| تفاصيل الخبر |
نشر بحث علمي ضمن مستوعبات سكوباس (Q1)
2026-05-05
تضمنت الدراسة دراسة الأداء الحراري لمجمعات الطاقة الشمسية المسطحة النانوية في المناخ الحار الشديد. أُجريت الدراسة تجريبياً ونمذجةً عدديةً باستخدام بغداد، العراق، كحالة نموذجية. دُرست ثلاثة سوائل عاملة بنسبة 1% حجمياً تجريبياً: أكسيد الألومنيوم - الماء (NF1)، وأكسيد الإيتريوم - الماء (NF2)، والخليط الهجين من أكسيد الألومنيوم/أكسيد الإيتريوم - الماء (NF3). تحسّن أداء المجمع بشكل ملحوظ باستخدام السوائل النانوية مقارنةً بالماء. في ظل الظروف نفسها، تحققت زيادة في درجة حرارة المخرج بمقدار 1.2 درجة مئوية، و3 درجات مئوية، و4 درجات مئوية (مقارنةً بالماء) لكل من NF1، وNF2، وNF3 على التوالي، ويعزى ذلك إلى تحسن الموصلية الحرارية الفعالة وانتقال الحرارة. كانت الكفاءة الحرارية في أفضل حالاتها للسوائل النانوية خلال الفترة من الصباح إلى الظهر، حيث تراوحت بين 0.50 و0.762، ما يُظهر تحسنًا بنسبة 27% تقريبًا في اكتساب الحرارة المفيدة مقارنةً بالماء. تم بناء نموذج حالة مستقرة قائم على معادلة هوتيل-ويلير باستخدام برنامج MATLAB/Simulink، بالاعتماد على بيانات مناخية فعلية من برنامج NASA POWER تُسجل كل ساعة، لوصف ظروف الصيف القاسية (إشعاع شمسي عالمي ≈ 1000 واط/م²، درجة حرارة محيطة خارجية > 42 درجة مئوية). لوحظ توافق جيد بين البيانات التجريبية وبيانات المحاكاة، بحد أقصى للاختلاف أقل من 6.5%. علاوة على ذلك، أكدت اختبارات الثبات هذه المتانة، حيث أظهر السائل النانوي الهجين أعلى مستوى من الثبات لمدة شهر. تشير جميع النتائج إلى أن السوائل النانوية الهجينة قادرة على توفير أداء أفضل بكثير للمجمعات الشمسية في ظروف المناخ الحار الشديد.
