تدعوكم جامعة المستقبل للمشاركة في المهرجان الدوري الثالث ضمن "أسبوع المستقبل للاستدامة"، والذي يتزامن مع فعاليات الاحتفال بالذكرى السنوية الخامسة عشرة لتأسيس الجامعة، والذكرى الثانية لتحويل كلية المستقبل الجامعة إلى جامعة المستقبل. تنطلق الفعاليات من 16 إلى 24 نيسان 2025، وتتضمن برنامجاً حافلاً بالمؤتمرات العلمية الدولية والأنشطة التوعوية والمعارض التخصصية التي تسلط الضوء على مفاهيم الابتكار والاستدامة والتحول الرقمي. أبرز المحاور: المؤتمر الدولي الأول لتطبيقات التقنيات المستقبلية في التعليم المستدام (16 نيسان 2025). المؤتمر الدولي للإعلام الإبداعي - النسخة الرابعة (19 نيسان 2025). المؤتمر الدولي لمهارات المجتمع المدني والتعليم خارج الصندوق (20 نيسان 2025). المؤتمر الدولي للتخصصات المستقبلية والعلوم والتقنيات الحديثة (22 نيسان 2025). المنتدى الدولي لريادة الأعمال والتنمية المستدامة تحت شعار: كفء، آمن، مستدام، تجارياً (23 نيسان 2025). كما تتضمن الفعاليات معارض للبحوث والابتكارات، دراسات حالة، ورش توعوية، ومشاريع طلابية، فضلاً عن توزيع جوائز الاستدامة. إن هذه المبادرة تنسجم مع أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة، خاصة الهدف الرابع (جودة التعليم)، والهدف التاسع (الصناعة والابتكار)، والهدف الثالث عشر (العمل المناخي)، وتجسد التزام جامعة المستقبل بالريادة المجتمعية والتطوير المستدام. جامعة المستقبل – الجامعة الأولى على الجامعات الأهلية في العراق.
أدى الطلب المتزايد على الطاقة في قطاع البناء إلى حاجة ماسة إلى حلول مبتكرة للحد من حصته البالغة 37% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية في عام 2020. تقدم هذه الدراسة نظام طاقة هجينًا جديدًا يدمج الألواح الشمسية الكهروضوئية الحرارية (PVT) مع غلاية تعمل بالوقود الحيوي، وهو مصمم لتلبية احتياجات التدفئة والتبريد والكهرباء السكنية. أُجريت عمليات محاكاة ديناميكية باستخدام TRNSYS لتقييم أداء النظام في العالم الحقيقي عبر بيئات مختلفة.
۳/۱
الظروف المناخية. حقق التحسين باستخدام خوارزمية Greywolf توازنًا بين ثلاثة أهداف متنافسة: الكفاءة الحرارية الديناميكية، والاستدامة البيئية، والجدوى الاقتصادية. حقق النظام كفاءة حرارية بنسبة 28.5%، وتكلفة طاقة مستوية قدرها 0.163 دولار/كيلوواط ساعة، ومؤشر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون 121 كجم/ميغاواط ساعة، مما يعكس تحسينات كبيرة بنسبة 13.5% و23.1% و15.4% على التوالي، مقارنةً بالتصميم الأساسي. وعلى عكس الدراسات السابقة، يجمع هذا العمل بشكل فريد بين النمذجة الديناميكية العابرة والتحسين متعدد الأهداف لنظام طاقة يعمل بالطاقة الشمسية والوقود الحيوي، مما يوفر رؤى عملية حول تكامل الطاقة المستدامة لقطاع البناء. وتؤكد هذه النتائج على قدرة النظام على تحسين أداء الطاقة مع تقليل التكاليف البيئية والاقتصادية.
