Department of mechanical engineering_master

Permanent URI for this collectionhttps://dspace.univ-eloued.dz/handle/123456789/23

Browse

Now showing 1 - 20 of 371

Analysis of Maximum Power Point Tracking (MPPT) Techniques for Photovoltaic Systems
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) KELLAL AZZEDDINE; HOUBA ABDELGHANI; CHOUCHANI MOHAMMED SALEH
This work is a comprehensive review of Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques of photovoltaic (PV) systems with constant and variable irradiances levels. Relevant algorithms such as Perturb and Observe (P&O), Incremental Conductance (INC), Artificial Neural Networks (ANN), and Fuzzy Logic Controller (FLC) are examined, and their strengths, weaknesses, and comparative strengths are documented. Simulation output for MATLABSimulink indicates that ANN performs optimally (96.63% with fixed solar irradiance), while FLC minimizes oscillation with rapid adaptability. The paper highlights the necessity of making an appropriate choice of MPPT methods depending on system requirement and environmental condition. Experimental verification and hybrid algorithm formation are included as future work considering enhancing the performance يُقدم هذا العمل مراجعة شاملة لتقنيات تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) في أنظمة الطاقة الكهروضوئية (PV) ذات مستويات الإشعاع الثابتة والمتغيرة. يُفحص هذا العمل الخوارزميات ذات الصلة، مثل الاضطراب والمراقبة (P&O)، والموصلية التزايدية (INC)، والشبكات العصبية الاصطناعية (ANN)، ووحدة التحكم المنطقي الضبابي (FLC)، ويُوثق نقاط قوتها وضعفها ونقاط قوتها المقارنة. تشير نتائج المحاكاة باستخدام برنامج MATLABSimulink إلى أن أداء الشبكة العصبية الاصطناعية (ANN) مثالي (96.63% مع إشعاع شمسي ثابت)، بينما تُقلل وحدة التحكم المنطقي الضبابي (FLC) من التذبذب مع سرعة التكيف. تُسلط هذه الورقة الضوء على ضرورة اختيار طرائق MPPT المناسبة وفقًا لمتطلبات النظام والظروف البيئية. كما يُدرج التحقق التجريبي وتكوين خوارزمية هجينة ضمن الأعمال المستقبلية التي تُراعي تحسين الأداء.
Enhancing the Efficiency of Photovoltaic Systems through the Integration of Multiple MPPT Algorithms (INC, P&O, FLC)
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) HAMIDATOU Abdelkader; SALHI Rafik; DJAGHAL Mohammed khalifa
The aim of improving the efficiency of photovoltaic systems is to maximize energy extraction from solar panels using Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms. These include Perturb and Observe (P&O), which is simple but suffers from oscillations; Incremental Conductance (INC), which offers greater accuracy under dynamic conditions; and the Fuzzy Logic Controller (FLC), which relies on artificial intelligence and provides faster responses to changing environments. Combining these algorithms enhances overall system performance by integrating the simplicity of P&O, the accuracy of INC, and the speed of FLC, thereby increasing the system’s efficiency under various environmental conditions. يهدف تحسين كفاءة الأنظمة الكهروضوئية إلى تعظيم استخلاص الطاقة من الألواح الشمسية باستخدام خوارزميات تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT). وتشمل هذه الخوارزميات خوارزمية الاضط ا رب والم ا رقبة (P&O) ، وهي خوارزمية بسيطة ولكنها تعاني من التذبذبات، وخوارزمية التوصيل الت ا زيدي (INC) ، التي توفر دقة أكبر في الظروف الديناميكية، وخوارزمية التحكم المنطقي الضبابي (FLC) ، التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي وتوفر استجابات أسرع للبيئات المتغيرة. يُحسّن دمج هذه الخوارزميات الأداء العام للنظام من خلال دمج بساطة خوارزمية P&O ، ودقة خوارزمية INC ، وسرعة خ وارزمية FLC ، مما يزيد من كفاءة النظام في ظل ظروف بيئية متنوعة .
Commande vectorielle d’un générateur synchrone a aimant permanent GSAP autonome connecté aux DC micro réseaux sans système de stockage
(Université Echahid Hama Lakhdar- Eloued, 2025) CHENI Nour el islam BAOUIAMoufid ATOUSSi Ali
Cet thèse vise à étudier et à mettre en oeuvre une stratégie de contrôle vectoriel pour un générateur synchrone à aimants permanents autonome (GSAP), en se concentrant sur sa connexion à des micro-réseaux CC sans système de stockage d'énergie. L'étude met en évidence le potentiel prometteur des générateurs synchrones à aimants permanents dans les systèmes de micro-réseaux autonomes, démontrant l'importance d'un contrôle précis de ces générateurs pour garantir la stabilité de la tension et la qualité de l'énergie. Ce travail explore la capacité du système de contrôle proposé à assurer un fonctionnement stable et efficace du générateur, même en l'absence de systèmes de stockage conventionnels. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour ses applications dans les zones reculées ou dans les systèmes exigeant un haut degré d'autonomie et de fiabilité. Les résultats démontrent la capacité de la méthode de contrôle vectoriel à atteindre les performances requises, confirmant la faisabilité de l'utilisation de ces générateurs comme solutions énergétiques indépendantes et efficaces تهدف هذه المذكرة إلى دراسة وتطبيق استراتيجية تحكم متجه (Vector Control) لمولد متزامن ذو مغناطيس دائم (GSAP) يعمل بشكل مستقل، مع التركيز على توصيله بشبكات تيار مستمر مصغرة (DC microgrids) دون الحاجة إلى نظام تخزين طاقة. تسلط الدراسة الضوء على الإمكانات الواعدة للمولدات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم في أنظمة الشبكات الكهربائية الصغيرة المستقلة، حيث تُظهر أهمية التحكم الدقيق في هذه المولدات لضمان استقرار الجهد وجودة الطاقة . من خلال هذا العمل، تم استكشاف قدرة نظام التحكم المقترح على ضمان التشغيل المستقر والفعال للمولد، حتى في ظل غياب أنظمة التخزين التقليدية، مما يفتح آفاقًا جديدة لتطبيقاته في المناطق النائية أو في الأنظمة التي تتطلب درجة عالية من الاستقلالية والموثوقية. أثبتت النتائج قدرة طريقة التحكم المتجه على تحقيق الأداء المطلوب، مما يؤكد على جدوى استخدام هذه المولدات كحلول طاقة مستقلة وفعالة .
