كيف تصنع مزرعة رياح بيديك. ما الذي يجب تحضيره؟ ماذا يجب أن تكون الشفرات؟

مع ارتفاع أسعار الكهرباء ، هناك بحث وتطوير لمصادرها البديلة في كل مكان. في معظم مناطق البلاد ، يُنصح باستخدام توربينات الرياح. لتوفير الكهرباء بشكل كامل منزل خاص، يتطلب تثبيتًا قويًا ومكلفًا بدرجة كافية.

مولد الرياح للمنزل

إذا قمت بعمل مولد رياح صغير ، فاستخدم التيار الكهربائييمكن استخدامها لتسخين المياه أو استخدامها لجزء من الإضاءة ، مثل المباني الخارجية ومسارات الحدائق والشرفات. تسخين المياه للاحتياجات المنزلية أو التدفئة أبسط خياراستخدام طاقة الرياح دون تراكمها وتحويلها. السؤال هنا هو المزيد حول ما إذا كان سيكون هناك طاقة كافية للتدفئة.

قبل أن تصنع مولدًا ، تحتاج أولاً إلى معرفة ميزات الرياح في المنطقة.

مولد الرياح الكبير ، للعديد من الأماكن في المناخ الروسي ، ليس مناسبًا جدًا نظرًا للتغير المتكرر في كثافة واتجاه تدفقات الهواء. إذا تجاوزت 1 كيلوواط ، سيكون قصورًا ذاتيًا ولن يكون قادرًا على الدوران بالكامل عندما تتغير الرياح. يؤدي القصور الذاتي في مستوى الدوران إلى زيادة الحمولة من الرياح الجانبية ، مما يؤدي إلى فشلها.

مع ظهور مستهلكي الطاقة المنخفضة الطاقة ، من المنطقي استخدام مولدات رياح منزلية صغيرة لا تزيد عن 12 فولت لإضاءة المنزل الريفي المصابيح التي تقودهاأو شحن بطاريات الهاتف في حالة عدم وجود كهرباء في المنزل. عندما لا يكون ذلك ضروريًا ، يمكن استخدام المولد لتسخين المياه.

نوع توربينات الرياح

بالنسبة للمنطقة الخالية من الرياح ، فإن مولد الرياح الشراع مناسب فقط. لكي يكون مصدر الطاقة ثابتًا ، ستحتاج إلى بطارية قابلة لإعادة الشحن لا تقل عن 12 فولت ، الشاحنوالعاكس والمثبت والمقوم.

بالنسبة للمناطق منخفضة الرياح ، يمكنك إنشاء مولد رياح عمودي بشكل مستقل بسعة لا تزيد عن 2-3 كيلو واط. هناك العديد من الخيارات وهي تقريبًا جيدة مثل التصاميم الصناعية. يُنصح بشراء طواحين هواء ذات دوار إبحار. يتم إنتاج موديلات موثوقة بطاقة تتراوح من 1 إلى 100 كيلووات في تاجانروج.

في المناطق العاصفة ، يمكنك عمل مولد عمودي لمنزلك بيديك إذا كانت الطاقة المطلوبة 0.5-1.5 كيلووات. يمكن صنع الشفرات من وسائل مرتجلة ، على سبيل المثال ، من برميل. يُنصح بشراء أجهزة أكثر إنتاجية. أرخص "المراكب الشراعية". تعتبر طاحونة الهواء العمودية أكثر تكلفة ، لكنها تعمل بشكل أكثر موثوقية في الرياح القوية.

طاحونة هوائية منخفضة الطاقة

في المنزل ، من السهل صنع مولد رياح صغير محلي الصنع. لبدء العمل في مجال إنشاء مصادر طاقة بديلة واكتساب خبرة قيمة في كيفية تجميع المولد ، يمكنك صنع جهاز بسيط بنفسك عن طريق تكييف محرك من جهاز كمبيوتر أو طابعة.

مولد الرياح 12 فولت مع المحور الأفقي

لصنع طاحونة هوائية منخفضة الطاقة بيديك ، يجب عليك أولاً إعداد الرسومات أو الرسومات التخطيطية.

بسرعة دوران 200-300 دورة في الدقيقة. يمكن رفع الجهد إلى 12 فولت ، وستكون الطاقة المولدة حوالي 3 واط. يمكن استخدامه لشحن بطارية صغيرة. بالنسبة للمولدات الأخرى ، يجب زيادة الطاقة إلى 1000 دورة في الدقيقة. عندها فقط ستكون فعالة. لكنك هنا بحاجة إلى علبة تروس تخلق مقاومة كبيرة وتكلفة عالية أيضًا.

