تم في هذا العمل تطوير كفاءة الأنظمة الشمسية من خلال محاكاة تصميم دليل موجة بأشكال جديدة تعطي مرونة كبيرة في تصميم النظام الشمسي (من خلال الموقع والحجم والشكل). تم استخدام برنامج التصميم البصري (ANSYS Zemax Optic Studio 2022) لمحاكاة التصميم باستخدام أداة التحليل الموجودة في البرنامج (detector viewer). يتكون التصميم من نوعين: النوع الأول عبارة عن شكل نتوء منحني )طاق) دائري المقطع العرضي يشبه الحروف (S, U)، والنوع الثاني عبارة عن شكل نتوء منحني (طاق) مستطيل المقطع العرضي يشبه الحروف (S, U) أيضًا . ينتقل الإشعاع الشمسي عبر دليل الموجة إلى جهاز الاستقبال (الخلية الشمسية أو المستودع الحراري) من خلال الانعكاس الداخلي الكلي للإشعاع داخل دليل الموجة، ليصل إلى جهاز الاستقبال بكفاءة عالية.
تم تغيير بعض المعلمات البصرية المتعلقة بشكل دليل الموجة لتوضيح تأثير تغييرها على أداء النظام. تتضمن هذه المعلمات نصف قطر انحناء دليل الموجة ، وعرض فتحة الدخول، وزاوية الالتفاف. أظهرت النتائج أن الأشكال المصممة للدليل الموجي تعطي مرونة عالية في الشكل والحجم دون التأثير بشكل كبير على كفاءة النظام، مما يوفر تنوعاً كبيراً في تصميم النظام الشمسي حسب الغرض الذي صمم من أجله من حيث الحجم والشكل. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت النتائج أن المقطع العرضي المستطيل يوفر مرونة تصميمية أكبر من المقطع العرضي الدائري، مما يتيح حرية هندسية أكبر في تصميم النظام الشمسي.
In this work, the efficiency of solar systems has been developed by simulating the design of a waveguide with new shapes that give great flexibility in the design of the solar system (through location, size, and shape). The optical design program (ANSYS Zemax Optic Studio 2022) simulates the design using the analysis tool in the program (detector viewer). The design shape consists of two types: the first type is a form of circular cross-section torus shape like the letters (U, S), and the second type is a form of rectangular cross-section torus shape like the letter (U, S), Solar radiation is transmitted through the waveguide to the receiver (solar cell or thermal reservoir) by the total internal reflection of the radiation within the waveguide, reaching the receiver with high efficiency.
An optical parameter related to the shape of the waveguide was changed to demonstrate the effect of changing them on the system’s performance. These parameters include the radius of curvature of the waveguide, the width of the entrance aperture, and the angle of rotation. The results showed that the designed shapes of the waveguide give high flexibility in shape and size without significantly affecting the system's efficiency, which gives great diversity in the design of the solar system by the purpose it was designed for in terms of size and shape. In addition, the results show that a rectangular cross-section provides greater design flexibility than a circular cross-section, allowing greater geometric freedom in solar system design.