ملخص في العمل الحالي، أجريت عمليات محاكاة لعملية التجميد داخل خزان يتميز بزعانف على شكل علامة زائد باستخدام طريقة جاليركين. كان التركيز على انتقال الحرارة غير المستقر القائم على التوصيل، وحل معادلتين مقترنتين. المادة الأساسية في هذا البحث هي الماء، الذي تم دمجه استراتيجيًا مع جسيمات نانوية من أكسيد النحاس لتحسين كفاءة الحفاظ على الطاقة الباردة. تتأثر عمليات المحاكاة بعاملين حاسمين: شكل وتركيز الجسيمات النانوية. يضيف مراعاة هذه العوامل تعقيدًا إلى الدراسة، مما يسهل استكشافًا شاملاً لتأثيراتها على التصلب داخل حاوية الزعانف على شكل علامة زائد. أظهر التحقق من صحة الكود مقابل المعايير السابقة دقة جيدة. بالنسبة للماء وحده، يبلغ وقت التخزين البارد 1433 ثانية، والذي ينخفض بشكل كبير إلى 1049.19 ثانية مع إدخال الجسيمات النانوية. يُلاحظ الانخفاض الكبير في وقت التجميد مع زيادة كل من ϕ و"m" (عامل الشكل)، بحوالي 7٪ و27٪ على التوالي. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2590123025002178
يهدف هذا البحث إلى تلبية الحاجة الماسة لأنظمة تبريد مستدامة في البيوت المحمية، لا سيما في التخفيف من آثار الاحتباس الحراري وتعزيز الأمن الغذائي في جميع أنحاء العالم. وتزداد الحاجة الملحة في المواقع التي تشهد درجات حرارة ورطوبة محيطة عالية. وتقدم الدراسة نظام تبريد مبتكرًا يدمج مادة تغيير الطور، وعجلة تجفيف، ومبرد امتصاص، يعمل بالطاقة الشمسية وطاقة الكتلة الحيوية. ويهدف هذا النظام الجديد إلى تنظيم درجة الحرارة والرطوبة بكفاءة في بيئات البيوت المحمية. وقد تم فحص أداء هذا النظام في أبوظبي والدوحة والرياض خلال أشهر الصيف، باستخدام برنامج TRNSYS لنموذج بيت محمي متوسط الحجم. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تقييم شامل لدورة الحياة لتحديد الآثار البيئية للنظام المقترح. وتشير النتائج إلى أن النظام في أبوظبي يُنتج معامل أداء (COP) قدره 1.108، مما يحافظ بفعالية على ظروف المناخ الداخلي. وبالمثل، تُظهر الدوحة والرياض معاملي أداء قدره 1.015 و0.827 على التوالي. فيما يتعلق باستخدام الطاقة الشمسية، تُظهر أبوظبي نسبةً شمسيةً قدرها 40.4، وهو ما يُعادل أدنى احتمالية للاحتباس الحراري العالمي (GWP) عند 0.106 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط واحد من سعة التبريد المُقدمة. في المقابل، تُسجل الرياض أعلى احتمالية للاحتباس الحراري العالمي عند 0.149 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، تليها الدوحة عند 0.118 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون. يُحسب زمن استرداد الطاقة (EPBT) للنظام في أبوظبي بـ 3.96 سنة، وهو الأقصر بين المدن التي خضعت للدراسة. وبالمقارنة، تُقدم الدوحة والرياض زمن استرداد طاقة أطول يبلغ 4.48 و5.83 سنة على التوالي. تُشير هذه النتائج إلى أن النظام المُقترح يُوفر بديلاً عمليًا وصديقًا للبيئة لأساليب التبريد التقليدية في البيوت الزجاجية. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S2352152X24034571
