research centers


Search results: Found 6

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Article
Efficiency Enhancement of a Dual-axis Solar PV Panel Tracker Using Water-Flow Double Glazing Technique
تحسين كفاءةِ اللوح الشمسي المقتفي ثنائي المحاور بإستخدام الماء المتدفق ضمن غطائه الزجاجي المزدوجِ

Loading...
Loading...
Abstract

The fall angle of sun rays on the surface of a photovoltaic PV panel and its temperature is negatively affecting the panel electrical energy produced and efficiency. The fall angle problem was commonly solved by using a dual-axis solar tracker that continually maintains the panel orthogonally positioning to the sun rays all day long. This leads to maximum absorption for solar radiation necessary to produce maximum amount of energy and maintain high level of electrical efficiency. To solve the PV panel temperature problem, a Water-Flow Double Glazing WFDG technique has been introduced as a new cooling tool to reduce the panel temperature. In this paper, an integration design of the water glazing system with a dual-axis tracker has been accomplished and experimentally tested in order to enhance the PV panel efficiency, especially at hot climates. The proposed glazing system can simultaneously perform two functions, firstly, working as a cooling tool for reducing the stored heat in the PV panel during its work and secondly as an optical filter for sun light spectrum. Optimum design factors with their levels for the glazing system were calculated according to Taguchi method. Test experiments were carried out in Baghdad city on the 20th and 21st July 2016 on the tracker with and without using the WFDG system. The obtained results show that, the PV panel temperature with using the WFDG system was significantly dropped by 44% and its efficiency increased maximally by 36.6% at solar irradiance of 1213W/m2 as compared with conventional one.

إنّ زاويةَ سقوط أشعةِ الشمس على سطحِ اللوح الشمسي ودرجة حرارته يُؤثّرانِ سلبياً على الطاقة الكهربائية للوح وكفاءته. أن مشكلة زاويةِ السقوط عادةً ما يتم حلها بإستخدام منظومة التتبع (المقتفي) الشمسي ذات المحورِين والذي يُبقي اللوح بشكل مستمر متعامد مع أشعةِ الشمس طِوال اليوم. هذا يُؤدّي إلى أقصى إمتصاصِ للإشعاعِ الشمسيِ والضروريِ لإنتاج الكميةِ القصوى مِن الطاقةِ وعند مستوىات عالية مِن الكفاءة الكهربائية. لحَلّ مشكلةَ الحرارة فقد تمّ استخدام تقنية الغرفة الزجاجية (المزججة) والتي يتدفقِ خلالها الماء بوصفها طريقة تبريد جديدةِ لتخفيض درجة حرارة اللوح. في هذه البحث، تمّ تصميم منظومِة التزجيج المقترحة بالتكامل مَع منظومة التتبع ثنائية المحاور واجريت التجارب المختبرية عليها لغرض تحسين كفاءةَ اللوح الشمسي، لاسيما في المناخِ الحارِ. نظام التزجيج المُقتَرَحِ يُمْكِنُ أَنْ يُؤدّي وظيفتين بشكل آني، أولاً، يعَمَل أداة تبريد لتقليل الحرارةِ المَخْزُونة في داخل اللوح أثناء عَملها وثانياً مرشِحا بصريا للطيفِ الضوئي. تمّ حساب معاملات التصميمُ الأمثل وبمستويات مختلفة لقيم نظامِ التزجيج وفقاّ لطريقةِ تاكوتشي. تمّ تنفيذ تجارب الإختبارِ في مدينةِ بغداد في العشرين والحادي والعشرين مِنْ يوليو/تموز 2016 على منظومة التتبع في حالتين مع إستعمال مقترح منظومة التزجيج وبدونها. تبُين النتائِج المستحصلة بأنّ، درجةَ الحرارة اللوح الشمسي بإستعمال منظومة التزجيج هَبطت بشكل ملحوظ بمقدار 44% وزادت كفاءتها الكهربائية بحاولي36.6 % عند بالمقارنة مع المنظومة التقليدية عند قيمة اشعاع شمسي 1213 W/m2.


