الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 120 |  |  |
| | | from | 120 | | |
Abstract
تشكل المخاوف الناتجة من التلوث واستنزاف مصادر الطاقة التقليدية وزيادة استهلاكها حافزاً على استخدام الطاقات المتجددة. وتعد الخلايا الشمسية من أهم تطبيقات الطاقة المتجددة والتي تستخدم لتوليد الكهرباء مباشرةً من أشعة الشمس، حيث أن الفكرة الرئيسية لعمل الخلايا الكهروضوئية هي إنتاج طاقة كهربائية من الطاقة الشمسية. فعند سقوط أشعة الشمس عليها يحدث إثارة للإلكترونات مما يعرف بالتأثير الفولت-ضوئي فيتولد تيار كهربي مستمر يتم تخزينه في بطاريات ليتم استهلاكه في الاستخدامات المختلفة. ومن مميزات الخلايا الفوتو-فولطية التكلفة المنخفضة للصيانة وإمكانية تركيبها في المواقع النائية. يمكن زيادة توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية بإستخدام تقنية تتبع الشمس، حيث أنه يمكن تحقيق كفاءةً أعلي لهذا النظام عندما يكون ضوء الشمس عموديًا على سطح الألواح الشمسية الكهروضوئية وبالتالي يمكن إنتاج أقصي قدر ممكن من الطاقة الكهربائية. الهدف الرئيسي من هذه الرسالة هو تطوير نظام متتبع شمسي أحادي المحور وتقييم أدائه مقارنة بنظام ثابت. يتكون النظام من هيكل ميكانيكي، لوح شمسي وحمل على هيئة مقاومه متغيرة. وقد تم إجراء تجارب عمليه لدراسة تأثير نظام تتبع أشعة الشمس أحادي المحور على أداء الوحدة الكهروضوئية. وتم تصميم نظام التعقب الميكانيكي للحصول على أقصى قدره كهربية من الألواح الشمسية، وذلك عن طريق جعل زاوية سقوط الإشعاع الشمسي تقترب من الصفر بداية من وقت شروق الشمس إلى غروبها لضمان الحصول على أقصى قدر ممكن من الطاقة الكهربائية. وقد تم إستخدام تقنيتين للتحكم في حركة نظام التتبع. التقنية الأولى هي نظام تتبع يعتمد على مستشعرات الضوء (LDR) حيث تم استخدام مستشعرين للضوء والمقارنة بين شدة الإشعاع الساقط عليهما. في حالة وجود فرق في شدة الاشعاع الشمسي بين المستشعرين، يتم إرسال إشارات كهربيه للمحرك لتحريك اللوح الشمسي. ويستمر المحرك في الحركة حتى يتلاشى الفرق في شدة الاشعاع بين المستشعرين (الفارق يساوي صفر). التقنية الثانية هي نظام تتبع يعتمد على خوارزميه موضع الشمس (SPA) حيث تم برمجة نظام التتبع على حساب ومعرفه زاوية السمت للشمس إستنادًا إلى التاريخ والوقت والموقع الذي توجد به الألواح الشمسية. ويقوم نظام التتبع بتحريك اللوح الشمسي بقيمة زاوية السمت المستنتجة وذلك لجعل زاوية سقوط الإشعاع الشمسي على اللوح الشمسي تساوي صفر. وقد تم التحكم في حركة الوحدة الكهروضوئية لتتبع إشعاع الشمس باستخدام المتحكم أردوينو الذي تم برمجته باستخدام برنامج اللاب فيو (LabVIEW). ولضمان أداء أفضل وأسرع لأنظمة التتبع، تم إستنتاج الدالة الرياضية التي تصف نظام التتبع وذلك باستخدام التجارب العملية وبرنامج الماتلاب (MATLAB) كما تمت المقارنة بينهما للتأكد من صحة الدالة الرياضية. وقد استخدمت الدالة في تطوير نظام تحكم مفتوحالحلقة وآخر مغلق الحلقة من أنظمة التتبع الشمسي. وقد استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي ((PID وذلك لتكون أنظمة التتبع أكثر دقه وذات أداء أفضل وكفائه ميكانيكية أعلى. وقد تم تنفيذ التحكم في أنظمة التتبع بكلا التقنيتين ومقارنتهما بالنظام الثابت باستخدام برنامج اللاب فيو (LabVIEW) حيث تم تصميم البرنامج ليكون لديه القدرة على التحكم في حركة نظام التعقب بكلا التقنيتين ومراقبةوقياس كل البيانات الضرورية للأنظمة الكهروضوئية بجانب إمكانية عرضها بصورة مستمرة. وقد تم جمع البيانات يومياً (كل 15 دقيقة) من الساعة الثامنة صباحا وحتى الساعة الخامسة والنصف مساءاً. وصمم البرنامج على حفظ جميع البيانات المستنتجة في ملفات إكسل (Excel). تم تنفيذ هذه القياسات والحسابات خلال شهر فبراير 2018. وأظهرت النتائج أن نظام التتبع الذي يعتمد على خوارزمية موضع الشمس (SPA)لديه أفضل كفاءة وأداء اعلى مقارنةً بنظام التتبع الذي يعتمد على المستشعرات (LDR) ومقارنة بالنظام الثابت في جميع الظروف الجوية تحت محل الدراسة. فعلى سبيل المثال في يوم مشمس صحو كانت الطاقة الناتجة من نظام تتبع (SPA) أعلى من الطاقة الناتجة من النظام الثابت ونظام تتبع LDR)) بنسبة 29.53٪ و7.36٪ على التوالي بينما في اليوم الغائم جزئيًا فإن الزيادة في الطاقة الناتجة عن نظام التتبع (SPA) تصل إلى 27.7٪ مقارنةً بالنظام الثابت وما إلى 6.72٪ مقارنة بنظام تتبع (LDR) والذي تزيد الطاقة الناتجة منه إلى 19.66٪ مقارنة بنظام ثابت. وفي حالة اليوم الملبد بالغيوم، تكون كفاءة النظام الثابت ونظام