8.دور المكتبات العامة في تنمية الوعي الصحي ومكافحة الأزمات الصحية العالمية: دراسة استكشافية مقارنة
الطاقة املتجددة - الإدارة العامة للمناهج
-
Upload
khangminh22 -
Category
Documents
-
view
0 -
download
0
Transcript of الطاقة املتجددة - الإدارة العامة للمناهج
3
الهدف العام للحقيبة
فيسيةالتأسيواملهاراتاملعارفاملتدربإكسابإلىالحقيبةهذههدفت
.وعيوبهااومميزاتهمنهااالستفادةوكيفيةنواعهاأو املتجددةالطاقةمصادر
4
وصف الحقيبة
بهيزتتموماوانواعهاملتجددةاالطاقةبمصادرعريفتالحقيبةهذهتقدم
أنواعضببعتعريفاأيضاتقدمكماالتقليديةالطاقةمصادرمنغيرهاعن
الشمسيةةالطاقمثلباململكةمنهااالستفادةيمكنالتياملتجددةالطاقة
الطاقةلنظممبسطاشرحاتقدموكذلكاملياهوطاقةالرياحوطاقة
.شمس ينظامتصميموكيفيةوالكهربائيةالحراريةالشمسية
5
محتوى الحقيبة
عنوان الوحدةالوحدةزمن الوحدة
(ساعة)
4املتجددةالطاقةاألولى
4املتجددةالطاقةنواعأالثانية
60الشمسيةالطاقةالثالثة
12الرياحطاقةالرابعة
6
األهداف التفصيلية للحقيبة
.املتجددةغيروالطاقةاملتجددةالطاقةبينيميز.1
.املختلفةومصادرهااملتجددةالطاقةأنواعيعدد.2
.املتجددةالطاقةأنواعمننوعكلوعيوبمميزاتيذكر.3
.الرياحطاقةمناالستفادةطرق يحدد.4
.الرياحتوربينمناملنتجةالرياحطاقةيحسب.5
.منهااالستفادةكيفيةويشرحاملياهطاقةمصادريحدد.6
.كهرومائيةملحطةاملائيةالقدرةيحسب.7
7
األهداف التفصيلية للحقيبة
.الشمسيةالطاقةطبيعةيصف.8
.الشمسيةالطاقةمناالستفادةطرق يعدد.9
.الشمسيةللطاقةالحراريةاالستخداماتيذكر.10
.الشمسيةالطاقةمنالكهرباءانتاجطريقةيصف.11
.املختلفةالشمسيةالخالياأنواعيعدد.12
.الكهرباءلتوليدالشمس يالنظاممكوناتيكتب.13
.الشمس ياالشعاعتأثيرتحتالشمسيةالخالياقدرةيحسب.14
9
األهداف التفصيلية للوحدة
.املتجددةغيروالطاقةاملتجددةالطاقةبينيميز.1
.املختلفةومصادرهااملتجددةالطاقةأنواعيعدد.2
.املتجددةالطاقةاستخدامأهميةيذكر.3
.املتجددةالطاقةأنواعمننوعكلوعيوبمميزاتيذكر.4
11
محتويات الوحدة
املتجددةالطاقةعنمقدمة•
املتجددةالطاقةتعريف•
استخدامهاوعيوباملتجددةالطاقةمميزات•
املتجددةالطاقةأهمية•
املتجددةالطاقةمصادر•
14
مصادر الطاقة املتجددة
الطاقة. الشمسية1
طاقة. الرياح2
الطاقة. الجوفية3
الطاقة. املائية4
طاقة. الحيةالكتلة5
طاقة. والجذراملد6
طاقة. املحيطات7
16
األهداف التفصيلية للوحدة
.الرياحمناملنتجةالقدرةيحسب.1
.الرياحتوربيناتأنواعيحدد.2
.الرياحطاقةنظاممكوناتيعدد.3
.املياهمناملنتجةالقدرةيحسب.4
.الكهرومائيةاملحطاتمكوناتيحدد.5