Article
Thermal Performance Analysis of Parabolic Trough Solar Concentrator with Helical Tube Receiver
تحليل الأداءِ الحراريِ للمركز الشمسيِ ذوالقطع المكافئ يَضّم مُستلمِ ذوأنبوبِ حلزونيِ

Authors: Saad Tami Hamidi سعد طامي حميدي --- Jamal Abdul-Kareem Mohammed جمال عبد الكريم محمد --- Laith Mohsen Reda ليث محسن رضا
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2018 Volume: 21 Issue: 3 Pages: 374-383
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the experimental thermal performance for a parabolic trough solar concentrator (PTSC) combined with helical tube receiver and directed by two axes solar tracking system at different amount of water flow rates has been analyzed. The experimental test results of thermal performance with regard to temperature rise of water, useful heat gain and collector thermal efficiency for the PTSC prototype at controlled water flow rates (2.3, 22.5 and 29.4 L/h) are collected. The results show that the increase of water mass flow rates causes decrease in the average water output temperature as (120.8, 63.82 and 46.08oC), respectively, the maximum outlet temperature becomes (160.5, 76, 47) oC, respectively, and thus, the average useful heat gain will be (1249.4, 732, 732.5W), respectively and the average thermal efficiency decreases as (73.021, 49.51 and 44.31 %), respectively. The experimental results show that decrease the water mass flow rate by 74.4%, causes an increase in the thermal efficiency of the PTSC by 64.7%.

في البحث الحالي تمّ تحليل الأداء الحراري التجريبي الحراريِ للمركز الشمسيِ ذوالقطع المكافئ يضم مستلم ذو أنبوب حلزوني وموجه بواسطة منظومة التتبع الشمسي عند مقادير مختلفة من معدل التدفق الأجمالي للماء. تمّ جمع نتائج الاختبارات التجريبية للأداء الحراري بدلالة ارتفاع درجات الحرارة, الكسب النافع للحرارة, والكفاءة الحرارية للجامع في نموذج المركز الشمسي وعند مستويات مسيطر عليه تدفق المياه (2.3 , 22.5 ,29.4) لتر/ساعة. تبين النتائج بأن الزيادة في معدلات تدفق المياه تسبب نقصان في معدلات درجة حرارة الماء الخارج وكما يأتي (128.8, 63.82, 46.08) درجة, على التوالي وأن درجة الحرارة الخارجة القصوى تصبح (160.5, 76, 47) درجة, على التوالي, وبذلك سيصبح معدل الكسب الحراري النافع (1249.4, 732, 732.5) واط, على التوالي وأن معدل الكفاءة الحرارية ستقل كالأتي (73.021, 49.51, 44.31) %, على التوالي. تبين النتائج بأن تقليل معدل تدفق الماء بمعدل 74% سيزيد من الكفاءة الحرارية للجامع الحراري بمعدل 64.7%.


Article
Design and Implementation of an Automatic Control for Two Axis Tracking System for Applications of Concentrated Solar Thermal Power
تَصميم وتنفيذ تَحكّم آلي لمنظومة تَتبع ذاتُ محورين لتطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية المُرَّكزة

Loading...
Loading...
Abstract

The present work presents design and implementation of an automated two-axis solar tracking system using local materials with minimum cost, light weight and reliable structure. The tracking system consists of two parts, mechanical units (fixed and moving parts) and control units (four LDR sensors and Arduino UNO microcontroller to control two DC servomotors). The tracking system was fitted and assembled together with a parabolic trough solar concentrator (PTSC) system to move it according to information come from the sensors so as to keep the PTSC always perpendicular to sun rays. The experimental tests have been done on the PTSC system to investigate its thermal performance in two cases, with tracking system (case 1) and without tracking system (case 2). The experimental results showed that the average solar radiation falling on the PTSC prototype in the two cases during the same time was 854 and 701 watt/m2, respectively, which means an increase in the solar radiation about 21.8 % when using tracking system. It was found that the average useful heat gain output of solar collector was equal to (376.2, 252.6 watt) for the two cases, respectively, so there was an increase of about 48.9 % when using the tracking system. Also, the average thermal efficiency of the PTSC was found to be (20.7, 26.5 %) for the two cases, respectively, which means an increase in the average efficiency by 28% with use of tracking system compared to the fixed case.

يُمثل العمل الحالي تصميم و منظومة تتبع شمسي ذاتية الحركة ذات محوريين بأستخدام مواد محلية وتنفيذها بأقل كلفة وأخف وزناً وموثوقية بناء. منظومة التتبع تتألف من جزأين: الوحدات الميكانيكية (الأجزاء الثابتة والمتحركة) ووحدات التحكم الكهربائية (من اربعة متحسسات ضوئية من نوع LDR ومسيطر دقيق نوع أردوينو الذي يقوم بالسيطرة على محركيين نوع ذاتي الحركة يعملان بالتيار المستمر) . إنّ منظومة التتبع ثنائية المحاور تأتي متُلائمة ومُجمتعة سوية مع المُركّز الشمسي ذي القطع المكافىء لتحريك المُركز وبحسب المعطيات القادمة من المتحسسات الضوئية لكي تُبقى المُركز الشمسى بشكل دائم عمودياً على الاشعة الساقطة من الشمس .أجريت الأختبارات التجربية على المُركز الشمسي لتقويم الأداء الحراري في حالتين: (الحالة الأولى) بأستخدام منظومة التتبع الشمسي و(الحالة الثانية) عند عدم استخدامها. بَيّنت النتائج التجريبية المستحصلة بأن مُعدل أشعة الشمس الساقطة على المُركز الشمسي في الحالتين هي على التوالي (854 واط/متر2 و 701 واط/متر2) وهذا يعني زيادة في معدل الأشعاع الشمسي حوالى 21.8 % عند استخدام منظومة التتبع. لقد وُجدَ بأن معدل الحرارة المفيدة المكتسبة للمُركز الشمسي للمدة نفسها وللحالتين أعلاه هي على التوالي (376.2 واط و 252.6 واط) وهذا يعني زيادة حوالى 48.9 % عند استخدام منظومة التتبع وكما وجد بأن مُعدل الكفاءة الحرارية للمُركز الشمسي في حالتي التتبع كانت على التوالي (26.5% و 20.7%) وهذا يعني زيادة بمقدار 28 % عند استخدام منظومة التتبع ثنائي المحاور بالمقارنة مع المنظومة الثابتة.


