Includes a title page in Arabic

Thesis (Ph.D.) Doctoral Egypt - Japan University of Science and Technology (E-JUST) - School of Energy , Environment , and Chemical and Petrochemical Engineering -Energy Resources Engineering Department 2018

في السنوات الماضية و فى ظل أزمة الطاقة التي تضرب اغلب بلدان العالم و تزامن مع ذلك تراجع المخزون الإحتياطي للوقود الحفري مما أدى ذلك إلى ارتفاع ملحوظ فى أسعار الكهرباء فى بعض الدول النامية و على أثرها ازدادت جميع أسعار السلع التي تعتمد إعتمادا رئيسها على الكهرباء فى إنتاجها و توزيعها مما أثر ذلك على المستوى المعيشي للأفراد هذه المعضلات و هما زيادة إستهلاك الطاقة و أسعارها فيت من الحمى البحث عن وسائل بديلة و مستدامة تستخدم في تغطية العجز الناتج عن أزمة الوقود الحفرى و تعتمد هذه الوسائل على الاستفادة من الطاقة الجديدة و المتجددة في تحقيق هذا الاكتفاء بسعر مناسب من هذه الوسائل استخدام أنظمة الخلايا الشمسية مركزة الاشعاع الشمسي و في هذه الأنظمة كوسيلة لتقليل التكلفة الناتجة عن استخدام خلايا ضوئية غالية الثمن يتم إستبدال جزء كبير من الخلايا الشمسية بمرايا و عدسات أقل منها فى الثمن لتركيز الإشعاع الشمسى على الخلايا و لتوليد كمية هائلة من الطاقة الكهربية و لكن نظرا لأن كفاءة الخلايا الشمسية المتواجدة حاليا تقل بمقدار ملحوظ مع ارتفاع درجة حرارتها فكان من الضروري أن يتم استخدام نظام تبريد كفء للمحافظة على درجة حراتها فى الحد المسموح لة و لتحقيق توزيع منتظم لدرجة الحرارة على طبقة السيليكون الرقيقة و المسؤلة عن توليد الطاقة الكهربية فى النظام و يستخدم هذا النظام ليس فى توليد الطاقة الكهربائية فحسب بل و يمكن أيضا استخدامة فى الإستفادة من الطاقة الحرارية الممتصة من الخلايا فى تسخين مياة للتدفئة في فصل الشتاء أو لتحلية مياة أو نظام تبريد بالإمتزاز و بذلك يكون قد تم الإستفاده بكم كبير من الطاقة الشمسية في نظام واحد و لكن من أكبر التحديات التي تواجة هذه الأنظمة هي التحكم فى درجة حرارة الخلايا لتحقيق أكبر كفاءة ممكنة للنظام في هذه الأطروحة تم إستخدام المصارف الحرارية ذات القنوات الدقيقة كوسيلة فعالة لتبريد تلك الخلايا و ذلك للمحافظة على حجم صغير للنظام بحيث يكون فعال و خفيف الوزن فى حالات الخلايا الشمسية مركزة الإشعاع الشمسي ذات أنظمة التتبع الشمسي ثنائية المحور في بداية الأطروحة نظرا لأن أنظمة التبريد هذه قد تستهتلك جزءا كبيرا الطاقة المتولدة من الخلايا، تم عمل دراسة مبدئيه لتحليل فاعلية إستخدامها في هذة المنظومة و كذلك كفاءة استخدام مواقع تحتوى على جزيئات متناهية الصغر (موائع النانو) لتحسين أداء طرد الحرارة من تلك الخلايا و فى نهاية هذا الجزء و إعتمادا على نموذج حرارى عددى تم التأكد من فاعلية نظام التبريد هذا لتلك الخلايا و بمقارنة نتايج هذه الأطروحة مع نفس الوسائل التي تم استخدامها سابقا فى أبحاث أخرى لتبريد تلك الخلايا أثبتت نتائج هذه الأطروحة تحقيق درجة حرارة منخفضة لتلك الخلايا بالمقارنة بتلك الأبحاث و أوضحت النتائج أيضا أن إستخدام موائع النانو يحسن من أداء تلك الخلايا خاصة عند تركيز إشعاع شمسى عالى و معدل تدفق قليل من موائع التبريد و كان التحسين فعالا فى حالة استخدام موانع نانو التي تحتوى على حبيبات كربيد السليكون بالمقارنه بتلك التى تحتوى على أكسيد الألمونيوم و لتحسين توزيع درجات الحرارة على سطح طبقه السيليكون تم دراسة تأثير تغير شكل المصرف الحراري حيث تم دراسة خمس أشكال مختلفة من المصرف الحراري كدراسة عددية و اثبتت النتائج ان استخدام أحد الاشكال و هو (Single layer parallel flow) يحقق أقل درجة حرارة على طبقة السيليكون و أن إستخدام الشكل (double layer parallel flow) يستهلك اقل طاقة للتغلب على الاحتكاك في القنوات و من خلال مقارنات النتائج تم التوصل إلى أن تحسين أداء تلك الخلايا يعتمتد إعتمادا رئيسيا على مكونات طبقات الخلية الشمسية حيث انة نظرا لوجود طبقتين من مادة غير موصلة حراريا مصنوعة من مادة (Ethylene Vinyl)

Issued also as a digital file (for more information please check our Digital Repository)

The text is in English and the extract is in Arabic

(EECE) School of Energy Resources, Environmental, Chemical and Petrochemical Engineering (ERE) Energy Resources Engineering