خلايا الوقود

إنتاج الهيدروجين بواسطة الخلايا الشمسية

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: أبحاث ودراسات, تقنية خلايا الوقود, طاقة شمسية

Tags: Energy, Fuel Cell, hydrogen, PhotoVoltaic cells, Water, البطاريات, خلايا الوقود, خلايا شمسية, طاقات متجددة, طاقة, طاقة شمسية, هيدروجين

Comments: 5 Comments

Published on: August 4, 2013

المحلل The Electrolyzer

المحلل هو جهاز يقوم بتحليل الماء إلى عناصره الأولية وهو عنصر أساسي في أنظمة خلايا الوقود المتصلة مع الخلايا الشمسية أو ما يسمى أنظمة
“هيدروجين – شمس”, تقوم هذه الأجهزة بتحويل الطاقة الكهربائية من الخلايا الشمسية إلى غاز الهيدروجين. ولها عدة أنواع : محللات ذات الضغط العالي, ذات الحرارة العالية, ذات الحرارة المنخفضة, ذات الضغط المنخفض, ذات الوسيط الصلب و ذات الوسيط السائل.

يفضل غالباً في أنظمة التوليد الهيدروشمسية الضغط المنخفض إلى المتوسط والحرارة المنخفضة والوسيط السائل, مقارنة التكلفة بالمحللات ذات الضغط المرتفع أو درجة الحرارة المرتفعة أو ذات الوسيط الصلب فهي غير مكلفه ومتوفرة ويسهل التعامل معها.

و كمقارنه سريعة بين الوسيط Electrolyte الصلب PEM والوسيط السائل نجد أن المحلل ذو الوسيط الصلب PEM(Proton Exchange Membrane) يمكن أستخدامه في الأنظمة الهيدرو-شمسية لتجنب استخدام الأوساط الكاوية , ومن مزاياه انه لا يحتاج إلى مراقبه مستمرة كما في الإلكترولايت السائل أما مساوئ المحللات PEM فهي غلاء سعرها ولا يمكن أن تعطي أي معلومات عن مرحله التحليل مثل المحللات السائلة التي يمكن أن نراقب مستوى السائل فيها. عامة التعامل مع محلل PEM يعتبر تقريباً خالي من أي مخاطر أو أخطاء وتبقى مشكلتها الأكبر هي استبدال أجزائها عند انتهاء فترة صلاحيتها. مثلا منها انفجار الغشاء (Membrane plow-out) أو انحلال الوسيط (Catalyst degeneration) كلا المشكلتين مكلفه لأننا نحتاج إلى استبدال هذه الأجزاء.

(more…)

الأطلس العالمي لطاقة الشمس والرياح

by م.لمى الفخري

Categories: إدارة الطاقة, برامج, طاقات متجددة أخرى, طاقة الریاح, طاقة الكتلة الحيوية, طاقة شمسية, مقالات

Comments: 4 Comments

Published on: April 22, 2013

ما هو الأطلس العالمي لطاقة الشمس والرياح ؟

هو عبارة عن أطلس الكتروني يحتوي على معلومات شاملة عن قيمة الطاقات المتجددة المتوفرة بالعالم. حيث يوفر خرائط من معاهد تقنية من حول العالم وأدوات تساعد على تقييم تقنيات الطاقات المتجددة وإمكانية استخدامها. يعتبر الأطلس محفز أساسي لدعم تطور سياسات الطاقة وخططها المستقبلية, ويعمل أيضاً على دعم المستثمرين ليتمكنوا من دخول سوق الطاقات المتجددة.

لماذا الأطلس العالمي لطاقة الشمس والرياح؟

ماهي النسبة التي يمكن أن تشارك فيها الطاقات المتجددة من الطاقة بكل دولة؟ وأين تتمركز هذه الطاقات؟ ما هي التقنية التي تمكننا من استثمار هذه الطاقات للحصول على أعلى ربح؟ ما هو حجم الاستثمارات التي يمكن خلقها وهل هناك سوق كافية لاستيعابها؟

تقييّم وضع الطاقات المتجددة هو الخطوة الأولى للإجابة على هذه الأسئلة حتى نستطيع أن نخلق بيئة وسوق لتمكين ونشر الطاقات المتجددة. هذه الخطوةِ الأولى تَتطلّبُ استثمارات كبيرة ودراسات للتقييم ومستوى عالي من المعرفة التقنية, لِهذا وجود مصدر عالمي مفتوح يزودنا بالمعلومات الكافية يسهل علينا الإجابة وتجاوز مرحلة الخطوة الأولى للاستثمار بسهولة.