الجزء الكهربائي

لتجميع المولد تحتاج المكونات التالية:

1. محرك صغير من طابعة أو محرك أو ماسح ضوئي قديم ؛
2. 8 ثنائيات من النوع 1N4007 لجسرين مقومين ؛
3. مكثف بسعة 1000 ميكروفاراد ؛
4. الأنابيب البلاستيكية والأجزاء البلاستيكية.
5. ألواح الألمنيوم.

يوضح الشكل أدناه دائرة المولد.

محرك متدرج: مخطط توصيل بالمقوم والمثبت

ترتبط جسور الصمام الثنائي بكل ملف محرك ، يوجد منها اثنان. بعد الجسور ، يتم توصيل المثبت LM7805. نتيجة لذلك ، يكون الإخراج عبارة عن جهد يتم توفيره عادةً لبطارية 12 فولت.

اكتسبت مولدات الطاقة المغناطيسية من النيوديميوم ذات القوة اللاصقة العالية شعبية كبيرة. يجب استخدامها بعناية. مع تأثير قوي أو تسخين لدرجة حرارة 80-250 درجة مئوية (حسب النوع) ، يقوم مغناطيس النيوديميوم بإزالة المغناطيسية.

يمكنك أن تأخذ محور السيارة كأساس لمولد افعل ذلك بنفسك.

دوار بمغناطيس نيوديميوم

يتم لصق حوالي 20 مغناطيس نيوديميوم بقطر حوالي 25 مم على المحور باستخدام الغراء الفائق. مولدات الطاقة أحادية الطور مصنوعة من عدد متساوٍ من الأعمدة والمغناطيس.

يجب جذب المغناطيسات الموجودة مقابل بعضها البعض ، أي يتم تدويرها بواسطة أقطاب متقابلة. بعد لصق مغناطيس النيوديميوم ، تمتلئ براتنج الايبوكسي.

يتم لف الملفات بشكل دائري ، ويبلغ إجمالي عدد الدورات 1000-1200. يتم تحديد قوة المولد على مغناطيس النيوديميوم بحيث يمكن استخدامه كمصدر التيار المباشر، حوالي 6 أمبير لشحن بطارية 12 فولت.

ميكانيكي

الشفرات مصنوعة من أنابيب بلاستيكية. يتم رسم قطع العمل بعرض 10 سم وطول 50 سم ، ثم يتم قصها. يتم عمل جلبة على عمود المحرك بشفة متصلة بها الشفرات بمسامير. يمكن أن يكون عددهم من اثنين إلى أربعة. لن يدوم البلاستيك طويلاً ، لكنه سيكون كافيًا لأول مرة. ظهرت الآن مواد كافية مقاومة للاهتراء ، على سبيل المثال ، ألياف الكربون والبولي بروبيلين. يمكن بعد ذلك صنع شفرات أقوى من سبائك الألومنيوم.

تتم موازنة الشفرات عن طريق قطع الأجزاء الزائدة في النهايات ، ويتم إنشاء زاوية الميل عن طريق تسخينها بانحناء.

يتم ربط المولد بقطعة من الأنابيب البلاستيكية بمحور رأسي ملحوم بها. يتم أيضًا تثبيت ريشة الطقس المصنوعة من سبائك الألومنيوم بشكل محوري على الأنبوب. يتم إدخال المحور في الأنبوب الرأسي للصاري. يتم تثبيت محمل الدفع بينهما. يمكن أن يدور الهيكل بأكمله بحرية في مستوى أفقي.

يمكن وضع اللوحة الكهربائية على جزء دوار ، ويمكن نقل الجهد إلى المستهلك من خلال حلقتين انزلاقيتين بفرشاة. إذا تم تثبيت اللوحة ذات المقوم بشكل منفصل ، فسيكون عدد الحلقات ستة ، كم عدد المسامير التي يمتلكها محرك السائر.

الطاحونة المرفقة ارتفاع 5-8م.

إذا كان الجهاز سيولد الطاقة بكفاءة ، فيمكن تحسينه بجعله محوريًا رأسيًا ، على سبيل المثال ، من برميل. التصميم أقل عرضة للأحمال الزائدة الجانبية من التصميم الأفقي. يوضح الشكل أدناه دوارًا به شفرات مصنوعة من شظايا أسطوانية ، مثبتة على محور داخل الإطار ولا تخضع لقوة الانقلاب.

