تيار) تستغل لإجراء عملية التحليلي و فصل مكونات المحلول المائي في المحللة الكهربائية.

حين يصبح الجهد المتولد في لوح الخلايا أكبر من أدنى جهد مطلوب لعملية التحليل الكهربائي، و بسبب فرق الجهد بين قطبي المحللة يتولد مجال كهربائي يسمح بمرور التيار بينهما و خلال المحلول المائي فيتحرر غاز الهيدروجين على القطب السالب (الكاثود).

تم دراسة العوامل المؤثرة في إنتاجية المنظومة نظريا و عمليا، و تم مقارنة النتائج و تحليلها و كانت أهم النتائج العملية المستخلصة كالآتي : 1-المعدل اليومي العملي لإنتاجية منظومة مساحة لوح الخلايا الشمسية فيها (0.2787 m2) بلغت (5.744 L / day) و (452.974 * 10-6 Kg / day).

2-القيم العملية للجهد الكهربائي للوح الخلايا الشمسية و المستعمل في المحللة الكهربائية تراوحت (4.1-8.7 V) و بمعدل (7.31 V) لكل ساعة.

3-القيم العملية للتيار الكهربائي المتولد في لوح الخلايا الشمسية و المستهلك في المحللة الكهربائية تراوحت (0.32-1.45 A) و بمعدل (1A) لكل ساعة.

4-القيم العملية للقدرة الكهربائية للوح الخلايا تراوحت (1.3-12.6 W) و بمعدل (8W) لكل ساعة.

5-ارتفاع متوسط قيم الطاقة المستغلة في المنظومة عمليا و الذي بلغ (15.4 KW.

Hr / m3) و (195.8 Kw.

Hr / kg).

6-انخفاض متوسط الكفاءة الحرارية و الذي بلغ (22 %).

التخصصات الرئيسية

هندسة المواد والمعادن

الموضوعات

• علم الفلك
• الكيمياء
• الطاقة الشمسية
• الأرصاد الجوية
• الخلايا الشمسية
• الإشعاع الشمسي
• الهيدروجين
• البقع الشمسية

• APA
• MLA
• AMA

لغة النص

العربية

نوع البيانات

رسائل جامعية

رقم السجل

BIM-305215