قاعدات بيانات الطاقات المتجددة تركز بشكل رئيسي على المعلومات الأساسية, مثل المعلومات الفيزيائية كسرعة الرياح وشدة الإشعاع الشمسي في منطقة معينة. وبعضها الآخر يوفر معلومات اقتصادية أو قانونية مثلاً ما هي السياسات المتبعة في بلد معين حول الطاقة المتجددة أو ما هي آليات دعم الطاقات المتجددة في بلد ما. (more…)

برنامج سام The System Advisor Model SAM

by م.لمى الفخري

Categories: أبحاث ودراسات, برامج

Tags: Development, Efficiency, Energy, PhotoVoltaic cells, ادارة الطاقة, الأشعاع الشمسي, برامج, خلايا الوقود, خلايا شمسية, طاقة شمسية, طاقة كتلة حيوية, طاقة من النفايات, غاز حيوي, مجمعات شمسية

Comments: 6 Comments

Published on: July 25, 2012

برنامج نمذجة الأنظمة سام System Advisor Model (SAM) هو برنامج لنمذجة ومحاكاة آداء واقتصادية الأنظمة لتسهيل عملية أتخاذ القرارات للأشخاص الذين يعملون بمجال الطاقات المتجددة:

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلايا الوقود العكوسة 7/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Fuel Cell, helios, خلايا الوقود, خلايا الوقود العكوسة, هيدروجين

Comments: No Comments

Published on: October 30, 2010

خلايا الوقود العكوسة Regenerative Fuel Cells :

Regenerative Fuel Cells

خلايا الوقود العكوسة(RFC) هي نظام يعمل كدارة مغلقة ويمكن أن يخدم كعنصر اقتصادي متجدد لتوليد الهيدروجين. خلايا الوقود التي تولد كهرباء, حرارة وماء مقطر من الهيدروجين والأكسجين ممكن أن تستخدم لتوليد الطاقة للمصانع ووسائل النقل والمنازل، كما يمكن توليد الهيدروجين من عملية التحليل الكهربائي للماء, عبر تحليله للهيدروجين والأكسجين باستخدام طاقة متجددة مثل طاقة الرياح أو الشمس أو حرارة جوف الأرض.

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني 5/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cells, خلايا الوقود

Comments: No Comments

Published on: October 17, 2010

خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني Proton Exchange Membrane Fuel Cells : ‫‪Proton Exchange‬‬ ‫‪Membrane Fuel Cells

خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني(PEMFC) هي من أفضل أنواع خلايا الوقود للاستخدام كمصدر كهربائي يغذي وسائل النقل الذي قد يستخدم في المستقبل كبديل لمحركات الاحتراق الداخلي internal combustion engines التي تستخدم الديزل أو الغازولين كوقود. أول استخدام لهذه الخلايا كان بالستينات من قبل ناسا في (NASA Gemini program). يتم حاليا تطوير خلايا وقود غشاء التبادل الالكتروني وتعمل في أنظمة باستطاعة من 1W إلى 2kW.

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلية وقود الأوكسيد الصلب 4/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Fuel Cell, solid oxide, خلايا الوقود

Comments: No Comments

Published on: October 6, 2010

خلية وقود الأوكسيد الصلب Solid Oxide Fuel Cell :

خلية وقود الأكسيد الصلب (SOFC) هي حالياً خلية الوقود ذات أعلى درجة حرارة للتشغيل حيث أنها تعمل بمجال ما بين 600ºC–1000ºC وتستخدم أنواع وقود مختلفة. حتى تعمل الخلية الوقودية بدرجة الحرارة العالية هذه يكون الوسيط فيها عبارة عن مادة خزفية صلبة رقيقة (solid oxide) موصلة لايونات الأكسجين (O^-2) وقد طورت خلايا الوقود هذه في نهاية الخمسينات. هذا النوع من الخلايا يصمم بطريقتين إما بشكل مسطح أو اسطواني.

