دورات هندسية

 

 

ادخل لتتعرف على خلايا الوقود....وطريقه عملها ارجو ان تنال رضاكم

النتائج 1 إلى 9 من 9
  1. [1]
    الصورة الرمزية معتز المهندس
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً

    عضو فعال

    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0

    ادخل لتتعرف على خلايا الوقود....وطريقه عملها ارجو ان تنال رضاكم

    ما هي خلية الوقود ؟

    خلية وقود Fuel cell
    خلية غلفانية ، تتولد فيها الطاقة الكهربائية من تفاعلات غازات الوقودفيها .
    خلايا الوقود هي صورة من صور تحويل الطاقة الكيميائية المختزنة فيالمركبات الهيدروكربونية إلى طاقة كهربائية مباشرة.



    ما هو مبدأ عمل خلية الوقود ؟فكرة عمل خلية الوقود تعتمدعلى وجود غشاء فاصل (membrane) من الحديد سطحه مغطى بمساعد حفزي (catalyst) منالبلاتنيوم (platinum) وعند دخول الهيدروجين ((H2 يعمل البلاتنيوم على فصله إلىبروتون (protons) وإلكترون (electrons) ويسمح الغشاء الفاصل بمرور البروتونات، ولايسمح بمرور الإلكترونات التي لا تجد وسيلة للعبور إلا من خلال سلك حول الغشاءالفاصل؛ ليتولد فيض من الإلكترونات في السلك، والحصول على تيار كهربي مستمر (DC) وفي الناحية المقابلة من الغشاء يتحد الإلكترون مع البروتون مرة أخرى وفي وجود هواءجوي يتكون ماء (H2O) وحرارة

  2. [2]
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً
    عضو فعال
    الصورة الرمزية معتز المهندس


    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    ما هي مميزات خلايا الوقود ؟


    أما أهم مميزات خلاياالوقود الهيدروجينية فهي:

    لا يوجد تلوث أو استهلاك لمصادر الوقود: حيث إنالهيدروجين ينتج من الماء، وبالأكسدة يعود إلى ماء مره أخرى، ولا توجد أي عوادمجانبية ضارة على صحة الإنسان والبيئة.

    آمنة للغاية: حيث إن تكنولوجياالهيدروجين لا تحتوي على أية عناصر تسبب أية أخطار ممكنة.

    كفاءة التشغيلعالية جدًّا: لأنها تحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية بشكل مباشر مما لايسبب أي فقد في الطاقة في أي صورة من الصور.
    هادئة في التشغيل: لا يمكنأن تسمع لخلية الوقود أي صوت أثناء عملها.
    عمرها أطول وصيانتها أقل.

    يمكن التحكم في حجمها حسب الطاقة الكهربائية التي تحتاجهاللتشغيل.

    الأنواع المختلفة لخلايا الوقود

    وغالبا ما تصنف خلايا الوقود عن طريق نوع المحلول المستخدم. كما يمكن تصنيفهم حسب درجة حرارة التشغيل, والكفاءة ومجال التطبيق.
    وبناء على التقارير ونشرات الأخبار ستستخدم تلك التقنية في القريب العاجل لتوليد الطاقة في المنازل والسيارات, وفي جميع التطبيقات لأنها تعطي الطاقة بطريقة أكثر كفاءة وأقل تلوث.


    فائدة خلايا الوقود بالنسبة للبيئة

    0 Not allowed!



  3. [3]
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً
    عضو فعال
    الصورة الرمزية معتز المهندس


    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    · كفاءة وقود عالية
    وذلك عن طريق تحويل الوقود مباشرة إلى طاقة وذلك عن طريق التفاعل الكهروكميائي, فإن خلايا الوقود تستخلص قدرة أعلى لنفس كمية الوقود بالمقارنة بالاحتراق التقليدي. وتقلل الطريقة المباشرة تلك من 30-90% من كمية الوقود المستخدم وهي تعتمد على نوع نظام خلايا الوقود المستخدم ومدى الاستفادة من الحرارة المنبعثة.

