الفهرس 
SummaryOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 138 |  |  |
| | | from | 138 | | |
Abstract
في الآونة الأخیرة جذبت مصادرالطاقة الخضراء اھتماما كبیرا كعنصر مكمل وبدیل في المستقبل لطاقة الوقود الأحفوري التقلیدیة. والإشعاع الشمسي یعتبر واحدة من أھم المصادر الوفیرة للطاقة المتجددة وھو الذي یطبق على نطاق واسع في استخدامین مختلفین حراري وكھربي. وعلاوة على ذلك، تعتبر محطات الترددات الرادیویة الإصطناعیة مصدرا واعدا للطاقة بسبب انتشارھا عالمیا على نطاق واسع. ھناك ثلاث عملیات إلزامیة للحصول على الطاقة من الإشعاع الكھرومغناطیسي، وھي : حصاد الطاقة، وتحویل الطاقة، وتخزین الطاقة. كما یوجد نوعان من التقنیات المعاصرة لحصاد الطاقة ؛ وھي وحدات الطاقة الشمسیة (الفوتوفولتیة) وأجھزة الركتنا. في التقنیة الأولي الخلایا الفوتوفولتیة (PV) وتعمل فيها المواد شبه الموصلة علي إنتاج تیاركھربائي من خلال خلق أزواج من الإلكترونات -فجوات. في حین أن النھج الثاني (الركتنا) تعالج الموجات الكھرومغناطیسیة من خلال ھوائیات معدنیة داخل نطاقین من الترددات موجات الرادیو و / أوالنطاق الضوئي. ھذه التقنیة تعتمد علي أن الموجات الكھرومغناطیسیة تستحث تیار متردد عند طرف الھوائي والتي یتم تحویلھا إلى تیارمستمر باستخدام الوصله الثنائیه (الدایود).
أھداف ھذه الأطروحة ھومحاكاة وتوصیف تصميمات مختلفة لحصاد الطاقة من الإشعاع الكھرومغناطیسي، من خلال توظیف نظريات الطاقة الكهرومغناطيسية لزيادة كمية الطاقة التي يتم حصدها وذلك في نطاق الترددات الضوئية. في السعي لتحقیق ھذا الھدف الطموح، تم اقتراح تصمیما جدیدا لھوائي نانوي معدني لحصاد الطاقة في النطاق الضوئي وتحلیله بإستخدام طریقة العناصر المحدودة في المجال الترددي (FEFD). وهذا التصمیم الفرید عبارة يشبه ثنائي القطب التقليدي ولكن كل قطب فيه يتكون من ثلاثة اقطاب نانویة مستطيلة الشكل متصلة ببعضها في اطار مدبب. كما تم دراسة أداء ھذا الھوائي المقترح من خلال كفاءة الإشعاع وطاقة الحصاد الكلیة ومقاومة الدخل والقدرة على تركيز المجال الكهربي داخل الفجوة بين القطبين. وقد أجریت عملیة المحاكاة العددیة من أجل تعظیم أداء الھوائیات النانویة في نطاق عند طول الموجي 500 نانومتر. وقد اظھر التصمیم الجدیدالمقترح كفاءة حصاد مقدارھا 55.3 % والتي تعتبر اعلى من نظیرتھا لھوائي ثنائي القطب التقلیدي بنسبة 29 % وبالإضافة إلى ذلك، قد أظھر التصمیم المقترح قدرة على تركيز المجال المغناطيسي 60 ضعف اكبر من تلك الخاصة بثنائي القطب. بالاضافة إلى ذلك، أظهر هذا التصميم امكانية تعديل مقاومة الدخل له عن طريق تغيير بسيط في ابعاده وذلك ليماثل مقاومة الدخل الخاصة بالوصلات الثنائية التي تعمل في مجال ترددي مقارب للمجال الضوئي.
وفي ھذه الأطروحة ايضاً تم توظيف طريقة سرب الجسيمات (Particle swarm) لتحسين اداء الهوائي واختيار الابعاد الأمثل له. وتم ذلك عن طريق صنع اتصال بين برنامج المحاكاه الكهرومغناطيسي وبين خوارزمية التحسين المستخدمة. وقد تم تطبيقهذه الخوارزمية على تصمیم زھري يتكون من ثلاثة ھوائیات نانویة بیضاویة الشكل ذات فجوة ھوائیة بالإضافة إلى التصميم المقترح. وحدث التقارب للقيمة العظمى في التصميم الثاني خلال 72 محاولة.