Article
Using Smart Control System to Enhancement the Split Air Conditioning System Performance
استخدام نظام سيطرة ذكي لتحسين اداء منظومات التكييف ذات الوحدات المنفصلة

Loading...
Loading...
Abstract

In IRAQ, the air conditioners are the principal cause of high electrical demand. In summer, the outer temperature sometimes exceeds 500C which significantly effects on the A/C system performance and power consumed. In the present work, the improvement in mechanical and electrical performance of split A/C system is investigated experimentally and analytically. In this paper, performance and energy saving enhancement of a split-A/C system was experimentally investigated to be efficiently compatible with elevated temperature weathers. This improvement is accomplished via Smart Control System integrate with Proportional-Integral- Differential PID algorithm. The PIC16F877A micro-controller has been programmed with the PID and PWM codes to control the speed of the proposed DC condenser fan over wide range of speed, also it has been programmed to have a smart characteristics to protect the A/C system parts as the ability to detect a refrigerant leakage, condenser fan stop, and any obstacles for the fan air flow. A comparative study between the conventional and enhanced A/C system is performed. The results show that the proposed system exhibits better performance and saves more energy than the conventional one. The Coefficient of Performance (COP) of the split- A/C system are improved by about 20.56%.

تعد منظومات تكييف الهواء في العراق السبب الرئيس لاستهلاك القدرة الكهربائية صيفاً. وأن درجات الحرارة في فصل الصيف قد تتجاوز الـ 50م˚ أحياناً, وهذا يؤثر بشكل ملحوظ على أداء ومقدار القدرة المستهلكة في منظومات تكييف الهواء. ان الدراسة الحالية تسعى الى تحقيق تحسين في الاداء والقدرة المستهلكة لمنظـــومات تكــــييف الهواء المنفصلـــة عند درجات الحرارة المرتفة للمحيط الخارجي, وذلك من خلال مكاملتها مع نظام ذكي مبرمج (Smart Control System SCS) والذي بدوره تمت مكاملته مع خوارزمية السيطرة المعروفة بـ (Proportional-Integral- Differential PID algorithm). ان المسيطر الدقيق (PIC16F877A micro- controller) تمت برمجته بخوارزمية السيطرة (algorithm PID) و (Pulse Width Modulation PWM) من اجل السيطرة على سرعة مروحة المكثف لمنظومة التكييف وبمدى واسع, وكذلك فان المسيطر المذكور تمت برمجته ليمتلك خصائص ذكية لحماية اجزاء المنظومة من التلف, مثل الكشف المبكر عن التسريب في مائع التثليج, توفق مروحة المكثف, و الكشف عن العوائق في مجرى الهواءالداخل للمكثف. بعد الحصول على النتائج العملية, تم عمل دراسة مقارنة للمنظومة التقليدية والمحسنة, حيث اظهرت النتائج ان النظام المقترح ظهر تحسين في اداء المنظومة و القدرة المستهلكة فيها مقارنةً مع المنظومة التقليدية. حيث ان معامل الاداء ( Coefficient of Performance COP) لمنظومة التكييف تحسن بمقدار ٪.20.56.


Article
Design and Optimization of a Surface-Mounted Permanent-Magnet Linear Synchronous Motor with Maxwell ANSYS
تَصميم وتحقيق التصميم الامثل للمحرك الخطي التزامني ذو المغناطيس الدائم المُثّبَت على السطح باستخدام برامج ماكسويل أنسزز

Loading...
Loading...
Abstract

Linear motor offers several features in many applications that require linear motion. Nevertheless, the presence of cogging force can deteriorate the thrust of a permanent magnet linear motor. Using several methodologies, a design of synchronous single sided linear iron-core motor was proposed. According to exact formulas with surface-mounted magnets and concentrated winding specification, which are relying on geometrical parameters. Two-dimensional performance analysis of the designed model and its multi-objective optimization were accomplished as a method to reduce the motor cogging force using MAXWELL ANSYS. The optimum model design results showed that the maximum force ripple was approximatrly reduced by 81.24%compared to the original model with a smaller ripple coefficient of 0.22. Likewise, the model was redesigned taking into consideration two cases; laminated core and solid core. It was found that the error between the analytical and numerical results of the output force did not exceed 0.0967%.