Study and design of a micro energy source electrical for use in desert areas
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) Azeb chikh yakoub; Ben Amara Nacer eddine; Ahmima elhabib
This thesis presents a comprehensive technical study and design of a micro electrical energy system tailored for remote desert regions, where access to conventional power grids is limited or nonexistent. The work begins with a classification and evaluation of renewable energy sources suitable for harsh desert conditions, emphasizing solar energy as the most viable and sustainable option due to its high irradiance and wide availability in such environments. A design has also been proposed of an autonomous photovoltaic (PV) energy system is proposed. The system components — including solar panels, converters, batteries, and control units — are selected based on environmental constraints such as extreme temperatures, dust, and fluctuating irradiance levels. The final focuses on the intelligent simulation of the designed system using MATLAB/Simulink. Multiple MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithms were implemented, with a focus on neural network-based control. This method demonstrated superior performance in terms of efficiency, fast convergence, and adaptability to environmental changes, making it ideal for desert applications. The results confirm that the integration of artificial intelligence, especially through ANN-based MPPT, significantly enhances system reliability, energy yield, and autonomous operation. Ultimately, this work provides a robust framework for designing and optimizing micro-energy systems in desert environments, contributing to sustainable energy development in isolated areas. تقدم هذه الأطروحة دراسةً وتصميمًا تقنيًا شاملين لنظام طاقة كهربائية دقيق مُصمم خصيصًا للمناطق الصحراوية النائية، حيث يكون الوصول إلى شبكات الطاقة التقليدية محدودًا أو منعدمًا. يبدأ العمل بتصنيف وتقييم مصادر الطاقة المتجددة المناسبة للظروف الصحراوية القاسية، مع التركيز على الطاقة الشمسية كخيار أكثر جدوى واستدامة نظرًا لإشعاعها العالي وتوافرها الواسع في مثل هذه البيئات. كما تم اقتراح تصميم لنظام طاقة كهروضوئية مستقل. يتم اختيار مكونات النظام - بما في ذلك الألواح الشمسية والمحولات والبطاريات ووحدات التحكم - بناءً على القيود البيئية مثل درجات الحرارة القصوى والغبار ومستويات الإشعاع المتقلبة. يركز العمل النهائي على المحاكاة الذكية للنظام المُصمم باستخدام MATLAB/Simulink. تم تطبيق خوارزميات متعددة لتتبع أقصى نقطة طاقة (MPPT)، مع التركيز على التحكم القائم على الشبكات العصبية. أظهرت هذه الطريقة أداءً متفوقًا من حيث الكفاءة والتقارب السريع والقدرة على التكيف مع التغيرات البيئية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصحراوية. تؤكد النتائج أن دمج الذكاء الاصطناعي، وخاصةً من خلال تقنية MPPT القائمة على الشبكات العصبية الاصطناعية، يعزز بشكل كبير موثوقية النظام، وإنتاجية الطاقة، والتشغيل الذاتي. وفي نهاية المطاف، يوفر هذا العمل إطارًا متينًا لتصميم أنظمة الطاقة الدقيقة وتحسينها في البيئات الصحراوية، مما يُسهم في تطوير الطاقة المستدامة في المناطق المعزولة.
Modélisation et commande d’une MADA dans un système éolien utilisant une stratégie MPPT
(Université Echahid Hama Lakhdar- Eloued, 2025) TAMMA Oussama; HECHIFA Yahia; DJABER Yacine
This thesis focuses on the modeling and control of Doubly-Fed Induction Generators (DFIG) within wind energy conversion systems, using a Maximum Power Point Tracking (MPPT) strategy to enhance power extraction. provides a comprehensive review of wind energy conversion systems, their architectures, and the generator types commonly used. discusses the aerodynamic and mechanical modeling of the wind turbine, followed by the implementation of an MPPT control algorithm to improve efficiency under variable wind conditions. presents the dynamic modeling of the DFIG based on the dq reference frame equations. investigates vector control techniques for the DFIG, aiming for decoupled flux and torquecontrol, while maintaining overall system stability and performance. تركز هذه الأطروحة على نمذجة وتحكم مولدات الحث ثنائية التغذية (DFIG) ضمن أنظمة تحويل طاقة الرياح، باستخدام استراتيجية تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) لتحسين استخلاص الطاقة. تقدم مراجعة شاملة لأنظمة تحويل طاقة الرياح، وبنياتها، وأنواع المولدات الشائعة الاستخدام. تناقش النمذجة الديناميكية الهوائية والميكانيكية لتوربينات الرياح، متبوعةً بتطبيق خوارزمية تحكم MPPT لتحسين الكفاءة في ظل ظروف الرياح المتغيرة. تقدم النمذجة الديناميكية لمولدات الحث ثنائية التغذية (DFIG) استنادًا إلى معادلات الإطار المرجعي dq. تبحث في تقنيات التحكم في المتجهات لمولدات الحث ثنائية التغذية (DFIG)، بهدف التحكم في التدفق وعزم الدوران المنفصلين، مع الحفاظ على استقرار النظام وأدائه بشكل عام.