.املياهمساقطمنالكهرباءتوليدخطواتيعدد.6
.املائيةالتوربيناتأنواعيحدد.7
19
محتويات الوحدة
:يوهاستخدامااألكثراملتجددةالطاقةمصادربعضتناول يتمسوف
الرياحطاقة-1
املياهمساقططاقة-2
الشمسيةالطاقة-3
22
العوامل املؤثرة في طاقة الرياح
كثافة. ρالهواء1
معامل. CPالرياحطاقةكفاءة2
مساحة. Aالتوربينفيالدورانسطح3
25
مثال
5قطرهاهوائيةمروحةمناملتولدةالكهربائيةالطاقةاوجد mكانتإذا
0.1الهواءكثافة kg/m3،7الرياحوسرعة m/s65التوربينكفاءةكانتذاإ
.0.53الرياحطاقةكفاءةومعامل%
26
الحل
Aمساحة العضو الدوار
A =π
4D2 =
3.14
4(5)2= 19.635 m2
Peالقدرة الكهربائية املتولدة
𝑃𝑒 =1
2𝜌 𝐴 𝑉3 𝐶𝑃 𝜂 =
1
2× 0.1 × 19.635 × 73 × 0.53 × 0.65
∴ Pe = 116 Watts
27
مثال
هوائينتوربيمناملتولدةالكهربائيةالطاقةكانتإذاالرياحسرعةاحسب
200تساوي 7mقطره W1.22الهواءكثافةوكانت kg/m3التوربين،كفاءة
65 .0.54الرياحطاقةكفاءةمعامل،%
34
املحطات الكهرومائية: ثانيا
الكهرومائيةاملحطاتمكونات•
املائيةالتوربيناتأنواع•
املحطةمناملنتجةالقدرةحساب•
35
مكونات املحطات الكهرومائية
الخزان. السدأو1
مساقط. املياه2
التوربين. املائي3
املولد. الكهربائي4
أنبوب. السحب5
األجهزة. املساعدة6
37
العوامل التي يتوقف عليها اختيار موقع املحطة
إنشاؤهاملرادالسدنوع•
املنطقةجيولوجيا•
األوليةاملوادتوفر•
السكانياألثر•
الطبيعيةالكوارثضداألمان•
األراض يتكلفة•
38
املائيةالتوربيناتتصنيف
املائيةالتوربيناتتصنيف
املائيةالتوربينات
عل توربينات رد الف
توربين كابلنتوربين فرانسيس
توربينات الدفع
بلتون عجلة
43
حساب القدرة في املحطات الكهرومائية
Pe = ρ g H Q ηt ηg
ηكفاءة املحطة الكهرومائية الكلية
η = ηt ηg =الكهربائية القدرة
املائية القدرة=
Peρ g H Q
44
مثال
60ارتفاعمناملاءاليهايتدفقمائيتوربين12بهاكهرومائيةمحطة m
10قدرهبمعدل m3/s.ذاإللمحطةلكليةاالكهربائيةلقدرةقيمةاحسب
.%85الكهربائياملولدكفاءةوكانت%60املائيالتوربينكفاءةكانت
45
الحل
للتوربيناملائيةالقدرةحساب
Ph = ρ g HQ = 1000 × 9.81 × 60 × 10 = 5886 Kw
واحدةلوحدةالكهربائيةالقدرةحساب
𝑃𝑒 = 𝑃ℎηt ηg = 5886 × 0.6 × 0.85 = 3002 Kw
12=للمحطةالكليةالكهربائيةالقدرةتكون وبذلك X 3002
Mw 3.6تقريبا ي ما يعادلأ Kw 36024لتصبح قدرة املحطة
47
االستخدامات الحرارية للطاقة الشمسية
تحلية. البحرمياه1
التدفئة. 2
األفران. الشمسية3
توليد. حرارياالكهرباء4
53
األهداف التفصيلية للوحدة
.عملهاوفكرةالشمسيةالخليةمكوناتيصف.1
.الشمسيةالخالياأنواعيحدد.2
.الشمس ياالشعاعأنواعيعدد.3
