المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة

دراسة لحساب كفاءة جودة الطاقة لمجمع سخان شمسي

الملخص
منظومة السخان الشمسي هي منظومة متكاملة تستخدم الإشعاع الشمسي لتسخين المياه وأصبح استخدام السخانات الشمسية أمراً ملحا وضرورياً لترشيد استهلاك الطاقة. في هذه الدراسة تم استخدام القانون الثاني للديناميكا الحرارية كمبدأ للنمذجة الرياضية والتحليل للمجمع الشمسي باعتباره المكون الرئيسي لمنظومه السخان الشمسي و تمت ادارة المعادلات وإجراء المحاكاة للمنظومة بواسطة برنامج ماتلاب وقورنت النتائج لهذا المبحث بنتائج المراجع المتاحة وكان التوافق جيداً وأظهرت النتائج التباين بين التحليل المستند على مبدأ حفظ الطاقة (تحليل كمي) والمبدأ الذي كرست من أجله هذه الدراسة (كفاءة جودة الطاقة) الاكسيرجى. حسبت كفاءة الطاقة للمجمع الشمسي 46% بينما كفاءة جودتها3.8%، هذا يؤكد أنه عند تصميم السخانات الشمسية حتى البسيطة منها يجب التركيز على تحسين جودتها بالتوازي مع كميتها مع الأخذ في الاعتبار التكلفة وإجراء دراسة للجدوى الاقتصادية. حققت النمذجة وبرنامج المحاكاة مصداقية عالية مما سمح بإجراء دراسة بارمترية ومعرفة مدى تأثير كل من درجه حرارة الماء الابتدائية وشدة الإشعاع الساقط على كفاءة مجمع السخان الشمسي. الكلمات المفتاحية: سخان شمسي ذو مجمع مسطح – اكسيرجى – كفاءة – ماتلاب – حالة استقرار.
Abstract
The solar water heater system is an integrated system that utilizes solar radiation to heat water. The use of solar heaters has become necessary for solar efficient energy consumption. In this study, the second law of thermodynamics was used as principle for mathematical modeling and analysis of a solar collector as the main component of a solar water heater System. The modeling and simulations were managed using MATIAB software. The results of this study were compared to available references, and a good agreement was observed. The conclusions revealed the discrepancies between the analysis based on the principle of energy conservation and the quantitative analysis of exergy quality and efficiency. The efficiency of the thermal energy (quantity) for The collector was calculated to be 46% while the efficiency of its quality was 3.8%. This confirms that when designing solar water heaters, it is important to prioritize improving the quality of the thermal energy alongside it's quantity, while considering the cost. Conducting an economic quality study is recommended. The modeling and simulation program achieved high credibility, enabling a parametric study to be conducted to examine .The influence of changing parameters such as inlet temperature and radiation intensity on the efficiency. Keywords: Flat plate solar collector – Exergy - Efficiency- Matlab - Steady state.