Study of the effect of operating condition changes on the performance of photovoltaic cells
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) BEN ALI ABDELKADER; AGUIEB YAHIA; CHOUIRFAT TAHER
This thesis investigates the impact of operational condition changes on the performance of photovoltaic (PV) cells. It analyzes several environmental factors such as temperature, solar irradiance, dust, shadow, humidity, and natural degradation. The study shows that these conditions significantly influence the efficiency and electrical output of solar cells. An experimental setup using a real-time I-V data extraction system with a Buck-Boost converter and AI-based diagnostics was applied. The findings highlight the importance of regular maintenance, precise monitoring, and advanced fault-detection strategies to ensure better reliability and energy yield from PV systems under diverse conditions تبحث هذه الأطروحة في تأثير تغيرات الظروف التشغيلية على أداء الخلايا الكهروضوئية. وتُحلل الدراسة عدة عوامل بيئية، مثل درجة الحرارة، والإشعاع الشمسي، والغبار، والظل، والرطوبة، والتدهور الطبيعي. وتُظهر الدراسة أن هذه الظروف تؤثر بشكل كبير على كفاءة الخلايا الشمسية وإنتاجها الكهربائي. وقد طُبقت تجربة باستخدام نظام استخراج بيانات الجهد الكهربي الفوري (I-V) مع محول باك-بوست (Buck-Boost) وتشخيصات قائمة على الذكاء الاصطناعي. وتُبرز النتائج أهمية الصيانة الدورية، والمراقبة الدقيقة، واستراتيجيات الكشف المتقدمة عن الأعطال لضمان موثوقية أفضل وإنتاجية طاقة أفضل من أنظمة الخلايا الكهروضوئية في ظل ظروف متنوعة.
An advanced control of dual three-phase induction motor
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) BEDDA ZEKRI Ziad; GUERFI Djamal Eddine; MERAGHNI Abdelhai
Multiphase machines have gained significant attention in modern high-power applications due to their enhanced reliability and flexibility in power distribution. Among them, the dual three-phase induction machine presents notable advantages, as it incorporates two sets of three-phase windings within a single stator and is typically powered by dual voltage inverters. Recent research trends emphasize the integration of artificial intelligence techniques to boost the effectiveness and robustness of control strategies. This thesis focuses on the simulation-based analysis of field-oriented control based on the artificial neural networks (ANN-FOC) applied to a dual three-phase induction machine. شهدت الآلات متعددة الأطوار اهتمامًا مت ا زيدًا في التطبيقات الكهربائية عالية القدرة، بفضل موثوقيتها العالية وقدرتها على توزيع الطاقة بشكل أكثر مرونة. وتُعد آلة الحث ثلاثية الأطوار مزدوجة التغذية من أبرز هذه الآلات، حيث تحتوي على مجموعتين من اللفات الثلاثية موضوعة داخل نفس الجزء الثابت، ويتم تشغيلها بواسطة محولين للجهد. تُؤكد أحدث اتجاهات البحث على أهمية دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي لتعزيز فعالية است ا رتيجيات التحكم ومتانتها. تُركز هذه الأطروحة على التحليل القائم على المحاكاة للتحكم الميداني، استنادًا إلى الشبكات العصبية الاصطناعية ) ANN-FOC (، والمُطبق على آلة حث ثنائية ثلاثية الطور.
Online Diagnostics and Optimization of Photovoltaic Panel Arrays for Enhanced System Efficiency
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) Lagra Mohammed; Belmessaoud Larbi; Fathiza Ali Younes; Kraiem Bachir
This master's project aims to design an online diagnostic and optimization platform for photovoltaic (PV) panel systems using Internet of Things (IoT) technology. The idea stemmed from observed challenges in monitoring performance and ensuring the efficiency of PV systems. These challenges include energy losses due to partial shading, dirt accumulation, undetected faults, and the lack of real-time system feedback. The project seeks to enhance overall system efficiency through real-time fault detection and performance analysis using IoT-based monitoring. This helps reduce downtime, improves maintenance scheduling, and ensures stable energy output, especially in remote or large-scale installations. The project is divided into two main parts: hardware and software. On the hardware side, sensors for voltage, current, irradiance, and temperature were deployed across the PV array. A custom PCB was designed to process and wirelessly transmit the data. On the software side, a cloud-based platform was developed to analyze the data, along with an Android application to display performance metrics and send alerts in case of anomalies. Optimization algorithms such as Maximum Power Point Tracking (MPPT) and intelligent cleaning suggestions were implemented to boost performance. The system was tested on a small-scale PV installation, where it successfully identified faults and optimized power output, aligning with the project's core objectives. يُقد م هذا العمل ح ل تقني ا متقد ما لمراقب ة وتشخيص أداء الألواح الشمسي ة في محطات الطاق ة الكهروضوئي ة واسعة النطاق، حيث تتوزع آلاف الألواح على مساحات كبيرة، ما يزي د م ن احتمالي ة حدوث أعطال تؤثر على كفاءة النظا م ككل، مثل الغبار، التظليل، وتقلبات الطقس، إضاف ة إلى التوصيلت الضعيف ة يعتمد النظام المصم م على بني ة " slave - master " موزعة، حيث تقوم وحدات محلية (slave) بجمع بيانات الجهد والتيار بشك ل لحظي وترسلها لاسلكي ا إلى وحدة مركزي ة (master) ، تقوم بدورها بتحليل البيانات، عرضها، وتنفيذ أوامر تحكم تلقائي ة مث ل عزل اللوح المتعط ل مع التركيز على خفض استهلك الطاق ة وتقلي ل EasyEDA تم تطوير المنصة الإلكتروني ة للجهاز باستخدام بيئ ة التداخل الكهرومغناطيسي، كما تم اعتماد تصميم معيار ي يسهل صيانت ه وتطويره مستقب ل . من أبرز خصائص هذا النظا م الذكي دعم ه لبروتوكول إعادة تشكيل مصفوفات الألواح الكهروضوئية، والذي يُعي د توجيه التيار حول الألواح المتعطلة، مما يحس ن م ن موثوقي ة النظا م ويقلل م ن الخسائر الناتج ة ع ن الأعطال ما يتيح مراقب ة مستمرة، تحلي ل ذكي ا للأداء، وتشغي ل مرن ا (IoT) يعتمد النظام أي ضا على تقنيات إنترنت الأشياء في حالات ضعف أو انقطاع الاتصا ل بالشبك ة . يُساهم هذ ا التكام ل في رفع كفاءة الطاق ة وتحقيق أقصى استفادة ممكن ة من النظام في مختلف الظروف البيئي ة والتشغيلية
Étude comparative des réchauffeurs d'air solaires à plaques avec et sans nervures (rugosité artificielle)
(Université Echahid Hama Lakhdar- Eloued, 2025) BELDJANI Hicham; BELHADI Brahim
Dans ce travail, nous avons mené une étude expérimentale visant à comparer un capteur solaire à air à plaque plane conçu pour le séchage des produits agricoles à l'énergie solaire. Le système a été installé dans la région d’Oued Souf (Sud-Est de l'Algérie), où l'énergie thermique solaire peut être exploitée de manière efficace. Le capteur à l'étude a été testé dans un nombre limité de configurations, notamment avec ou sans obstacles, ainsi qu’avec des obstacles perforés ou inclinés disposés soit en position parallèle, soit en zigzag. Ces modifications avaient pour but d’améliorer le transfert de chaleur vers les canaux de fonctionnement, et les résultats expérimentaux ont confirmé nos attentes. في هذا العمل، أجرينا دراسة تجريبية لمقارنة مجمع هواء شمسي ذي لوحة مسطحة مصمم لتجفيف المنتجات الزراعية بالطاقة الشمسية. رُكب النظام في منطقة وادي سوف )جنوب شرق الجزائر(، حيث يمكن استغلال الطاقة الحرارية الشمسية الكامنة بكفاءة. اختُبر المجمع قيد الدراسة في عدد محدود من التكوينات، بما في ذلك مع حواجز وبدونها، بالإضافة إلى حواجز مثقوبة أو مائلة مرتبة إما في أوضاع متوازية أو متعرجة. هدفت هذه التعديلات إلى تحسين نقل الحرارة إلى مسالك التشغيل، وقد لبت النتائج التجريبية توقعاتنا.