    · إنبعاثات أقل
    عند استخدام الهيدروجين كوقود فإن ناتج التفاعل الإليكتروكميائي هو ماء وحرارة وكهرباء, بدلاً من أول وثاني أكسيد الكربون, أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت وذرات الكربون ناتج عملية الاحتراق الداخلي. عند استخدام تعديل الوقود بالسيارة لاستخلاص الهيدروجين ينتج أول وثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت بنسبة قليلة جداً من خرج (عادم) محرك الاحتراق الداخلي.

    · تقليل مخاطر تدمير البيئة عن طريق صناعة ونقل البترول
    تقلل خلايا الوقود تدمير البيئة المصاحب لاستخراج البترول وتصنيعه وذلك في حالة استخراج الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة. وفي حالة تسرب الهيدروجين سوف يتبخر في الحال حيث أن الهيدروجين أخف من الهواء ويترك خلفه ماء فقط.
    وذلك بالمقارنة بعمليات التنقيب ونقل وتكرير البترول والمخلفات الصناعية والأخطار الناجمة عن ذلك.

    فائدة خلايا الوقود الهندسية
    · مرونة الوقود
    خلايا الوقود عندها القدرة على العمل على الهيدروجين أو الهيدروجين المعدل من أي وقود بترولي مستخدم حالياً.
    · كثافة عالية للطاقة
    مقدار الطاقة المتولدة من حجم معين معطاة بالكيلووات لكل لتر. وتزداد تلك القيمة مع زيادة الأبحاث وتطورها.
    · حرارة وضغط تشغيل منخفض
    تعمل خلايا الوقود في درجة حرارة ما بين 80-1000 درجة مئوية اعتماداً على نوع الخلية. وهو مقدار منخفض بالنسبة لدرجة الحرارة لمحرك الاحتراق الداخلي التي تصل إلى 2300 درجة مئوية.
    · تعدد الاستخدام
    خلايا الوقود بالنسبة لتشغيلها بدون الضوضاء و التلوث جعلها صالحة للاستخدام في مناطق عدة مثل المناطق السكنية والتجارية داخل وخارج المباني.
    · القدرة الإضافية
    عند الاحتفاظ بالحرارة الناتجة من خلايا الوقود فيمكن استخدامها في تسخين وتبريد الماء, حيث تبلغ الكفاءة لخلايا الوقود إلى حوالي 90%.
    · سرعة الاستجابة لتغير الحمل
    للحصول على طاقة إضافية من خلايا الوقود يضاف وقود إضافي للنظام. استجابة النظام لخلايا الوقود تمثل الضغط على البدال في السيارة التقليدية زيادة الوقود يؤدي إلى زيادة القدرة.

    · التصميم الهندسي
    لا تضمن خلايا الوقود أي أجزاء متحركة. عدم وجود حركة يساعد على بساطة التصميم, واعتما دية عالية, تشغيل بدون ضوضاء, ونظام ليس معرض للتلف.
    · ضمان محلي للطاقة
    يمكن أنتاج وقود الهيدروجين محلياً عن طريق استخدام الفحم, أو من الغازات الطبيعية, أو من الماء أو من مصادر الطاقة المتجددة. استخدام المصادر المحلية يقلل من الاعتماد على البلاد الأجنبية الممدة للوقود.
    ويرتفع عدد سيارات خلايا الوقود التي يتم اختبارها سنوياً حتى يتم تقيمها وتطويرها. فإن عدد سيارات خلايا الوقود التي تسير في الطرق خلال سنة 2004 تقدر بحوالي 600- 800 سيارة.

    مشاكل خلايا الوقود
    حيث أن الهيدروجين صعب التخزين والتوزيع فإنه من الأفضل لو أن خلايا الوقود تستخدم وقود متواجد حالياً بالأسواق. ولكن يمكن التغلب على ذلك باستخدام جهاز

    0 Not allowed!



  4. [4]
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً
    عضو فعال
    الصورة الرمزية معتز المهندس


    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    · كفاءة وقود عالية
    وذلك عن طريق تحويل الوقود مباشرة إلى طاقة وذلك عن طريق التفاعل الكهروكميائي, فإن خلايا الوقود تستخلص قدرة أعلى لنفس كمية الوقود بالمقارنة بالاحتراق التقليدي. وتقلل الطريقة المباشرة تلك من 30-90% من كمية الوقود المستخدم وهي تعتمد على نوع نظام خلايا الوقود المستخدم ومدى الاستفادة من الحرارة المنبعثة.