هناك تركيز متزايد على اعتماد مصادر طاقة صديقة للبيئة للتخفيف من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتعزيز الاستدامة. في حين أن مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية تقدم فوائد عديدة، إلا أن لها بعض القيود. بالإضافة إلى ذلك، فإن تخزين الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية يمكن أن يكون مكلفًا وصعبًا بسبب القيود في تكنولوجيا البطاريات وسعة التخزين. لذلك، توفر أنظمة تخزين الطاقة الحرارية القائمة على مادة تغيير الطور حلاً واعدًا لهذه التحديات. تلعب هذه الأنظمة أيضًا دورًا حاسمًا في تعزيز كفاءة الطاقة في المباني واستدامتها. تؤثر أبعاد هذه الأنظمة على أدائها. غالبًا ما تعتمد الأنظمة التقليدية على أبعاد ثابتة، مما يؤدي إلى ظروف حرارية غير موحدة داخل وسيط التخزين. لمواجهة هذه التحديات، أوصي باعتماد آلية تخزين الحرارة المدمجة الكامنة (C-LHS) في هذا التقرير. بالإضافة إلى ذلك، تم إدخال بعض الزعانف في نظام C-LHS لتغيير ديناميكيات نقل الحرارة داخل الجهاز. تم تغيير ثلاثة من المعلمات المهمة للزعانف لدراسة تأثيرها على وقت الشحن. تم استخدام الشبكات العصبية الاصطناعية والخوارزميات الوراثية لتحديد الوضع الأمثل للزعانف لتقليل مدة المادة للحصول على كل من قدرات الذوبان الجزئية (نسبة الذوبان 0.8) والكاملة (نسبة الذوبان 1). هنا، كان الهدف الأساسي هو تقديم نموذج تنبؤي قادر على التنبؤ بدقة بوقت شحن المادة. في جميع العينات ذات الزعانف المقدمة، ذابت PCM بالكامل في أقل من 15110 ثانية (4 ساعات و12 دقيقة) وتمكنت من الاستفادة الكاملة من سعة امتصاص الطاقة في الشكل الكامن، بينما في النظام غير ذي الزعانف، تمكنت 68.6٪ فقط من المادة من الذوبان خلال مدة البحث الكاملة (5 ساعات). بعد تحليل البيانات، تم تقديم تكوينين مثاليين لـ OS1 وOS2 مع الحد الأدنى من الوقت لنسب الذوبان 0.8 و1. في تكوين OS2، استغرق الأمر 16200 ثانية (4 ساعات و30 دقيقة) لامتصاص 4929 كيلو جول من الطاقة. امتصت العينة غير الزعانف 3250 كيلوجول فقط من الطاقة خلال الفترة نفسها. وبشكل عام، حقق OS2 امتصاصًا إجماليًا للطاقة أسرع بنسبة 51.6% من العينة غير الزعانف. لذلك، يتمتع النظام المُقدم بالقدرة على زيادة الطاقة الممتصة في بقية ساعات النهار إلى كميات أكبر من خلال زيادة عدد الوحدات واستخدام كمية أكبر من المواد. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S2352152X24035527
تقدم هذه الدراسة تحليلًا ترموديناميكيًا متعمقًا وتحسينًا لنظام طاقة متجددة متكامل يدمج نظامًا حراريًا أرضيًا مزدوج الوميض مع دورة رانكين لثاني أكسيد الكربون عبر الحرجة، باستخدام خوارزميات التعلم الآلي. يهدف التصميم المبتكر إلى تعظيم التوليد المتزامن للحرارة والكهرباء، مما يعود بالنفع في نهاية المطاف على الاستدامة البيئية وأمن الطاقة. من خلال استخدام خوارزميات التعلم الآلي الانحداري، يقيم البحث ويعزز أداء النظام، محققًا مستويات دقة R-squared رائعة تبلغ 98.86٪ لمخرجات التدفئة و99.89٪ لتوقعات خرج الطاقة. تؤكد النمذجة الترموديناميكية، التي تم التحقق من صحتها مقابل معايير معترف بها، دقة تصميم النظام. تشير نتائج التحسين إلى أن ضغوط التشغيل بين 840 و870 كيلو باسكال ونسب الضغط من 1.56 إلى 1.60 توفر مخرجات مثالية، مع إنتاج طاقة بين 2582 و2585 كيلو واط ونات تدفئة تتراوح من 12260 إلى 12280 كيلو واط. يصل النظام إلى أقصى أداء له عند ضغط 850 كيلو باسكال ونسبة ضغط 1.57، مما ينتج عنه طاقة ناتجة قدرها 2583.97 كيلو واط وطاقة تسخين ناتجة قدرها 12279.3 كيلو واط. تُبرز هذه النتائج إمكانية دمج أنظمة الديناميكا الحرارية المتقدمة مع منهجيات التعلم الآلي لتحسين كفاءة وفعالية مصادر الطاقة المتجددة. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2214157X24012413