Comparison Study Between Airfoil to Enhancement the Wind Turbine Power
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) BARIR Djihad; KHALIL Chourouk
"Abstract: The increasing demand for sustainable energy has heightened the need for efficient and cost-effective renewable energy systems. Among these, small-scale wind turbines offer a practical solution for decentralized energy generation, particularly in rural, agricultural, and residential settings. This thesis presents the aerodynamic design, optimization, and performance analysis of a 3-kW horizontal-axis wind turbine blade using four different airfoils: NACA 6409, NACA 4412, S818, and Eppler 387. The study begins with a comparative analysis of the selected airfoils using XFOIL to evaluate key aerodynamic parameters, including lift and drag coefficients and the lift-to-drag ratio. The NACA 6409 airfoil give the highest performance, at an angle of attack of 6°, indicating its potential for maximizing energy extraction.The blade geometry was then designed and optimized using QBlade software, which incorporates Blade Element Momentum (BEM) theory and is integrated with XFOIL for precise airfoil modeling. Simulations were conducted to evaluate the power coefficient and output power across a range of tip speed ratios (TSR). Results showed that the NACA 6409-based blade achieved the highest power coefficient of 0.52 and a maximum power output of 3,200 W at a TSR of 7, outperforming the other airfoils " "الملخص: أدى الطلب المتزايد على الطاقة المستدامة إلى ازدياد الحاجة إلى أنظمة طاقة متجددة فعّالة ومنخفضة التكلفة. ومن بين هذه الأنظمة، تُقدّم توربينات الرياح صغيرة الحجم حلاً عمليًا لتوليد الطاقة اللامركزية، لا سيما في المناطق الريفية والزراعية والسكنية. تُقدّم هذه الأطروحة التصميم الديناميكي الهوائي، والتحسين، وتحليل الأداء لشفرة توربين رياح أفقي المحور بقدرة 3 كيلوواط، باستخدام أربعة أجنحة هوائية مختلفة: NACA 6409 ، وNACA 4412، وS818، وEppler 387. تبدأ الدراسة بتحليل مقارن للأجنحة الهوائية المختارة باستخدام تقنية XFOIL لتقييم المعايير الديناميكية الهوائية الرئيسية، بما في ذلك معاملات الرفع والسحب ونسبة الرفع إلى السحب. يُقدّم جناح NACA 6409 أعلى أداء، بزاوية هجوم تبلغ 6 درجات، مما يُشير إلى قدرته على تعظيم استخراج الطاقة. تم بعد ذلك تصميم وتحسين هندسة الشفرة باستخدام برنامج QBlade، الذي يدمج نظرية زخم عنصر الشفرة (BEM)، ويُدمج مع XFOIL لنمذجة دقيقة للجناح. أُجريت عمليات محاكاة لتقييم معامل القدرة وقوة الخرج عبر مجموعة من نسب سرعة الطرف (TSR). أظهرت النتائج أن الشفرة القائمة على NACA 6409 حققت أعلى معامل قدرة (0.52) وأقصى قدرة خرج (3200 واط) عند نسبة سرعة طرفية (TSR) قدرها 7، متفوقةً بذلك على الأجنحة الأخرى. "
Réalisation d'un Système de contrôle et commande de remplissage des Réservoirs
(Université Echahid Hama Lakhdar- Eloued, 2025) BOUHOREIRA Abdelmalek; ZAID Messaoud; KHEDIR Nourredine
Our work is focused on automation. We released a project for an automated tank filling monitoring and control system using Arduino. We began an exploratory study on the causes of disasters and accidents resulting from the failure of liquid tank filling and monitoring systems worldwide, as well as the economic, human, and environmental consequences of these accidents. After analyzing these reasons, we chose the idea of implementing this system based on monitoring the liquid level inside the tank using an ultrasonic sensor. We took into consideration the low cost of implementing the project, as well as the accuracy and reliability of the system's performance, while also considering that the system can be used in industrial and domestic applications and for various types of liquids. يندرج عملنا هدا ضمن مجال الاتمتة فقد قمنا بإنجاز مشروع نظام آلي لمراقبة وتحكم في ملء الخزانات باستخدام الأردوينو. بدانا العمل بدراسة استكشافية حول أسباب الكوارث والحوادث الناجمة عن فشل أنظمة مراقبة وتحكم في ملء خزانات السوائل في العالم وكدلك دراسة أسباب ونتائج هده الحوادث اقتصاديا وبشريا وبيئيا. من خلال تحليل هده الأسباب اخترنا فكرة انجاز هدا النظام القائم على مراقبة مستوى السائل داخل الخزان عن طريق مستشعر الأمواج فوق صوتية. بحيث نأخذ بعين الاعتبار التكلفة المنخفضة لإنجاز المشروع وكدلك الدقة والموثوقية في أداء النظام مع الأخذ بعين الاعتبار ايضا ان النظام يمكن استخدامه في المجالين الصناعي والمنزلي ولمختلف أنواع السوائل.