توربينات الرياح ذات المحور الرأسي والدوار الأسطواني

يخلق السطح الجانبي للبرميل صلابة إضافية ، حيث يمكن استخدام الصفائح المعدنية الرقيقة.

مولد رياح بسعة تزيد عن 1 كيلو وات

يجب أن يجلب الجهاز فوائد ملموسة وأن يوفر جهدًا كهربائيًا قدره 220 فولت حتى تتمكن من تشغيل بعض الأجهزة الكهربائية. للقيام بذلك ، يجب أن تبدأ وتوليد الكهرباء بشكل مستقل في نطاق واسع.

لإنشاء مولد للرياح بيديك ، يجب عليك أولاً تحديد التصميم. يعتمد ذلك على مدى قوة الرياح. إذا كان ضعيفًا ، فقد تكون نسخة الشراع الخاصة بالدوار هي الخيار الوحيد. أكثر من 2-3هنا لا يمكن الحصول على كيلووات من الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى علبة تروس وبطارية قوية مع شاحن.

سعر جميع المعدات مرتفع ، لذا يجب معرفة ما إذا كان ذلك مفيدًا للمنزل.

في المناطق ذات الرياح القوية ، يمكن لمولد الرياح محلية الصنع أن ينتج 1.5-5 كيلوواط من الطاقة. ثم يمكن توصيله بـ شبكة منزلية 220 فولت. من الصعب إنشاء جهاز بمزيد من الطاقة بمفردك.

مولد كهربائي من محرك DC

كمولد ، يمكنك استخدام محرك منخفض السرعة يولد تيارًا كهربائيًا عند 400-500 دورة في الدقيقة: PIK8-6 / 2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. طول الجسم 143 ملم ، قطر 80 ملم ، قطر عمود الدوران 12 ملم.

كيف يبدو محرك DC؟

يحتاج إلى مضاعف بنسبة تروس 1:12. مع ثورة واحدة لشفرات الطاحونة ، سيقوم المولد الكهربائي بإجراء 12 دورة. يوضح الشكل أدناه رسمًا تخطيطيًا للجهاز.

مخطط جهاز طاحونة

يخلق صندوق التروس حمولة إضافية ، لكنها لا تزال أقل من حمولة مولد السيارةأو بداية حيث يلزم توفر نسبة تروس لا تقل عن 1:25.

يُنصح بصنع الشفرات من لوح ألومنيوم بقياس 60 × 12 × 2. إذا قمت بتثبيت 6 منهم على المحرك ، فلن يكون الجهاز سريعًا جدًا ولن يتأثر بهبوب الرياح الكبيرة. يجب أن يكون من الممكن تحقيق التوازن. للقيام بذلك ، يتم لحام الشفرات بالبطانات مع إمكانية لفها على الدوار بحيث يمكن تحريكها أكثر أو أقرب إلى مركزها.

لا تتجاوز قوة مولد المغناطيس الدائم المصنوع من الفريت أو الفولاذ 0.5-0.7 كيلووات. يمكن زيادته فقط على مغناطيس نيوديميوم خاص.

المولد الذي يحتوي على الجزء الثابت غير الممغنط غير مناسب للتشغيل. مع ريح صغيرة ، تتوقف ، وبعد ذلك لن تكون قادرة على البدء من تلقاء نفسها.

تتطلب التدفئة المستمرة خلال موسم البرد قدرًا كبيرًا من الطاقة ، كما أن تدفئة منزل كبير يمثل مشكلة. للعطاء في هذا الصدد ، يمكن أن يكون مفيدًا عندما لا تضطر إلى الذهاب إلى هناك أكثر من مرة واحدة في الأسبوع. إذا تم وزن كل شيء بشكل صحيح ، فإن نظام التدفئة في البلد يعمل لبضع ساعات فقط. باقي الوقت يكون الملاك في الطبيعة. باستخدام طاحونة هوائية كمصدر للتيار المباشر لشحن البطارية ، في غضون أسبوع إلى أسبوعين ، يمكنك تجميع الكهرباء لتدفئة المكان لهذه الفترة الزمنية ، وبالتالي توفير راحة كافية لنفسك.