.الشمسيةاملصفوفةشكليصف.4
الشمس يالنظاممكوناتيحدد.5
.الكهربائيةالشمسيةالنظمانواعيعدد.6
.حمللتغذيةشمس ينظاميصمم.7
54
.للحملمناسبةبطريقةالشمسيةاأللواحيركب.8
.الشمس ياالشعاعيقيس.9
.الشمس يواللوحللخليةوالتيارالجهدمنحنىيرسم.10
.والتوازي التواليعلىواأللواحالخاليايوصل.11
األهداف التفصيلية للوحدة
55
وعملينظري ساعة60:الوحدةهذهعلىللتدريباملتوقعالوقت
:املساعدةالتدريبيةالوسائل
السبورة الذكية. 1
جهاز عرض . 2
.معمل طاقة شمسية. 3
60
أنواع الخاليا الشمسية
خلية. Monocrystallineالبلورةأحاديةشمسية1 Cell
خاليا. Polycrystallineالبلورةمتعددةشمسية2 Cell
خاليا. Thinالرقيقالفيلم3 Film Cell
67
مكونات النظم املفردة
Solarالشمسيةاأللواح• Modules
Batteriesالبطاريات•
Chargeالشحنمنظم• Controller
Inverterالعاكس•
72
ةالفوتوفولطيتصميم األنظمة الشمسية
األلواحعددلحسابالبسيطةالطريقة•
حمللتغذيةمفردشمس ينظامتصميمطريقة•
73
الطريقة البسيطة لحساب عدد األلواح
األلواحمناملطلوبالتيارحساب•
وجهدهتيارهوتحديداملستخدماللوحنوعاختيار•
التوازي علىاملتصلةاأللواحعددحساب•
التواليعلياملتصلةاأللواحعددحساب•
الكليةاأللواحعددحساب•
74
مثال
فيساعة24طوالمتواصلةبصفةالشمسيةبالطاقةيعملاتصاالتبرج
يقعفولت،48بجهدمتوسطةكقيمةأمبير4يساوي تيارويسحباليوم
.يومياساعات6فيهاالشمسسطوعساعاتمتوسطجبليةمنطقةفيالبرج
فولت16وجهدأمبير3مقدارتيارتعطياملستخدمةاأللواحكانتإذا
املستخدمةاأللواحعدداحسب.1.3استخدامهاملطلوباألمانومعامل
.البرجلتشغيل
75
الحل
حساب التيار املطلوب نت األلواح
I =4×24 ×1.3
6
أمبير20.8= التيار املطلوب من األلواح
NPعدد األلواح املتصلة على التوازي
𝑁𝑃 =20.8
3= 6.93
6.93= عدد األلواح املتصلة على التوازي
76
علىاأللواحعددتصبحوبذلكصحيح،عددألقربالعددتقريبيتم
ألواح7التوازي
NSالتواليعلىاملتصلةاأللواحعدد
𝑁𝑆 =48
16= 3
.شمس يلوح21=3×7املطلوبةالكليةاأللواحعدديصبحوبالتالي
الحل
77
ملحطريقة تصميم نظام شمس ي مفرد لتغذية
Kwhالكلياليوميالحملحساب•
الخاليامناملطلوبةالقدرةحساب•
املطلوبةاأللواحعددحساب•
املطلوبةالتخزينبطارياتسعةحساب•
البطارياتعددحساب•
العاكسقدرةتحديد•
املطلوبالشحنمنظمحجمتحديد•
78
مثال
40مصباح فلورسنت 8عدد :يستخدم منزل األجهزة الكهربائية التالية•
وات تستخدم 200مروحة واحدة 1عدد -ساعة في اليوم15وات تشتغل
ساعة في اليوم 24وات تعمل 1500ثالجة بسعة -ساعات في اليوم10ملدة
.ساعة12مع ضاغط يعمل ملدة
100بقدرةشمسيةخالياوحداتمناملنزل تغذيةيراد• WP.