    · إنبعاثات أقل
    عند استخدام الهيدروجين كوقود فإن ناتج التفاعل الإليكتروكميائي هو ماء وحرارة وكهرباء, بدلاً من أول وثاني أكسيد الكربون, أكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت وذرات الكربون ناتج عملية الاحتراق الداخلي. عند استخدام تعديل الوقود بالسيارة لاستخلاص الهيدروجين ينتج أول وثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت بنسبة قليلة جداً من خرج (عادم) محرك الاحتراق الداخلي.

    · تقليل مخاطر تدمير البيئة عن طريق صناعة ونقل البترول
    تقلل خلايا الوقود تدمير البيئة المصاحب لاستخراج البترول وتصنيعه وذلك في حالة استخراج الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة. وفي حالة تسرب الهيدروجين سوف يتبخر في الحال حيث أن الهيدروجين أخف من الهواء ويترك خلفه ماء فقط.

    0 Not allowed!



  5. [5]
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً
    عضو فعال
    الصورة الرمزية معتز المهندس


    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    يسمي معدل الوقود (reformer), ويقوم المعدل تحويل الهيدروكربون أو وقود الكحول إلى هيدروجين, والذي بعد ذلك يغذي خلايا الوقود. ولكن المعدل ليس مثالياً, فإنه يولد غازات ضارة بجانب توليد الهيدروجين. ويستخدم معه عدة أجهزة لتنقية الهيدروجين ولكن الهيدروجين المولد بهذه الطريقة يكون غير نقي مما يؤدي إلى تقليل كفاءة خلية الوقود.
    والوقود الأكثر احتمالا للاستخدام مع السيارات هو الميثانول وهو وقود سائل له خواص مشابها للبنزين. وهو سهل النقل والتوزيع.

    مقارنة التقنيات المختلفة للسيارات

    العوامل المختلفة لتقييم السيارة:
    · سرعة وسهولة تموين السيارة بالوقود.
    · المسافة المقطوعة بالوقود الممون للسيارة.
    · السرعة القصوى للسيارة على الطريق.
    · كمية التلوث النجم عن السيارة.

    ولذلك تكون التقنية التي سوف تسود هي خليط بين أن تكون السيارة عملية أو ذات كفاءة .

    سيارات خلايا الوقود:
    خلايا الوقود التي تستخدم الهيدروجين النقي تكون كفاءتها 80%. ولكن باستخدام معدل الوقود فإن الكفاءة تقل لتصل إلى 30-40 %.
    ولتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وهو ما يتم عن طريق الموتور الكهربائي وتصل كفاءة الموتور المحول إلى حوالي 80% . وحيث أننا نحصل على كفاءة 30-40% مع استخدام الميثنول و80% لتحويل الكهرباء إلى قدرة ميكانيكية فإن ذلك يعطي كفاءة إجمالية في حدود من 24 إلى 32 %.

    سيارات البنزين:
    كفاءة سيارات المدارة بالبنزين تكون منخفضة. فإن الحرارة المفقودة في العادم والتي تذهب خلال المشع هي طاقة مفقودة. ويستخدم المحرك طاقة كبيرة لإدارة ملحقات مختلفة مثل المضخات, المراوح, المولد والتي تساعد على سير السيارة. وعليه يكون كفاءة محرك البنزين الإجمالية في حدود 20%. أي حوالي 20% من الطاقة الحرارية الموجودة في البنزين يمكن تحويلها إلى شغل ميكانيكي.

    سيارات كهربائية تعمل بالبطارية:
    هذه السيارة عالية الكفاءة. معظم البطاريات لها كفاءة 90% (بعض البطاريات تولد عادم أو تحتاج إلى حرارة), وكفاءة الموتور الكهربائي/ المحول تكون في حدود 80%, فإن ذلك يعطي كفاءة أجمالية في حدود 72%.