لعمل مولد من محرك التيار المتناوبأو بادئ تشغيل السيارة ، فإنها تتطلب التعديل. يمكن ترقية المحرك إلى مولد إذا كان الدوار مصنوعًا على مغناطيس نيوديميوم ، تم تشكيله وفقًا لسمكها. إنه مصنوع بعدد الأعمدة ، مثل الجزء الثابت ، بالتناوب مع بعضها البعض. يجب ألا يلتصق الدوار الموجود على مغناطيس نيوديميوم الملصق بسطحه أثناء الدوران.

أنواع الدوارات

تختلف تصاميم الدوار. الخيارات الشائعة موضحة في الشكل أدناه ، حيث يشار إلى قيم معامل استخدام طاقة الرياح (KIEV).

أنواع وتصميمات توربينات الرياح الدوارة

للدوران ، تصنع طواحين الهواء بمحور رأسي أو أفقي. يتميز الإصدار العمودي بسهولة الصيانة عندما تكون العقد الرئيسية موجودة في الأسفل. محمل الدفع مصنوع ذاتي المحاذاة وله عمر خدمة طويل.

تخلق نصلتا دوار Savonius هزات ، وهي ليست مريحة للغاية. لهذا السبب ، فهي مصنوعة من زوجين من الشفرات متباعدة على مستويين مع تدوير أحدهما بالنسبة للآخر بمقدار 90 0. يمكن استخدام البراميل والدلاء والأواني كفراغات.

يسهل تصنيع دوار Darrieus ، الذي صنعت شفراته من شريط مرن. لتسهيل الترقية ، يجب أن يكون عددهم فرديًا. الحركة متشنجة ، بسببها ينكسر الجزء الميكانيكي بسرعة. بالإضافة إلى ذلك ، يهتز الشريط أثناء تدويره ، مما يؤدي إلى حدوث هدير. للاستخدام الدائم ، هذا التصميم ليس مناسبًا جدًا ، على الرغم من أن الشفرات مصنوعة أحيانًا من مواد تمتص الصوت.
في الدوار المتعامد ، يتم تحديد الأجنحة. العدد الأمثل للشفرات هو ثلاثة. الجهاز عالي السرعة ، لكن يجب فكه عند بدء التشغيل.

يتمتع الدوار الحلزوني بكفاءة عالية بسبب الانحناء المعقد للشفرات ، مما يقلل من الخسائر. يتم استخدامه بشكل متكرر أقل من طواحين الهواء الأخرى بسبب تكلفته العالية.

تصميم الدوار ذو الشفرات الأفقية هو الأكثر كفاءة. لكنها تتطلب رياحًا متوسطة مستقرة ، كما تحتاج أيضًا إلى حماية من الأعاصير. يمكن تصنيع الشفرات من البروبيلين عندما يكون قطرها أقل من 1 متر.

إذا قمت بقطع الشفرات من أنبوب بلاستيكي سميك الجدران أو برميل ، فلن تتمكن من الحصول على طاقة أعلى من 200 واط. ملف تعريف المقطع غير مناسب للوسائط الغازية القابلة للضغط. هناك حاجة إلى ملف تعريف معقد هنا.

يعتمد قطر الدوار على مقدار الطاقة المطلوبة ، وكذلك على عدد الشفرات. تتطلب الشفرة ذات 10 واط دوارًا يبلغ قطره 1.16 مترًا ، و 100 واط - 6.34 مترًا ، وللحصول على أربع شفرات وستة ريش ، سيكون القطر 4.5 مترًا و 3.68 مترًا على التوالي.

إذا وضعت الدوار مباشرة على عمود المولد ، فلن يدوم محمله طويلاً ، لأن الحمل على جميع الشفرات غير متساوٍ. يجب أن يكون محمل دعم عمود الطاحونة ذاتي المحاذاة ، مع طبقتين أو ثلاث طبقات. ثم لن يخاف عمود الدوران من الانحناءات والتهجير أثناء الدوران.

يلعب المجمع الحالي دورًا مهمًا في تشغيل طاحونة الهواء ، والذي يجب صيانته بانتظام: تشحيم ، وتنظيف ، وتعديل. يجب توفير إمكانية الوقاية منه ، على الرغم من صعوبة القيام بذلك.