فياألخذعماملنزل لتغذيةومستقلمتكاملشمس ينظامتصميماملطلوب
.يومينالحملتغذيةتكفيتخزينبطارياتاستخداماالعتبار
79
الحل
Wh/dayاليوميالحملحساب:أوال
σ𝑊ℎ = 8×40×15+ 2×200×10+1×1500×12= 26800 Wh/day
األلواحوعددالخاليامناملطلوبةالقدرةحساب:ثانيا
تركيبمكانباختالفيختلفوالذيPSHقيمةمعرفةيجبذلكلحساب
معاملافتراضمعالرياض،مدينةفي6تساوي قيمتهاعتبارويمكنالنظام
:فانمعادلةوبتطبيق،1.3أمان
EPV =26800 × 1.3
6= 5806.67 W
80
100بقدرةشمسيةألواحاستخدمنااذا W،نحتاجفإننا
األلواحمنعددالى
NPV =5806.67
100= 58.0667
فوفةمصعلىتوزيعهيمكنصحيحعددألقربالتقريبيتموبالتالي
60العددوهو
الحل
81
وعددهاالتخزينبطارياتسعةحساب:ثالثا
وكذلك%85املستخدمةالبطارياتكفاءةاالعتبارفياألخذمع
:تساوي املطلوبةالتخزينسعةفان%50حواليوتفريغشحنعمق
EB =26800 × 2
0.85 × 0.5= 126117 Wh
الحل
82
500الواحدةسعةبطاريةاستخدمنافاذا Ah24وجهدVفان
حسابهيمكناملطلوبةالبطارياتعدد
NB =126117
500 × 24= 10.5
11صحيحعددألقربالبطارياتعددتقريبيتموبالتالي
ازي تو -تواليمصفوفةفيتوصيلهايتمسوفالبطارياتكانتوإذا
للتوصيليصلحبحيث12الىتقريبهيتمسوفالعددفان
.بطارياتمصفوفةشكلعلى
الحل
83
العاكسقدرةحساب:رابعا
:يكالتالالنظامهذامثلفينحتاجهالذيالعاكسقدرةحسابيمكن
PL = 8 × 40 + 2 × 200 + 1 × 1500 = 2220 W
PInv = 2220 × 1.3 = 2886W
24DC/220وجهدتقريبا3Kwبقدرةعاكسالىنحتاجأنناأي AC
الحل
84
الشحنمنظمتحديد:خامسا
24Vاملستخدمالبطاريةلجهدوفقاالشحنمنظمجهدتحديديتم
املصفوفةمنالناتجللتياروفقاالشحنمنظمتياراختياريتمكما
األلواحعددكانفاذااأللواحتوصيلطريقةعلىيتوقفوالذيالشمسية
5وبالتواليلوح12يعنيبما5X12مصفوفةشكلعلىتوصيلهاوتم60
.الشمس ياللوحتيارأضعاف5يصبحالكليالتيارفانالتوازي،علىأعمدة
الحل
85
تجارب الوحدة الثالثة
الشمس ياالشعاعقياس:األولىالتجربة
سيةالشمالخليةسطحعلىالشمس ياالشعاعتدفق:الثانيةالتجربة
الخرجوقياس
الشمسيةللخليةوالتيارالجهدمحنى:الثالثةالتجربة
الشمسيةالخليةكفاءةقياس:الرابعةالتجربة
(توازي توالي،)الشمسيةالخالياتجميع:الخامسةالتجربة
86
الشمسيةاأللواحعلىالتعرف:السادسةالتجربة
الشمسيةلأللواحوالتيارالجهدمنحنى:السابعةالتجربة
الشمسيةاأللواحتوصيل:الثامنةالتجربة
الشمسيةاأللواحتوجيه:التاسعةالتجربة
الشمسيةاأللواحوتثبيتتركيب:العاشرةالتجربة
تجارب الوحدة الثالثة
87
قياس االشعاع الشمس ي: التجربة األولى
:التجربةمنالهدف•
.األرضسطحعلىالساقطالكليالشمس ياالشعاعقيمةقياس
املستخدمةواألدواتاألجهزة•
Pyranometerالببرانوميترجهاز MP-100
88
التركيبحامل•
املعدنيةقاعدتهعلىالببرانوميترجهازتثبيتطريقة•
االتصالكيبل•
قياس االشعاع الشمس ي: التجربة األولى
89
على تدفق االشعاع الشمس ي: التجربة الثانيةسطح الخلية الشمسية وقياس الخرج
:التجربةمنالهدف•
.الجهدوفرق التيارشدةوقياسالشمسيةالخليةعلىالتعرف
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
Tapنوعمنمختلفةبأحجامالشمسيةالخاليامنعدد.1 wire
MonocrystallineنوعومنTap wire Polycrystalline.
