دراسة لتحويل شعاع الليزر المنقول عبر الفضاء الحر الى طاقة كهربائية باستخدام الخلايا الشمسية == A Study on Transforming The Laser Beam Transmitted Through Free Space into Electrical Energy Using Solar Cells
Author name:
امجد زهير ناجي كاظم
Supervisor name:
جاسم محمد جاسم حسوني | قصي محمد سلمان
General topic:
Physics
Specific topic:
Laser Physics and Electro-optics
Degree:
Master
University:
University of Babylon - College Of Science For Girls - Department Of Laser Physics
Language:
Arabic
University location:
Babylon
First pages:
26T1660 - p.pdf
Abstract:
في هذا البحث تم توصيف منظومات نقل الطاقة الكهربائية لاسلكيا وتم تصنيفها حسب المسافة المراد نقل الطاقة اليها والمقارنة ما بينهما وقد لاحظنا ان لكل طريقة ميزاتها الخاصة التي تجعل منها مفيدة ولا يمكن الحكم بالمطلق بافضلية طريقة عن اخرى , كما تم بناء منظومة مختبرية لنقل الطاقة عن طريق استخدام شعاع الليزر وتتكون من المرسل وهو عبارة عن الليزر والمستقبل الضوئي حيث وقع الاختيار على الخلية الشمسية وكذلك تم بناء خلية اختبار لتوليد بخار الماء لمعرفة تاثيره على قيمة الطاقة المنقولة عبر الفضاء الخارجي .ولايجاد افضل طول موجي لشعاع الليزر ينقل عبر الفضاء ولايعاني من فقدان في القدرة , تم اختيار انواع مختلفة من الاطوال الموجية من الليزرات واستخدمت ليزرات ذات اطوال موجية (473,532,650nm) ولاختبار افضل مستلم ضوئي تم اختيار انواع عديدة من الخلايا الشمسية لمعرفة الاستجابة الطيفية لها ومعلمات خرجها مثل (FF, ɳ,VOC,ISC Imax,Vmax,Pmax) حيث وجدنا شعاع الليزر ذات الطول الموجي (650nm) يتمكن من نقل اعظم قدرة مقارنة بالاطوال الموجية الاخرى وصلت الى (7mw) عندما كانت شدة الارسال (70 w/m2) وقد تم اجراء العديد من الاختبارات على المنظومة المختبرية حيث تم تحويل القدرة المنقولة عبر الفضاء الى قدرة ضوئية بشكل مباشر وذلك عن طريق تشغيل ثنائي باعث للدايود (LED) ذات اللون الاحمر , وقد تبين الاختبار ان قدرة الضوئية التي تنبعث من (LED) كانت (260 mW),وكما تم اختبار قدرة المنظومة على خزن القدرة الكهربائية داخل بطارية قابلة للشحن وقد تبين في الاختبار ان القدرة المنقولة باستخدام ليزر ذات طول موجي (650nm) تمكن من شحن البطارية بجهد (1.2v) باقصر زمن من الاطوال الموجية (473,532 nm) .ولمعرفة تاثير بخار المار على القدرة الكهربائية المنقولة عبر الفضاء تم اختبار حزمة الليزر ذات الاطوال الموجية (473,532,650 nm) ولمستويات مختلفة من شدة بخار المار المتولدة عبر خلية الاختبار المصنعة حيث وجدنا ان الطول الموجي (532nm) يمتلك اعلى نفاذية عند مروره داخل الخلية مقارنة ببقية الاطوال الموجية (473,650nm) | In this work a theoretical proposal and a laboratory simulation for a system that may be implemented to transfer the solar electrical power via a laser beam for a space station (as a solar laser source) to an earth solar station (as a receiver),Different systems are manifested, with their advantages and disadvantages , are covered in this work . The simulation system three lasers of different wavelengths (473,532,650)nm are selected as transmitter sources ,because they cover the maximum radiant emittance of the sun .While different solar cell are used and their parameters (FF, ɳ,VOC,ISC Imax,Vmax,Pmax) are investigated practically to select their optimum receiving system .The effect of the water vapor (which represent the main attenuation factor of the atmosphere constituents the propagation medium for the laser beam in the visible band in the solar spectrum) is also investigated practically .The results show that the (650nm) laser wavelength is more efficient than the other two sources in transferring the solar power, while the (532nm) wavelength source has the lowest attenuation in the water vapor . It is found the highest permeability , When passing through the cell , compared to the other two wavelengths (473,650nm
