الفهرس 
AbstractOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 161 |  |  |
| | | from | 161 | | |
Abstract
تحليل وتحكم فى أنظمة الطاقة المتجددة الفوتوفلطائية
يتعرض عالمنا اليوم إلى أزمة اقتصادية مستمرة نتيجة لارتفاع أسعار الطاقة وزيادة الطلب عليها وذلك لارتباطها بالوقود الأحفوري أو التقليدي ( النفط والغاز والفحم),أضف إلى ذلك ما يتعرض له كوكب الأرض من تلوث بيئي نتيجة لانبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى والتي أدت إلى انحباس حراري وارتفاع درجات حرارة الجو وتساقط الأمطار الحامضية وذوبان الثلوج وانغمار أراضي صالحة للزراعه وانحباس الأمطار عن مناطق أخرى مما يؤدي إلى التصحر. في مقابل ذلك تتوفر الطاقات المتجددة والمستديمة في كافة بقاع العالم وهي طاقة نظيفة غير ملوثة للجو ومتجددة ومستديمة .
أن احد أهم أنواع الطاقة المتجددة هي طاقة الشمس , ولكن السؤال الذي يتبادر إلى الذهن لماذا لا تستخدم هذه الطاقة رغم توفرها ونظافتها وهي صديقة للبيئة ؟. هناك أسباب كثيرة ولكن ما يهمنا هو سببان، الأول: سيطرة شركات النفط الاحتكارية على صناعة الطاقة وبذلك فإنها تمنع أو تحول دون انتشار واستغلال الطاقة المتجددة خوفا من منافستها في السوق , والسبب الثاني هو : منع وعدم رغبة الدول الصناعية والمتقدمه تكنولوجيا من نقل تقنيات الطاقة المتجددة الى الدول غير الصناعية واحتكارها لهذه التكنولوجيا وبما ان هذه الطاقة متوفرة في عالمنا العربي فما علينا إلا أن نطرق بابها وبقوة وعدم الانتظار لحين استيرادها من الدول الصناعية وعند ذاك سوف يكون العالم قد غادر هذه التقنية وأصبح الفرق شاسع بيننا وبينهم كما هو الحال الآن في التكنولوجيا النووية والالكترونية والكيمياوية وغيرها بحيث أصبحنا مستهلكين بدل أن نكون منتجين . سوف أركز في دراستى هذه على الطاقة الشمسية وذلك لتوفرها وسهولة تصنيعها.
تناولت هذه الدراسة تحليل و دراسة أداء الألواح الشمسية، حيث اخترنا العمل على اللوح (الموديول) الشمسي MSX-60، بالإضافة إلى تحسين استطاعته عن طريق تعقّب نقطة الاستطاعة العظمى (MPPT)، و يتم ذلك باستخدام مقّطع رافع للجهد للحصول على أكبر استطاعة ممكنة من اللوح الشمسي. تم ّوضع نموذج رياضي مكافئ لعمل اللوح الشمسي الحقيقي (غير مثالي) من خلال دراسة الخلايا الكهروضوئيّة (PV)، حيث تمّ عمل تقدير بسيط للمقاومات التى تسبب الفقد فى الوحدات الكهروضوئية من أجل تحديد قيمة المقاومة التسلسلية للموديول RS، والمقاومة التفرعية RSH للحصول على نموذج غير معقد يحاكى النموذج الحقيقى. كما تناولت هذه الدراسة دراسة تأثير العوامل المناخية المختلفة على جهد القدرة القصوى كما تم تنفيذ خوارزمية تحسن أداء السرب (PSO) ومقارنتها بخوارزمية الاضطراب و المراقبة Perturbation and Observation P&O)). بناءً على ماسبق، قمنا بإجراء عملية النمذجة للموديول الشمسي MSX-60 باستخدام برنامج (MATLAB/Simulink) ، حيث صممنا واجهة مستخدم رسومية GUI لعرض خصائص الموديول و حساب المقاومتين RS, RSH ، بالإضافة تصميم دارة المقطّع الرافع للجهد (boost-step up).
تمّ تطبيق النموذج المقترح على حمولة أومية وفق مبدأ ملاحقة نقطة الاستطاعة العظمىMPP ،و مناقشة النتائج لحالتي توصيل الموديول الشمسي على الحمل مباشرةً، و التوصيل عن طريق مقطّع مقاد بخوارزمية P&Oوخوارزمية PSO ومقارنة النتائج. وتم دراسة تأثير عزم دوران الحمل على أداء النظام.
وتكونت الدراسة من سبع فصول وقائمة للمراجع التى استخدمت فى هذه الدراسة وجاءت موضوعاتها بالترتيب التالى:
الباب الأول: فيه تم إستعراض مميزات النظام الذى بالفولتية الضوئية مقارنة بالأنظمة الأخرى كذلك ملخص عما سيتم عرضه فى الأبواب التالية.
الباب الثانى: فيه تم إستعراض مقدمة عن مولد الفولتوضوئية وتطور إستخدام الخلايا الفولتوضوئية فى جميع أنحاء العالم فى السنوات الأخيرة. وكذلك التطبيقات المستخدمة فى الخلايا الفولتوضوئية. وتوضيح الطرق المختلفة المستخدمة سابقاُ فى تتبع نقطة الطاقة القصوى.
الباب الثالث: فيه تم إستعراض طريقة رياضية مبسطة لنمذجة الخلية الكهروضوئية ذات الخمس متغيرات ومقارنة نتائج هذا النموذج مع ورقة البيانات الخاصة بهذه الخلايا وكذلك دراسة تأثير العوامل الجوية المختلفة على كفاءة الخلايا الشمسية.
الباب الرابع: فيه تم إستعراض تأثير التظليل الجزئي على كفاءة الخلايا الشمسية مقدار الطاقة المفقودة من خلالها عن طريق دراسة هذه التأثير على مصفوفة من الخلايا الشمسية المتصلة معأً بإستخدام برنامج المحاكاه (MATLAB/Simulink).
الباب الخامس: فيه تم إستعراض عـدة تقنيـات لملاحقـة نقطـة الاستطاعة العظمى المستخدمة في الألواح الكهروضوئية بهدف الحصول على أعظم طاقة كهربائية يمكـن توليـدها مـن النظـام الكهروضوئي، وتختلف هذه التقنيات من حيث البساطة وسرعة الأداء والأدوات المستخدمة فيها (كالحساسات) والكلفة الاقتصادية. تتضمن هذه الدراسة مقارنة إثنان من الطرق المستخدمة (PSO and P&O) في ملاحقة نقطة الإستطاعة العظمـى للأواح الكهرضـوئية باختلاف أنواعها، إِذْ قيم أداؤها من وجهة نظر طاقية باستخدام برنامج المحاكاه (MATLAB/Simulink)، مع الأخذ بالحـسبان أشـكالاً مختلفـة للإشـعاع الشمسي. وذلك لإجراء مقارنة بناءعلى الأداء لتحديد الخيار الأمثل بينها.
الباب السادس: فيه تم إستعراض أداء نظام ضخ المياه مرتبط بخلايا شمسية ذات تظليل جزئى وتقييم هذا الأداء بإستخدام برنامج المحاكاه (MATLAB/Simulink).
الباب السابع: فيه تم إستعراض أهم الإستنتاجات التى توصلت إليها هذه الدراسة والنقاط المقترحة لدراستها مستقبلياً فى مجال موضوع الدراسة.
قائمة المراجع: تحتوى على قائمة بالمراجع التى تم الإستعانة بها فى الدراسة.
قائمة بالأبحاث المنشورة: تحتوى على الأبحاث التى تم نشرها من هذه الدراسة.