Techno-Economic Analysis of Photovoltaic Systems Integrated with Geothermal Energy for Poultry Housing in El Oued Climate Conditions
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) Yahia Dou; Saned Ayadi Saad Eddine Lachheb; Saad Eddine Lachheb
"This study investigates the integration of renewable energy technologies, particularly geothermal and solar energy, into poultry housing systems in arid regions, with a focus on El Oued, Algeria. The research aims to develop and assess a geothermal HVAC system tailored for broiler chicken farms, promoting energy efficiency, improved animal welfare, and economic viability. A comprehensive review of poultry housing requirements, thermal comfort, ventilation strategies, and environmental stressors—such as heat stress—was conducted. The study compares traditional and modern poultry systems, emphasizing the advantages of hybrid renewable energy systems (HRES) combining solar photovoltaic and geothermal energy. The system design includes photovoltaic sizing, geothermal heat pump implementation, and ventilation optimization. Field data from local poultry farms inform the analysis, revealing substantial performance gains, reduced mortality, and enhanced productivity in modern facilities. Results suggest that adopting HRES in poultry farming can significantly reduce reliance on fossil fuels, lower operational costs, and contribute to sustainable agriculture in desert climates." "تتناول هذه الدراسة دمج تقنيات الطاقة المتجددة، وخصو ًصا الطاقة الحرارية الجوفية والطاقة الشمسية، في أنظمة إسكان الدواجن في المناطق الجافة، مع التركيز على منطقة الوادي في الجزائر. يهدف البحث إلى تطوير وتقييم نظام تدفئة وتهوية وتكييف (HVAC (يعمل بالطاقة الجوفية ومخصص لمزارع دجاج ، وذلك لتعزيز كفاءة استخدام الطاقة، وتحسين جودة الدواجن ، وزيادة الجدوى االقتصادية. تم إجراء مراجعة شاملة لمتطلبات إسكان الدواجن، استراتيجيات التهوية والعوامل البيئية الضاغطة مثل اإلجهاد الحراري. كما تم إجراء مقارنة بين األنظمة التقليدية والحديثة في تربية الدواجن، مع إبراز مزايا أنظمة الطاقة المتجددة الهجينة (HRES(التي تجمع بين الطاقة الشمسية الكهروضوئية والطاقة الجوفية. يشمل تصميم النظام تحديد حجم األلواح الشمسية، وتطبيق مضخة حرارية جوفية، وتحسين نظام التهوية. وقد استُخدمت بيانات ميدانية من مزارع دواجن محلية في التحليل، مما أظهر تحسنًا كبي ًرا في األداء، وانخفا ًضا في معدل النفوق، وزيادة في اإلنتاجية في المنشآت الحديثة. وتشير النتائج إلى أن اعتماد أنظمة الطاقة المتجددة الهجينة في تربية الدواجن يمكن أن يقلل بشكل كبير من االعتماد على الوقود األحفوري، ويساهم في الزراعة المستدامة في المناخات الصحراوية. "
Integrating Solar Photovoltaics to Decarbonize the Desalination industry in Algeria: A Case study of a Large-Scale Reverse Osmosis Plant in El Oued
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) Nesba Ibrahim; Chikha Ilyas; Douis Ahmed Yasser
Water scarcity is among the most pressing concerns for many parts of the globe, especially the arid and semi-arid areas like North Africa. Reverse Osmosis (RO) desalination units operated with fossil-based energy are predominantly used to secure clean water for these regions. Due to the rapid population growth—exceeding 44 million in Algeria as of 2024—this sector consumes substantial energy, with RO plants typically requiring 3 to 6 kWh per cubic meter of water. Consequently, the desalination sector contributes significantly to greenhouse gas emissions, estimated at over 1.5 million tons of CO₂ annually in Algeria alone. Given Algeria's exceptional solar potential—averaging over 6.5 kWh/m²/day in the southern regions—the government has set ambitious goals to achieve 22 GW of renewable energy capacity by 2035. However, the intermittent nature of solar resources and high initial investment costs necessitate hybrid energy systems (HES), combining renewable sources with the national grid or energy storage solutions. This thesis investigates the viability of integrating photovoltaic (PV) solar energy into the operation of large-scale desalination plants, focusing on a case study of a 30,000 m³/day RO unit in the Wilaya of El Oued. The research evaluates the techno-economic feasibility and environmental impacts of various scenarios with different PV penetration levels and electricity feed-in policies. Using HOMER Pro software, the study simulates optimal configurations for a grid-connected PV system, considering real energy consumption data and tariff structures. Simulation results show that integrating PV can reduce grid electricity demand by over 50% and achieve a levelized cost of energy (LCOE) as low as 0.029 USD/kWh under projected 2030 costs. Moreover, annual CO₂ emissions could be reduced by more than 16,000 tons. These findings provide strong evidence for policymakers to support the deployment of solar energy as a means to decarbonize the water sector and enhance national energy-water security. The findings of this thesis are