يستكشف الباحثون حلولاً مبتكرة لتخزين الطاقة الحرارية لمواجهة التحديات التي تفرضها مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة، وتعزيز كفاءة الطاقة، والمساهمة في التحول العالمي نحو ممارسات طاقة أنظف وأكثر استدامة. وفي إطار السعي إلى نظام مثالي لتحسين كفاءة إطلاق/امتصاص الحرارة لمواد تغيير الطور (PCMs)، تم تصميم نظام فريد لتخزين الحرارة الكامنة على شكل غلاف وأنبوب بأربع زعانف مستطيلة. وتم فحص سلوكيات ذوبان وتصلب المادة في هذا الجهاز من خلال التلاعب بموضع الأنبوب داخل الغلاف والزعانف المحيطة به. وتم النظر في ست حالات مختلفة مثل الحالة أ (الأنبوب في وسط الغلاف)، والحالة ب (الأنبوب في الجزء العلوي من الغلاف)، والحالة ج (الأنبوب في أسفل الغلاف)، والحالة د (الأنبوب في وسط الغلاف مع زعانف على جوانبها)، والحالة E (أنبوب في الجزء العلوي من الغلاف مع وجود زعانف في قسمه السفلي)، والحالة F (أنبوب في الجزء السفلي من الغلاف مع وجود زعانف في قسمه العلوي). كانت الحالتان D وE أفضل الخيارات لامتصاص الحرارة وإطلاقها في أقصر وقت. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الحالة F كانت أسرع أثناء عملية الصهر وتأخرت في المراحل النهائية. اقترح المؤلفون أنه إذا كان تحقيق نتيجة متوازنة دون تكبد تكاليف إضافية أمرًا ضروريًا، فإن الحالة D هي خيار مناسب لأنها توفر أداءً معقولاً في عمليات الصهر والتصلب. ومع ذلك، لنفترض أن الباحثين والمطورين لأنظمة تخزين الطاقة يسعون إلى تحقيق أداء أعلى حيث يحدث امتصاص الحرارة وإطلاقها بسرعة أكبر. في هذه الحالة، يُقترح بناء إحدى الحالتين، E أو F، وتنفيذ آلية دوران لتمكين الوصول إلى الحالة الأخرى. بناءً على النتائج، احتاجت الحالتان D وF إلى 6235 ثانية و7552 ثانية، على التوالي، للذوبان الكامل. بينما تطلبت جميع الحالات أكثر من 3 ساعات لتصلب 80% من PCM. سرعة الذوبان الكاملة للحالة F أسرع بنسبة 21.12% من سرعة الحالة D. بالإضافة إلى ذلك، فإن الوقت المطلوب للتصلب بنسبة 50% أسرع بنسبة 14.79% للحالة E مقارنة بالحالة D. خلال 3 ساعات، يمكن لهذا النظام امتصاص 1172 كيلوجول من الطاقة (الحالتان D وF) وإطلاق 893 كيلوجول من الطاقة (الحالتان D وE). https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S2352152X24014658?via%3Dihub
تم دراسة توليد الإنتروبيا ونقل الحرارة بالحمل الحراري في حجرة مسامية جزئيًا ذات درجات حرارة مختلفة للجدار الجانبي باستخدام CuO-H2O. تكمن أهمية هذه المسألة في التطبيق الواسع للنتائج في المجمعات الشمسية، وأنظمة البثق الحراري، والمبادلات الحرارية، والطب الحيوي، والتخلص من النفايات النووية، وما إلى ذلك. يرتبط ابتكار هذا العمل بدراسة مجالات السوائل والحرارة وتوليد الإنتروبيا باستخدام مصفوفة مع تبعية المسامية للمحور الرأسي، والنفاذية، والتوصيل الحراري، واللزوجة مع تبعية المسامية. للحصول على نتائج دقيقة، تم استخدام نموذج الخليط ثنائي الطور، وتمت محاكاة التوصيل الحراري ولزوجة السوائل النانوية بواسطة نماذج تجريبية من خلال الاعتماد على درجة الحرارة وكسر الحجم. يتم حل المعادلات الحاكمة بواسطة FVM تشير النتائج الرئيسية إلى أن أفضل وأسوأ عامل تحسين يحدث في المصفوفة المسامية ε = ε(y2) وε = -ε(y2) على التوالي، أي 113% و86% من NH للمصفوفة المتجانسة على التوالي. كما أن زيادة ملء التجويف تُحسّن NH بشكل كبير، بحيث تصل قيمة NH من 1.19 إلى 1.82 مع زيادة S من 0.25 إلى 1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214157X24005161?via%3Dihub