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلايا وقود الكربون المذاب 3/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Fuel Cell, MCFC, Molten Carbonate Fuel Cells, خلايا الوقود

Comments: No Comments

Published on: October 5, 2010

خلايا وقود الكربون المذاب Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) :

هي من أنواع خلايا الوقود ذات درجات الحرارة العالية درجة حرارة العمل المرتفعة تسمح باستخدام الغاز الطبيعي كوقود مباشرة بدون الحاجة لاستخدام وحدة لمعالجة الغاز fuel processor ويمكن استخدام وقود ذو طاقة حرارية منخفضة من المصانع ومصادر الوقود الأخرى. طورت خلايا وقود الكربون المائعة بمنتصف الستينات حيث تم تطوير طرق استخراج المواد المصنعة منها وتم تطوير أداءها وقدرت تحملها endurance.

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلايا الوقود الحمضية الفسفورية 2/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Fuel Cell, pafc, خلايا الوقود, خلايا الوقود الحمضية الفسفورية

Comments: No Comments

Published on: September 27, 2010

خلايا الوقود الحمضية الفسفورية (PAFC): Phosphoric Acid Fuel Cell

خلايا الوقود الحمضية الفسفورية من أول أنواع الخلايا التي توفرت بشكل تجاري. بدأ تطويرها منذ منتصف الستينات وبدأت التجارب عليها بالسبعينات,لذا فهي متطورة من ناحية أداءها واستقرارها وكلفتها.هذه الخصائص جعلت من الخلايا الحمضية الفسفورية مرشحاً جيداً للاستخدام مبكراً. تستخدم خلايا الوقود (PAFC) الحمض الفسفوري (phosphoric acid (H3PO4)) كوسيط حيث أن التشرد لهذا الوسيط هو 100%.لكن نسبة التشرد هذه تنخفض مع انخفاض درجة الحرارة لذا فخلايا الحمض الفسفوري تحتاج لحرارة عالية للعمل بحدود (150ºC-220ºC) .

(more…)

أنواع خلايا الوقود : خلايا الوقود القلوية 1/8

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Tags: Alkaline Fuel Cells (AFC), Apollo, aqueous, hydroxyl ion, KOH, أبولو, القلوية, خلايا الوقود, خلايا الوقود القلوية, مردود

Comments: No Comments

Published on: September 22, 2010

:خلايا الوقود القلوية Alkaline Fuel Cells (AFC)

Alkaline FuelCell

خلايا الوقود القلوية هي أحد أكثر التقانات تطوراً واستعملت منذ منتصف الستينات من قبل ناسا في برامج المكوكات الفضائية و أبولو Apollo. خلايا الوقود على متن هذه المركبات الفضائية تؤمن الكهرباء للأنظمة المختلفة على سطح المكوك, بالاضافة الى أنها تؤمن ماء للشرب لرواد الفضاء. تعتبر الكفاءة الكهربائية لخلايا الوقود القلوية كفاءة أعلى من بقية الأنواع الأخرى فمردودها بحدود 70%.

(more…)

تطبيقات إستخدام خلايا الوقود

by م.لمى الفخري م.محمد نور زوكار م.اسامة الفاضل

Categories: تقنية خلايا الوقود, مقالات

Comments: No Comments

Published on: September 13, 2010

استخدمت خلايا الوقود بداية في التطبيقات الفضائية ثم بدأت تتطور وتنتشر أكثر في الاوساط العسكرية, حيث ثم تم الأعتماد على خلايا الوقود كمصدر احتياطي بسبب وثوقيتها العالية. حالياً تسوق جميع شركات السيارات منتجاتها الجديدة الهجينة التي تستخدم خلايا وقود بالإضافة الى استخدام خلايا الوقود الذي بدأ ينتشر في الحافلات والقطارات والطائرات والدراجات الصغيرة.

(more…)