.Avometersأفوميترقياسأجهزة.2
90
Tapشمسيةخلية• Wire
للخليةالسالبالجانب•
للخليةاملوجبالجانب•
على تدفق االشعاع الشمس ي: التجربة الثانيةسطح الخلية الشمسية وقياس الخرج
92
:التجربةمنالهدف•.الشمسيةالخليةطرفيعلىوالتيارالجهدبينالعالقةرسم
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•Sunوالتيارالجهدبينالعالقةرسمجهاز.1 Simulator YHCT-A..الشمسيةالخاليامنعدد.2
خلية حنى الجهد والتيار للنم:التجربة الثالثةالشمسية
93
Sunوالتيارالجهدبينالعالقةرسمجهاز Simulator YHCT-A
خلية حنى الجهد والتيار للنم:التجربة الثالثةالشمسية
95
:التجربةمنالهدف•
Fillوηالخليةكفاءةحساب Factor.
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
Sunوالتيارالجهدبينالعالقةرسمجهاز.1 Simulator YHCT-A.
.الشمسيةالخاليامنعدد.2
سيةقياس كفاءة الخلية الشم:التجربة الرابعة
96
ةتجميع الخاليا الشمسي: التجربة الخامسة(توالي، توازي )
:التجربةمنالهدف•
.والتوازي التواليعلىالشمسيةالخاليامنعددتوصيل•
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
Tapتكون بحيثاملتماثلةالشمسيةالخاليامنعدد.1 Wire.
.لحامكاوية.2
.لحامشريط.3
.أفوميترأجهزة.4
99
التعرف على األلواح : التجربة السادسةالشمسية
:التجربةمنالهدف
.وخصائصهنوعهناحيةمنالشمس ياللوحعلىالتعرف
:املستخدمةواألدواتاألجهزة
.البلورةاحادينوعمنمختلفةبقدراتشمس يلوح3عدد.1
.البلورةمتعددنوعمنمختلفةبقدراتشمس يلوح3عدد.2
100
البلورةمتعددMonocrystallineالبلورةاحادي
Polycrystalline
التعرف على األلواح : التجربة السادسةالشمسية
102
لواح منحنى الجهد والتيار لأل: التجربة السابعةالشمسية
:التجربةمنالهدف•
.الشمس يللوحوالتيارالجهدمنحنىقياس
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
.الشمسيةاأللواحمنعدد.1
Solarوالتيارالجهدمحنىقياسجهاز.2 Nodule Analyzer 9009
103
Solarوالتيارالجهدمنحنىقياسجهاز Nodule Analyzer 9009
لواح منحنى الجهد والتيار لأل: التجربة السابعةالشمسية
104
ةتوصيل األلواح الشمسي: التجربة الثامنة
:التجربةمنالهدف•
.باملركوالتوصيلوالتوازي التواليعلىالشمسيةاأللواحتوصيل
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
.متماثلةشمسيةألواح6عدد.1
.20Aتوصيلأسالك.2
108
توجيه األلواح الشمسية:التجربة التاسعة
:التجربةمنالهدف•
.امليلزاويةوضبطاأللواحتوجيه
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
.شمس يلوح.1
.معدنيتثبيتعمود.2
110
تركيب وتثبيت األلواح: التجربة العاشرةالشمسية
:التجربةمنالهدف•
.أفقيسطحعلىشمس يلوحوتثبيتتركيب
:املستخدمةواألدواتاألجهزة