significant and could help policy makers to make best decisions on the deployment of solar energy to decarbonise water sector in the country. ندرة المياه هي من بين أكثر القضايا إلحاحًا في العديد من مناطق العالم، خاصة المناطق الجافة وشبه الجافة مثل شمال إفريقيا. تسُتخدم وحدات تحلية المياه بالتناضح العكسي (RO) التي تعمل بالطاقة الأحفورية بشكل رئيسي لتأمين المياه النظيفة لهذه المناطق. بسبب النمو السكاني السريع—الذي يتجاوز 44 مليون نسمة في الجزائر اعتبارًا من عام 2024 —يستهلك هذا القطاع طاقة كبيرة، حيث تتطلب محطات التحلية بالتناضح العكسي عادةً من 3 إلى 6 كيلووات ساعة لكل متر مكعب من المياه. وبالتالي، يساهم قطاع التحلية بشكل كبير في انبعاثات غازات الدفيئة، حيث تقدر بأكثر من 1.5 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في الجزائر وحدها . نظرًا للإمكانات الشمسية الاستثنائية في الجزائر—بمتوسط يزيد عن 6.5 كيلووات ساعة/م ² /يوم في المناطق الجنوبية— وضعت الحكومة أهدافًا طموحة لتحقيق قدرة 22 جيجاوات من الطاقة المتجددة بحلول عام 2035 . ومع ذلك، فإن الطبيعة المتقطعة لموارد الطاقة الشمسية والتكاليف الاستثمارية العالية في البداية تستلزم أنظمة الطاقة الهجينة (HES) ، التي تجمع بين المصادر المتجددة والشبكة الوطنية أو حلول تخزين الطاقة . تبحث هذه الأطروحة في جدوى دمج الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) في تشغيل محطات تحلية المياه الكبيرة، مع التركيز على دراسة حالة لوحدة RO بسعة 30,000 م ³ /اليوم في ولاية الوادي. تقيّم الدراسة الجدوى التقنية والاقتصادية والتأثيرات البيئية لمختلف السيناريوهات بمستويات مختلفة من اختراق الطاقة الشمسية الكهروضوئية وسياسات تغذية الكهرباء. باستخدام برنامج HOMER Pro ، تحاكي الدراسة التكوينات المثلى لنظام الطاقة الشمسية المتصل بالشبكة، مع الأخذ في الاعتبار بيانات استهلاك الطاقة الحقيقية وهياكل التعريفات . تظُهر نتائج المحاكاة أن دمج الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكن أن يقلل من طلب الكهرباء من الشبكة بأكثر من 50 % ويحقق تكلفة موحدة للطاقة (LCOE) تصل إلى 0.029 دولار أمريكي/كيلوواط ساعة تحت التكاليف المتوقعة لعام 2030 . علاوة على ذلك، يمكن تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية بأكثر من 16,000 طن. توفر هذه النتائج دليلاً قويا لصانعي السياسات لدعم نشر الطاقة الشمسية كوسيلة لإزالة الكربون من قطاع المياه وتعزيز الأمن الوطني للطاقة والمياه.
Comparative Study of MPPT Techniques for Photovoltaic System
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) Ad Houdaifa; Ferhat Seradj Eddine; Soualah Bedadi Bachir
Solar radiation constitutes the principal energy source for photovoltaic (PV) systems, which convert sunlight directly into electrical energy via the photovoltaic effect. This study investigates the fundamental principles of PV systems and solar energy generation, with particular attention to spatial and seasonal variability. DC-DC converters are integral to these systems, facilitating efficient voltage level conversion to ensure stable power output. To enhance the efficiency of PV systems, Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms are employed to continuously adjust the operating point, thereby extracting the maximum possible power from solar panels under fluctuating environmental conditions. This research evaluates and compares three commonly utilized MPPT algorithms—Perturb and Observe (P&O), Incremental Conductance (INC), and Artificial Neural Network (ANN). The P&O algorithm operates through periodic perturbation and observation, INC is based on incremental conductance techniques, and ANN utilizes artificial intelligence to achieve accurate maximum power point tracking. This comprehensive analysis delineates the advantages, limitations, and applicability of each algorithm, offering insights for improving the overall efficiency and energy output of PV systems. يُشكّل الإشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة في أنظمة الطاقة الكهروضوئية (PV)، التي تُحوّل ضوء الشمس مباشرةً إلى طاقة كهربائية عبر التأثير الكهروضوئي. تُعنى هذه الدراسة بالمبادئ الأساسية لأنظمة الطاقة الكهروضوئية وتوليد الطاقة الشمسية، مع التركيز بشكل خاص على التباين المكاني والموسمي. تُعدّ مُحوّلات التيار المستمر-المستمر جزءًا لا يتجزأ من هذه الأنظمة، مما يُسهّل تحويل مستوى الجهد بكفاءة لضمان استقرار خرج الطاقة. ولتعزيز كفاءة أنظمة الطاقة الكهروضوئية، تُستخدم خوارزميات تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) لضبط نقطة التشغيل باستمرار، وبالتالي استخراج أقصى طاقة ممكنة من الألواح الشمسية في ظل ظروف بيئية متقلبة. يُقيّم هذا البحث ويُقارن ثلاث خوارزميات شائعة الاستخدام لتتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT): الاضطراب والمراقبة (P&O)، والموصلية التزايدية (INC)، والشبكة العصبية الاصطناعية (ANN). تعمل خوارزمية P&O من خلال الاضطراب والمراقبة الدورية، بينما تعتمد خوارزمية INC على تقنيات الموصلية التزايدية، بينما تستخدم الشبكة العصبية الاصطناعية (ANN) الذكاء الاصطناعي لتحقيق تتبع دقيق لنقطة القدرة القصوى. يسلط هذا التحليل الشامل الضوء على مزايا كل خوارزمية وقيودها وإمكانية تطبيقها، مما يوفر رؤى لتحسين الكفاءة الإجمالية وناتج الطاقة لأنظمة الطاقة الكهروضوئية.
