استعمال بحيرة شمسية لتكيف المباني في مدينة كربلاء في رسالة ماجستير في كلية العلوم

ناقش طالب الماجستير ياسر عبد نور جبار من قسم علوم الفيزياء رسالته الموسومة
تحقق نظري باستعمال بحيرة شمسية لتكيف المباني في مدينة كربلاء والتي جرت على قاعة المؤتمرات في كلية العلوم يوم الخميس ؟؟/1/2020م.

وبين الباحث ان البحيرة الشمسية المتدرجة الملوحة تتكون من ثلاث طبقات هن الطبقة العليا وتمتاز بكونها متجانسة في التركيز الملحي ودرجة الحرارة. الطبقة الوسطى وتمتاز بكونها متدرجة في التركيز الملحي ودرجة الحرارة بنحو متزايد نحو الطبقة السفلى التي لديها أعلى تركيز متجانس ملحي و درجة الحرارة. اذ قمنا بتصميم برنامج بلغة الفورتران لتحليل الأداء الحراري للبحيرة الشمسية في ظل الظروف المناخية الفعلية لمدينة كربلاء، ولإيجاد العمق المناسب للبحيرة المستقبلية. بالإضافة الى حساب التوصيلية الحرارية للبحيرة باستخدام الحل العددي لمعادلات التوازن بطريقة الفروق المحددة، مع الأخـــــــذ بنظر الاعتبار فقدان الحرارة من سطح وقاع البحيرة.

وأوضح الطالب انه من خلال نتائج النمذجة والمحاكاة وجد بأن العامل الأكثر تأثيرا على أداء البحيرة المتدرجة الملوحة هو مقدار الإشعاع الشمسي الساقط على موقع البحيرة الشمسية لذلك تم حساب قيمته في مدينة كربلاء المقدسة (العراق). وظهر ان قيمته القصوى تتجاوز7.7 كيلوواط / م2/يوم في شهر يونيو ، وهذه النتيجة تتقارب بشكل جيد مع بيانات وكالة ناسا لمدينة كربلاء. كما و اظهرت النتائج ايضاً بأن درجة حرارة المحلول الملحي في البحيرة الشمسية قد تجاوزت 70 درجة مئوية خلال شهر يونيو، و بذلك تقوم بتسخين المياه في المتبادل الحراري الخارجي لغرض تشغيل المبرد او المسخن الهوائي وحسب الظروف الجوية للغرفة. وان عملية تكيف البناية تتطلب ان تكون مساحة البحيرة الشمسية حوالي (4-5) اضعاف مساحة تلك البناية.

وأوصى الباحث الباحثين في مجال الطاقة المتجددة على اجراء نموذج عملي للبحيرة الشمسية في مدينة كربلاء المقدسة وبالأخص بالقرب من بحيرة الرزازة لكونها تحوي نسب عالية من الاملاح مثل كلوريد الصوديوم و كلوريد البوتاسيوم. وتطوير نموذج رياضي لتقليل الخسائر الحرارية من البحيرة الشمسية.

         فيما بين الدكتور جاسم المشرف على البحث ان الهدف من هذا المشروع هو تصميم نموذج محاكاة للبحيرة الشمسية لفهم الانتقال الحراري والكتلي الذي يحدث فيها. والتحقق من العوامل المؤثرة على اداء البحيرة الشمسية مثل سُمك الطبقات لإيجاد السُمك المناسب لكل طبقة، ونوع التربة لإيجاد افضل نوعية من التربة ممكن استخدامها اسفل البحيرة الشمسية. وايجاد مساحة البحيرة الشمسية المناسبة المستخدمة في تكيف البنايات.

         علما ان الدراسة اجريت تحت اشراف الاستاذ المساعد الدكتور جاسم طالب مهدي من كلية العلوم جامعة كربلاء وان لجنة المناقشة كانت مؤلفة من الاستاذ الدكتور فاضل خدام  فليفل من كلية العلوم جامعة كربلاء والاستاذ الدكتور ناهدة بخيت حسن من كلية الزهاوي الجامعة ورئيس الباحثين نصير كريم قاسم من دارة التدريب وبحوث الطاقة في وزارة الكهرباء.