ǿմý

تدعم المحطة الميدانية التجارب الخارجية وتعمل كمختبر حي مخصص لبحث وتطوير تقنيات البناء للمباني عالية الأداء. يوفر بيئة يمكن التحكم فيها لباحثي الجامعة لاختبار وإثبات وضبط أنظمة الطاقة المتقدمة والتقنيات المستدامة.

تشمل التقنيات التي يتم اختبارها حاليًا أنظمة إضاءة جديدة تستخدم ضوء الشمس لإضاءة الغرف، وأنظمة تبريد متقدمة تستخدم طرق التبريد المسبق لتقليل أحمال التبريد القصوى خلال النهار، ومعدات متخصصة لإزالة الرطوبة بكفاءة من هواء التهوية.

تم تصميم المحطة الميدانية لمعهد مصدر في عام 2008، وتم الانتهاء منها في عام 2012، وتملأ ثلاثة مجالات تفتقدها المختبرات التقليدية:


  • تجارب في الهواء الطلق: تجارب التلوث الكهروضوئي ؛ كوخ اختبار سعفة النخيل ؛ توربينات الرياح تحلية جديدة برج تبريد مياه البحر
  • كمختبر حي: تكييف هواء ذو ​​تهوية متطورة ؛ التبريد المسبق الليلي للكتلة الجوهرية ؛ استجابة الطلب؛ ابتكارية لطرد الحرارة ضوء النهار الفعال وسقف بارد
  • منطقة الدعم والتشغيل للتجارب في الموقع: مثل دومو مبرد الهواء MEPS ؛ التحكم الأمثل وكشف الأخطاء في محطات التبريد ؛

كما تستضيف المحطة الميدانية لمعهد مصدر وتدعم النشر المسبق للعديد من محطات منصة الرصد البيئي التابعة لمعهد مصدر، بما في ذلك 25 محطة للمناخ المحلي للحرارة الحضرية منتشرة في جميع أنحاء مدينة أبوظبي مايو 2017 – أبريل 2019.


تشمل المرافق:
أنظمة الإضاءة النهارية

يتم وضع جهازين متخصصين في جمع ضوء النهار لتتبع الشمس على السطح لجمع ضوء الشمس أثناء النهار، وهي أجهزة ميكانيكية تحتوي على مرايا تتبع الشمس لزيادة نسبة الضوء الذي يتم جمعه، حيث يتم توجيه ضوء الشمس المجمع إلى أنبوب داخل سقف غرف المحطة الميدانية، ما يوفر إضاءة طبيعية لمركز المبنى، وتسمح النوافذ المكتبية المحيطة “التقليدية ” ذات الفتحات الثابتة لضوء السماء المنتشر بالنفاذ وتحجب حرارة أشعة الشمس المباشرة

نظام التبريد المسبق

يسمح جهاز تبريد ضغط البخار المبرَّد بالماء، للمياه بالتدفق عبر أنابيب في الأرضية لتبريد الألواح الخرسانية للمبنى أثناء الليل، ما يقلل من كمية الحرارة المنبعثة من الخرسانة. يحافظ نظام التبريد المسبق هذا والذي يتكون من مبادل حراري ومضخة وشبكة من الأنابيب البلاستيكية المدمجة في بلاطة الأرضية، على برودة المبنى طوال اليوم.

تكييف الهواء الخارجي المخصص مبرد عالي الأداء

يحافظ نظام التهوية الذي يتم التحكم فيه حسب الطلب على جودة الهواء الداخلي مع استخدام الحد الأدنى من الهواء الخارجي. يتم التخلص من كمية كبيرة من طاقة تكييف هواء التهوية عن طريق نقل الحرارة والرطوبة إلى الهواء العادم باستخدام الحرارة الخاملة وأساليب نقل الكتلة، حيث يتم تبريد الهواء الذي يقترب من ملف التجفيف مسبقًا عن طريق نقل الحرارة بشكل غير مباشر إلى الهواء الجاف أثناء خروجه من الملف، فيتم الوصول إلى المرحلة النهائية من الجفاف من خلال نظام يحقق كفاءة عالية عن طريق مطابقة نسبة الضغط مع النطاق الضيق (25 كلفن) الذي قدمه تصميم أنظمة الهواء الخارجية المخصصة الجديدة. يتم أيضًا تحقيق التوازن (~60٪) لحمولة التبريد (حرارة التوصيل والمكاسب الداخلية) بشكل أكثر كفاءة من خلال توفير هواء تهوية جاف، باستخدام ضاغط مضبوط للحصول على نسبة ضغط أقل بكثير (<10 كلفن في وضع التبريد المسبق).

مبرد عالي الأداء

تستخدم وحدة التبريد بالماء المتطورة مبادلات حرارية ذات لوحة نحاسية (نظام فعال لنقل الحرارة في مساحة صغيرة)، ومضخات ذات سرعة متغيرة وأربعة ضواغط ذات سرعة متغيرة، ويتم رفض الحرارة بواسطة برجي تبريد بسرعة متغيرة يُثبّتان على السطح.