A Hybrid Approach to PMSMs and Wind Turbine Optimization: Combining (FOC) with Model Predictive Control
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) OUSSAMA LOUHIDI; ALLAG BRAHIM
This work presents a study of the control of the permanent magnet synchronous machine (PMSMs) in the context of energy conversion associated with the techniques of Field Oriented Control (FOC) and model predictive control (MPC). In the firstly part of our thesis, modeling a wind power conversion chain using a Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM) is presented. The use of the permanent magnet synchronous wind generator makes variable speed wind energy conversion systems more attractive than fixed speed ones because of the possibility of optimal energy extraction under different operating conditions, with the use of the voltage MLI rectifier modeling. The secondly part of this work, is concerned with the application of Field Oriented Control (FOC) and predictive control (MPC) in our energy conversion system as the control strategy applied. On the other hand, the switching frequency is uncontrollable as MLI rectifier at the voltage level 𝑽𝒅𝒄 are important. In order to improve this structure and provide good dynamics of the 𝑽𝒅𝒄 voltage, we have associated (PMSGs) predictive control (MPC), where the system is subjected to parameter variations. To validate the performance of this type of control, simulation tests are carried out. The simulation results found are analyzed to show the performance of this type of control. يقدم هذا العمل دراسةً للتحكم في مولدات المغناطيس الدائم المتزامنة (PMSMs) في سياق تحويل الطاقة المرتبط بتقنيات التحكم الميداني (FOC) والتحكم التنبؤي بالنموذج (MPC). في الجزء الأول من أطروحتنا، نُقدم نمذجة سلسلة تحويل طاقة الرياح باستخدام مولد مغناطيس دائم متزامن (PMSM). إن استخدام مولد الرياح المتزامن ذي المغناطيس الدائم يجعل أنظمة تحويل طاقة الرياح متغيرة السرعة أكثر جاذبية من الأنظمة ثابتة السرعة نظرًا لإمكانية استخراج الطاقة الأمثل في ظل ظروف تشغيل مختلفة، وذلك باستخدام نمذجة مقوم الجهد MLI. أما الجزء الثاني من هذا العمل، فيتناول تطبيق التحكم الميداني الموجه (FOC) والتحكم التنبؤي (MPC) في نظام تحويل الطاقة لدينا، وذلك من خلال استراتيجية التحكم المطبقة. من ناحية أخرى، يُعد تردد التبديل غير قابل للتحكم، حيث أن مقوم الجهد MLI عند مستوى الجهد 𝑽𝒅𝒄 مهم. لتحسين هذه البنية وتوفير ديناميكيات جيدة لجهد 𝑽𝒅𝒄، استخدمنا نظام تحكم تنبؤي (MPC) مرتبطًا بـ (PMSGs)، حيث يخضع النظام لتغيرات في المعاملات. للتحقق من أداء هذا النوع من التحكم، تُجرى اختبارات محاكاة. تُحلل نتائج المحاكاة التي تم التوصل إليها لإظهار أداء هذا النوع من التحكم.
Sliding Mode Control of A Six Phase Induction Machine
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) TAGHIA Abdelbasset; MIM Ahmed
In recent years, Multiphase machines are increasingly used in high power applications forreasons of reliability and power segmentation. The six-phase induction machine (6PH-IM)was one of such machines. It consists of two sets of identical three-phase windings in thesame stator, and supplied by two voltage converters. Several researches are currentlydirected towards the applications of advanced control algorithms to improve theperformance of the machine . This thesis aims to study by simulation the sliding modecontrol (SMC) of a six-phase induction machine driven by two voltage converters. في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام الآلات متعددة الأطوار في تطبيقات الطاقة العالية لأسباب تتعلق بالموثوقية وتجزئة الطاقة. وكانت آلة الحث سداسية الأطوار ) PH-IM6 ( إحدى هذه الآلات. تتكون من مجموعتين متطابقتين من اللفات ثلاثية الأطوار في الجزء الثابت نفسه، ويتم تزويدها بالطاقة بواسطة محولي جهد. وتجُرى حاليًا العديد من الأبحاث حول تطبيقات خوارزميات التحكم المتقدمة لتحسين أداء هذه الآلة. تهدف هذه الرسالة إلى دراسة محاكاة التحكم في وضع الانزلاق ( SMC ( لألة حث سداسية الأطوار تعمل بواسطة محولي جهد. كلمات مفتاحية
Commande directe de tension d'un générateur asynchrone double alimentation autonome connecté aux AC micro réseaux
(Université Echahid Hama Lakhdar- Eloued, 2025) BOUTERAA Ahmed; KAHMANE Abdelhamid; KHOUAZEM Abdelkerim
Les générateurs asynchrones à double alimentation (GADA) sont largement utilisés dans les éoliennes en raison de leur efficacité, notamment parce que seuls un tiers de la puissance passe par l’électronique de puissance, ce qui réduit les pertes et les coûts. Parmi les configurations possibles, l’utilisation de convertisseurs de source de tension à modulation de largeur d’impulsion (VSC) dos à dos est particulièrement efficace, même en mode autonome. Cette thèse se concentre sur l’application autonome des GADA, en présentant leur modélisation mathématique et deux stratégies de commande innovantes pour le convertisseur côté rotor. Ces approches visent à améliorer la régulation de la fréquence et de l’amplitude de la tension du stator. Les résultats sont validés par simulation et expérimentation sur un banc d’essai de 3 kW. تُستخدم المولدات الحثية ذات التغذية المزدوجة GADA) ( على نطاق واسع في توربينات الرياح نظرًا لكفاءتها، خاصةً لأن ثلث الطاقة فقط يمر عبر مكونات الإلكترونيات القدرة، مما يقلل من الخسائر والتكاليف. ومن بين التوصيلات المختلفة، تُعد استخدام محولات الجهد من نوع VSC) ) المتصلة ظهرًا لظهر من بين أكثر التوصيلات فعالية، حتى في التطبيقات المستقلة. تركز هذه الأطروحة على تطبيق GADA) ( في الوضع المستقل، حيث يتم تقديم النمذجة الرياضية للآلة، إلى جانب استراتيجيتين مبتكرتين للتحكم في محول جانب الدوّار. تهدف هذه الطُرق إلى تحسين تنظيم تردد الجهد ومقداره على ملفات الجزء الثابت، وقد تم التحقق من فاعلية هذه الطُرق من خلال المحاكاة والاختبارات المخبرية على منصة اختبار بقدرة 3 كيلواط.