    ولكن الكهرباء التي تستخدم لشحن بطارية السيارة تتولد في مكان أخر يستخدم الاحتراق لتوليد الكهرباء (ليست عن طريق المحطات النووية أو الطاقة الشمسية أو مساقط المياه, أو الرياح), وعليه فإن كفاء تحويل الوقود عن طريق محطة توليد الكهرباء تكون في حدود 40%. ولشحن بطارية السيارة نحتاج إلى تحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار ثابت (DC) الذي تكون كفاءته 90%. فبالنظر إلى الدائرة الكلية لتوليد الطاقة تكون كفاءة السيارة الكهربائية 72%, وكفاءة محطة توليد الكهرباء 40%, 90% لشحن البطارية. فإن ذلك يعطي كفاءة إجمالية 26%. وتختلف تلك الكفاءة حسب نوع محطة توليد الكهرباء. فعند استخدام كهرباء مولدة من مساقط المياه أو من الرياح فترتفع الكفاءة إلى 65%.


    تطبيقات استخدام خلايا الوقود
    السيارات المستخدمة لوقود الهيدروجين (عن طريق خلايا الوقود) لتوليد كهرباء لإدارة موتور كهربائي:
    سيارة أوبل (هيدو جين3) Opel (Hydro Gen3)
    تسير عن طريق مجموعة خلايا الوقود تتكون من 200 خلية من نوع PEM متصلة على التوالي. تحويل الطاقة فيها يتم بدون أي ضوضاء حيث أنه ليس هناك أجزاء متحركة وليس هناك أي تآكل أو استهلاك. مجموعة خلايا الوقود لها خرج 129 كيلووات. والمحرك له قدرة 60 كيلووات. وتسمح كفاءة الإدارة أن تعجل السيارة من صفر إلى 100 كيلومتر/ساعة خلال 16 ثانية وتصل إلى 150 كيلومتر/ساعة كأقصى سرعة.

    السيارة المستخدمة لوقود الهيدروجين في محرك احتراق داخلي بدلاً من البنزين:
    فالسيارة بي أم دابليو 745 أتش (BMW 745h) فإنها تستخدم الهيدروجين مع محرك الاحتراق الداخلي (بدلاُ من مجموعة خلايا الوقود). محركات الاحتراق بالهيدروجين تستخدم نفس تقنية محركات الاحتراق الداخلي 4 أشواط, ولكن تحرق هيدروجين بدلاُ من البنزين. للمحرك قدرة 135 كيلووات.

    0 Not allowed!



  6. [6]
    معتز المهندس
    معتز المهندس غير متواجد حالياً
    عضو فعال
    الصورة الرمزية معتز المهندس


    تاريخ التسجيل: Jan 2009
    المشاركات: 113
    Thumbs Up
    Received: 0
    Given: 0
    عذراا على عدم تسلسل التقرير

    0 Not allowed!



  7. [7]
    اسامة القاسى
    اسامة القاسى غير متواجد حالياً
    عضو متميز
    الصورة الرمزية اسامة القاسى


    تاريخ التسجيل: Nov 2008
    المشاركات: 1,585
    Thumbs Up
    Received: 2
    Given: 0
    شكررررررررررررررااااا على المعلومات

    0 Not allowed!



    على المرء ان يسعى الى الخير جاهدا وليس عليه ان تتم المقاصد




    تحلو مرارة عيش فى رضاك ولا اطيق سخطا على عيش من الرغد


    سوف يكون تواجدي محدودا في الفترة القادمة وذلك لظروف خاصة.. اسأل المولى التوفيق لى و للجميع.




  8. [8]
    م.محمود جمال
    م.محمود جمال غير متواجد حالياً
    عضو متميز
    الصورة الرمزية م.محمود جمال


    تاريخ التسجيل: Jan 2006
    المشاركات: 1,136
    Thumbs Up
    Received: 6
    Given: 0
    مشكوررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررر

    0 Not allowed!


    أعلّل النفس بالآمال أرقبها.......ما أضيق العيش لولا فسحة الأملِ

    لم أرتضِ العيش والأيّام مقبلة....فكيف أرضي وقد ولّت علي عجل

  9. [9]
    gmotor
    gmotor غير متواجد حالياً
    عضو فعال


    تاريخ التسجيل: Jan 2007
    المشاركات: 92
    Thumbs Up
    Received: 1
    Given: 1
    مشكوررررررررررررررررررررررررررررررررر

    0 Not allowed!



  
الكلمات الدلالية لهذا الموضوع

عرض سحابة الكلمة الدلالية

RSS RSS 2.0 XML MAP HTML