يوفر المحرك الخطي العديد من المميزات في العديد من التطبيقات التي تتطلب حركة خطية. على الرغم من ذلك ،فإن وجود قوة التجاذب المغناطيسي التي تشابه قوى الترس الميكانيكية يمكن أن يتسبب في تدهور قوه الدفع في محرك خطي ذي مغناطيسي دائم. لذلك تم تقديم محرك خطي متزامن أحادي الجانب في هذه الورقة مصممًا بمغناطيس مثبت على السطح بوجود اللف المتمركّز وتمثيله طبقا لصيغ الدفع التحليلي مستندة على تأثيرات المتغيرات الهندسية مثل، تشكيلة اخدود الملف، طول الفجوة الهوائية، وارتفاع المغناطيس الدائم. تبعا لذلك، تم تنفيذ العديد من المنهجيات للتعامل مع هذه الظاهرة المؤذية. يتم انجاز تحليل الأداء ثنائي الأبعاد (2D) للنموذج المصمم والتحسين متعدد الأهداف الخاص به طريقة لتقليل قوة التجاذب المغناطيسي للمحرك باستخدام برنامج MAXWELL ANSYS. تُبين نتائج تصميم النموذج المثالي بأنّ التموج الحاصل في قوة الدفع القصوى تقل بحوالي 81.24 % مقارنة مع النموذج الأصلي (قبل التطوير) وبأصغر معامل تموج هو 0.22. أيضا، تّم أخذ خسائر القلب الحديدي بنظر الاعتبار ولحالتين؛ القلب المرقّق (ذو الشرائح) والقلب الصُلب وقُورنت النتائج في الحالتين. لقد وجد بأن خطأ نتائج التصميم بين الطرق التحليلية والعددية لحساب قوة الدفع الخارجة في المحرك لا تتجاوز 0.0967.


Article
Performance Enhancement of Photovoltaic Panel Using Double-sides Water Glazing Chambers Cooling Technique
تحسين أداء اللوح الشمسي باستخدام تقنية التبريد ثنائي الجوانب بالغرف المزججة

Loading...
Loading...
Abstract

The efficiency of the solar PV panel decreases significantly as the PV panel’s operating temperature increases. There are many cooling techniques might be suitably deal with this problem to enhance the solar panel efficiency. The presented cooling technique used for solving the PV panel’s temperature elevation is an active close loop cooling system, accomplished using two water glazing chambers made from acrylic glass placed at the PV panel surfaces (rear and front). These champers are utilized for cooling down the PV cell’s temperature, as well as filtering the useful sunlight spectrum. The results show that the PV cell’s temperature reduction by 50.06% with using the cooling system, this leads to an average increase in the maximum output power and consequently electrical efficiency of the PV panel by about 12.69% and 14.2%, respectively.

تنخفض كفاءة الألواح الكهروضوئية الشمسية بشكل كبير مع زيادة درجة حرارة تشغيل اللوح الكهروضوئي. هناك العديد من تقنيات التبريد قد تكون مناسبة للتعامل مع هذه المشكلة لتعزيز كفاءة الألواح الشمسية. تقنية التبريد المقترحة والمستخدمة لحل ارتفاع درجة حرارة اللوح الشمسي هي نظام تبريد حلقة مغلقة نشطة ، يتم إنجازها باستخدام غرفتين يمر من خلالها الماء مصنوعة من زجاج الأكريليك توضعان على كل من السطح الخلفي والأمامي للوح الشمسي. وتستخدم هذه الغرف لخفض درجة حرارة الخلايا الشمسية ،وكذلك ترشيح الترددات المفيدة في الطيف الشمسي. لقد وجد بان متوسط الانخفاض في درجة حرارة الخلايا الكهروضوئية الناتجة عن استخدام نظام التبريد كانت بحوالي 50.06% مقارنة باللوحة المرجعي، وهذا يؤدي إلى زيادة متوسطة في القدرة الخارجة القصوى والكفاءة الكهربائية للوح الشمسي بحوالي 12.69% و 14.2%على التوالي.

Listing 1 - 6 of 6
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (6)


Language

Arabic and English (4)

English (2)


Year
From To Submit

2019 (2)

2018 (3)

2016 (1)