Economic Evaluation of Geothermal Heat Exchanger in El Oued Region
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) ATALLAH Azzeddine; BEKKOUCHE Ahmed Amine
In this work, it conducted an evaluation economic study of a ground air heat exchanger (GAHE) system. The purpose is to study the feasibility of connecting this exchange to buildings. The application was applied to a poultry house in ElOued region as a case study in order to reduce the consumption of polluting fossil energy used for thermal comfort of poultry. The cumulative cost of this experimental geothermal system over 30 years amounted to 2465560Algerian dinars (DZD), divided into maintenance of 60000 DZD and an initial investment in the first year of installing the system, which was estimated 1453000 DZD. It should not forget the electrical cost of the fans, which was 952560 DZD. On the other hand, it found that the carbon emissions resulting from the generation of electrical energy are estimated 130500.72 kgCO2 and the temperature produced by this system is approximately 24.2°C. في هذا العمل، أجريت دراسة اقتصادية تقييمية لنظام مبادل حراري أرضي هوائي (GAHE). والغرض من ذلك هو دراسة جدوى ربط هذا المبادل بالمباني. وقد تم تطبيق التطبيق على حظيرة دواجن في منطقة الوادي كدراسة حالة من أجل تقليل استهلاك الطاقة الأحفورية الملوثة المستخدمة في الراحة الحرارية للدواجن. بلغت التكلفة التراكمية لهذا النظام التجريبي للطاقة الحرارية الأرضية على مدى 03 عامًا 2465560 دينار جزائري )دج(، مقسمة إلى صيانة قدرها 03333 دج واستثمار أولي في السنة الأولى من تركيب النظام، والذي قُدّر ب 0000333 دج . ويجب ألا ننسى التكلفة الكهربائية للمراوح، والتي بلغت 005003 دج . من ناحية أخرى، وجد أن انبعاثات الكربون الناتجة عن توليد الطاقة الكهربائية تُقدر ب 003033.35 كغ من ثاني أكسيد الكربون، وأن درجة الحرارة التي ينتجها هذا النظام تبلغ حوالي 50.5 درجة مئوية.
Improving the Performance of Photovoltaic Cells Using Pure and Combined Phase Change Materials: Numerical Study Using ANSYS Fluent
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) ALIAT SOUFIANE; BOUREZMA SADDAM
Photovoltaic (PV) systems suffer from performance losses in hot climates due to excessive heat. This study investigates the use of phase change material (PCM) for passive thermal regulation of PV panels. A 2D transient numerical model was developed in ANSYS Fluent to simulate heat transfer and phase change under desert-like conditions. Results show that integrating RT28HC paraffin PCM reduced surface temperature by up to 6.1 °C and improved electrical efficiency by 2.75%. These findings confirm the effectiveness of PCM as a passive cooling solution to enhance PV performance in high-temperature environments تعاني الأنظمة الكهروضوئية من انخفاض في الأداء في المناطق الحارة بسبب تراكم الحرارة. تهدف هذه الدراسة إلى تحليل تأثير استخدام مادة متغيرة الطور (PCM) كحل تبريد سلبي للألواح الشمسية. تم تطوير نموذج عددي ثنائي الأبعاد غير مستقر باستخدام برنامج ANSYS Fluent لمحاكاة انتقال الحرارة وتغير الطور في ظروف مناخية صحراوية. أظهرت النتائج أن دمج مادة البارافين RT28HC أدى إلى خفض درجة حرارة السطح بما يصل إلى 1.6 °C وتحسين 5%. تؤكد هذه النتائج فعالية المواد متغيرة الطور كحل .. الكفاءة الكهربائية بنسبة 5 تبريد سلبي لتحسين أداء الألواح الشمسية في المناطق الحارة
The impact of using geothermal energy in poultry
(University of Shahid Hama Lakhdar - El Oued, 2025) ZOUARI FERHAT Said; DAHRAOUI Ahmed
Poultry farms located in hot and dry regions like El Oued in southeastern Algeria are faced with great difficulties in achieving a suitable indoor climate for poultry. Both high temperature and humidity can be harmful to poultry health and productivity. Further, the utilization of conventional energy sources i.e., electricity or fossil fuels, leads to both high energy consumption and increased environmental pollution. To find solutions to these issues, this study examined the usage of geothermal energy as an alternative poultry house heating and cooling system. A ground heat exchanger system was used with the purpose of indoor temperature and humidity stabilization and reduced consumption of traditional energy resources. Therefore, the geothermal poultry house was evaluated against a conventional setup to determine its effectiveness. The results presented that the geothermal house had more regular temperature and humidity values, and it had significantly lower CO₂ and CO emissions, leading to improved air quality indoors. The findings confirm the benefits of using geothermal energy to create a better environment for poultry, improve energy use, and support cleaner, more sustainable farming تواجه مزارع الدواجن في المناطق الجافة والحارة مثل ولاية الوادي جنوب شرق الجزائر، صعوبات كبيرة في الحفاظ على مناخ داخلي مناسب للدواجن، حيث تؤثر درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة سلبًا على صحة الدواجن وإنتاجيتها. كما أن الاعتماد على الطاقة التقليدية سواء كانت كهربائية او وقود احفوري يؤدي إلى استهلاك مرتفع للطاقة وزيادة في الانبعاثات الضارة بالبيئة. ولهذا لجأ هذا العمل الى استخدام الطاقة الجيوحرارية كحل بديل للتدفئة والتبريد في بيت الدواجن، وذلك من خلال نظام تبادل حراري أرضي يهدف إلى تحقيق استقرار في درجة الحرارة والرطوبة مع تقليل الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية. وقد تمت مقارنة الأداء بين بيت دواجن يستخدم هذا النظام وآخر تقليدي. أظهرت النتائج أن الحظيرة المزودة بالنظام الجيوحراري سجلت درجات حرارة وأول أكسيد CO ورطوبة أكثر استقرارًا، مع انخفاض ملحوظ في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون 2 مما أدى إلى تحسين جودة الهواء داخل الحظيرة. أكدت هذه النتائج الدور الفعّال للطاقة ،CO الكربون الجيوحرارية في خلق بيئة أفضل لتربية الدواجن وتحقيق كفاءة طاقوية أعلى والمساهمة في إنتاج أكثر استدامة وصديق للبيئة.

Browse

Recent Submissions