.شمس يلوح.1
خشبيلوح–صلبمسامير–صلبصواميل.2
111
علىشمس يلوحتثبيتعلىشمس يلوحتثبيت
أفقيثابتهيكلأفقيسطحفوق عمود
تركيب وتثبيت األلواح: التجربة العاشرةالشمسية
113
األهداف التفصيلية للوحدة
.تشغيل توربين الرياح. 1
.تحديد العوامل املؤثرة على تشغيل توربين الرياح. 2
.تشغيل توربين الرياح مع حمل متغير. 3
.قياس خرج توربين الرياح مع تغير األحمال. 4
.تحديد سرعة الدخول والسرعة املقننة لتوربين الرياح. 5
.رسم العالقة بين قدرة توربين الرياح وسرعة الرياح. 6
114
ساعة12:الوحدةهذهعلىللتدريباملتوقعالوقت
:املساعدةالتدريبيةالوسائل
.معمل طاقة رياح. 1
.سبورة ذكية. 2
115
طاقة الرياح
:الرابعةالوحدةتجارب•
.الرياحتوربينتشغيل:األولىالتجربة
.توربينالتشغيلعلىتؤثرالتياملتوقعةاملتغيرات:الثانيةالتجربة
.توربينالخرجعلى(مروحة)الحملتغيرتأثيرمنالتأكد:الثالثةالتجربة
.الرياحلتوربينالقدرةمنحنىرسم:الرابعةالتجربة
116
يل التعرف على كيفية تشغ: التجربة األولىتوربين الرياح
:التجربةمنالهدف•
.مختلفةتشغيلظروفتحتالرياحتوربينتشغيلبدء
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
WindLabمعمليةرياحطاقةوحدة.1
كمبيوترجهاز.2
WindLabمحاكاةبرنامج.3 software 1.0
USBكابل.4
118
ي تؤثر على املتغيرات املتوقعة الت: التجربة الثانيةتشغيل التوربين
:التجربةمنالهدف•
منهنتجةاملوالقدرةالرياحتوربينتشغيلعلىتؤثرالتيالعواملتحديد
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
WindLabمعمليةرياحطاقةوحدة.1
كمبيوترجهاز.2
WindLabمحاكاةبرنامج.3 software 1.0
كابل.4
119
لحمل التأكد من تأثير تغير ا: التجربة الثالثةعلى خرج التوربين( مروحة)
:التجربةمنالهدف•
مختلفةأحمالعندالرياحتوربينتشغيل•
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
WindLabمعمليةرياحطاقةوحدة.1
كمبيوترجهاز.2
WindLabمحاكاةبرنامج.3 software 1.0
USBكابل.4
120
ين رسم منحنى القدرة لتورب: التجربة الرابعةالرياح
:التجربةمنالهدف•
الرياحسرعةمعالتوربينقدرةمنحنىرسم
:املستخدمةواألدواتاألجهزة•
WindLabمعمليةرياحطاقةوحدة.1
كمبيوترجهاز.2
WindLabمحاكاةبرنامج.3 software 1.0
USBكابل.4
122
املراجع
أحمدعبدهللا/د.أ2016والتطبيقالنظريةواملتجددةالشمسيةالطاقة•
.موس ىبنسالم2016الكهروضوئيةالشمسيةالطاقةنظمفيمقدمة•
.منصور السيد.م2018املختلفةوتطبيقاتهاالرياحطاقة•
.أحمدخليلعمر.م2016املتجددةالطاقاتمبادئ•
.ربيعأحمد.م2016املتجددةالطاقة•
•MANUAL SOLAR RADIATION METER Models MP-100
•USERS’MANUAL SOLAR MODULE ANALYZER 9009
•USERS’MANUAL WIND TURBINE GENERATOR SYSTEM