نظام تكييف هواء متقدم متعدد الأوضاع يستجيب للطلب

يقوم النظام المتقدم لتبريد الهواء من توشيبا بوظائف مماثلة لوحدة التبريد بالماء (التبريد المسبق لبلاطة الأرضية في الليل) بالإضافة إلى قدرته على تبريد هواء الغرفة مباشرة باستخدام وحدات التبريد في السقف، وتحتوي الوحدة الموجودة على السطح على ضواغط ذات سرعة متغيرة ومروحة ذات سرعة متغيرة عالية الكفاءة لرفض الحرارة من مكثف مبرَّد بالهواء وتحكم مثالي في التبريد الفرعي.

الكشف التلقائي عن الأعطال وتشخيصها

توفر المراقبة المكثفة والمفصلة لمصانع التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وأنظمة التوزيع والحيز المشغول قاعدة اختبار فريدة لتطوير طرق الكشف عن الأعطال في بيئة حقيقية واختبارها.

مراقبة الهباء الجوي

محطتان لأخذ العينات، تتعاون إحداهما مع سبارتان، ترصدان الكثافة وتوزيع الحجم وتكوين جزيئات الغبار والملح في الهواء، ويقيس مقياس الإرسال الذي يبلغ طوله 50 مترًا معامل الانطفاء الناتج عن التشتت والامتصاص البصري بواسطة الهباء الجوي.

تحلية المياه بالطاقة الشمسية منخفضة التكلفة

يخضع نظام تحلية المياه هذا، والذي فاز بجائزة محمد بن راشد العالمية للمياه في عام 2017، لاختبار تجريبي في المحطة الميدانية، باستخدام جهاز ترطيب يعمل بالطاقة الشمسية مصنوع من قماش أسود ويحتوي على ثقب (ينتظر الحصول على براءة الاختراع)، ويجمع النظام بين مرحلة الترطيب ومجمع الحرارة الشمسية في هيكل منخفض التكلفة وسهل التجميع يشبه الخيمة ويصل مستوى كفاءته إلى ضعف كفاءة الطاقة الشمسية التقليدية ولا يتطلب أغطية زجاجية باهظة الثمن وهشة. يتم التحقق من أداءه وعمر تشغيله من خلال قياسات الظروف المحيطة والإنتاج اليومي للمياه العذبة.

سقف بارد

يعتبر “”كول روف”” انعكاسًا كبيرًا للإشعاع الشمسي، والذي يتضمن نطاقات الأشعة تحت الحمراء المرئية والقريبة، بينما يمتص وينبعث في نفس الوقت مستويات عالية من الطاقة الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة، وبالتالي يشع الحرارة الزائدة إلى السماء.

نظام اللادار

يطلق مسجل ارتفاع السحاب الخاص باللادار نبضات سريعة من ضوء الليزر لأعلى ويقيس المستشعر الموجود على الجهاز مقدار الوقت الذي تستغرقه انعكاسات آلاف جزيئات الغبار المضاءة بكل نبضة لترتد، وتحسب أداة اللادار مسافة كل جسيم وحركته بدقة عالية في تتابع سريع، ما يمكّن الأداة من إنشاء “خريطة” معقدة لحركة الهواء المضطربة في الغلاف الجوي السفلي الذي يصل ارتفاعه إلى 3000 متر.

التوربينات الهوائية

تنتج توربينة الرياح الصغيرة الطاقة الكهربائية من الرياح، ويمكنها تزويد الشبكة الدقيقة للمحطة الميدانية بما يصل إلى 3 كيلو واط من الطاقة، و/أو استخدامها لشحن بطاريات التخزين لاستخدامها لاحقًا.

المصفوفة الكهروضوئية

توفر المصفوفة الكهروضوئية ما يُقدّر بـ 10 كيلو واط من الطاقة للمبنى والشبكة.

التلوث الكهروضوئي

توفر تجربة التلوث الكهروضوئي منصة اختبار لاستكشاف التكنولوجيات المختلفة التي ستساعد في تقليل تراكم الغبار على أسطح الخلايا الكهروضوئية الشمسية وتطوير استراتيجيات التنظيف الأمثل.

برج الأرصاد الجوية

يدعم برج الأرصاد الجوية الذي يبلغ ارتفاعه 10 أمتار عمليات رصد الأحوال الجوية، والتي تشمل درجة الحرارة والرطوبة النسبية على ارتفاعات 2 و 10 أمتار وسرعات الرياح في 3 محاور على ارتفاع 10 أمتار بالإضافة إلى الضغط الجوي واكتشاف وجود الرطوبة على ارتفاع متر واحد.

نظام مراقبة الحمل قائم على عدم التدخل

يقوم نظام مراقبة الحمل القائم على عدم التدخل، بتحليل مستويات استخدام الطاقة من نقطة تسجيل القراءات الخاصة بشركة أبوظبي للتوزيع لتحديد فترة تشغيل الأحمال الفردية (مثل المصابيح والمضخات ووحدات التبريد والمراوح وأجهزة الكمبيوتر والثلاجة)، لتقدير نسبة استهلاك أحمال كل من الضاغط والمضخة والمروحة للطاقة، وتقدير كمية الحرارة التي تخرج إلى البيئة المحيطة. ويدعم هذا المشروع مجالين من مجالات البحث، ألا وهما الكشف الآلي عن الأعطال وتشخيصها وقياس الجزر الحرارية الحضرية وتدابير التخفيف من حدتها.