أمان

تعد توربينات الرياح التي تزيد قوتها عن 100 واط من الأجهزة المزعجة. في فناء منزل خاص ، يمكنك تركيب توربينات رياح صناعية إذا كانت معتمدة. يجب أن يكون ارتفاعه أعلى من أقرب منزل. حتى الطاحونة الهوائية منخفضة الطاقة لا يمكن تركيبها على السطح. الاهتزازات الميكانيكية من عملها يمكن أن تخلق صدى وتؤدي إلى تدمير الهيكل.

تتطلب سرعات الدوران العالية لمولد الرياح تصنيعًا عالي الجودة. خلاف ذلك ، في حالة تدمير الجهاز ، هناك خطر من أن أجزائه قد تطير لمسافات طويلة وتسبب إصابة شخص أو حيوانات أليفة. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار بشكل خاص عند صنع طاحونة بيديك من مواد مرتجلة.

فيديو. مولد الرياح بيديك.

لا ينصح باستخدام توربينات الرياح في جميع المناطق ، لأنها تعتمد على السمات المناخية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن صنعها بأيديكم لا معنى له بدون بعض الخبرة والمعرفة. للبدء ، يمكنك إنشاء تصميم بسيط بقوة عدة واط وبجهد يصل إلى 12 فولت يمكنك من خلاله شحن هاتفك أو إشعاله مصباح توفير الطاقة. يمكن أن يؤدي استخدام مغناطيس النيوديميوم في المولد إلى زيادة قوته بشكل كبير.

من الأفضل شراء توربينات الرياح القوية ، التي تستحوذ على جزء كبير من مصدر الطاقة في المنزل ، على أنها صناعية ، لتوليد جهد 220 فولت ، مع تقييم الإيجابيات والسلبيات بعناية. إذا قمت بدمجها مع أنواع أخرى من مصادر الطاقة البديلة ، يمكن أن تكون الكهرباء كافية لجميع الاحتياجات المنزلية ، بما في ذلك نظام التدفئة المنزلية.

نصنع مزرعة رياح بأيدينا في منزلنا الخاص. دعنا نتعرف على نظائرها الصناعية الموجودة بالفعل في السوق وعلى أعمال الحرفيين.

لا تتوقف البشرية طوال تطورها عن البحث عن مصادر الطاقة المتجددة الرخيصة التي يمكن أن تحل العديد من مشاكل إمدادات الطاقة. أحد هذه المصادر هو طاقة الرياح ، والتي من أجل تحويلها إلى طاقة كهربائية ، تم تطوير محطات طاقة الرياح (WPPs) ، أو كما يطلق عليها أكثر شيوعًا ، محطات طاقة الرياح.

أي شخص وخاصة من لديه خاص أو منزل الأجازة، أود الحصول على مولد الرياح الخاص بي الذي يوفر مساكن ميسورة التكلفة طاقة كهربائية. ومن العقبات التي تحول دون ذلك التكلفة العالية للتصاميم الصناعية لتوربينات الرياح ، وبالتالي ، فإن فترة الاسترداد طويلة جدًا بالنسبة لمالك منزل واحد ، مما يجعل شرائها غير مربح. يمكن أن تكون إحدى الطرق هي تصنيع مزرعة رياح بأيديكم ، والتي لا تسمح فقط بتخفيض التكلفة الإجمالية لاقتنائها ، ولكن أيضًا لتوزيع هذه التكاليف على فترة معينة ، حيث يتم تنفيذ العمل لفترة طويلة. وقت طويل.

لكى يفعل مزرعة الرياح، من الضروري تحديد ما إذا كانت الظروف الجوية تسمح باستخدام طاقة الرياح كمصدر دائم للطاقة. بعد كل شيء ، إذا كانت الرياح نادرة في منطقتك ، فلا يستحق الأمر البدء في إنشاء مزرعة رياح محلية الصنع. إذا كان كل شيء على ما يرام مع الريح ، فمن المستحسن معرفة الخصائص المناخية العامة ، وعلى وجه الخصوص ، سرعة الرياح ، مع توزيعها بمرور الوقت. ستسمح لك معرفة سرعة الرياح باختيار وتصميم مزرعة رياح بيديك.

أنواع

يتم تصنيف مزرعة الرياح `` افعلها بنفسك '' وفقًا لموقع محور الدوران وهناك:

• بترتيب أفقي
• بوضعية رأسية.

تسمى التركيبات ذات المحور الأفقي التركيبات من نوع المروحة وهي الأكثر استخدامًا بسبب كفاءتها العالية. عيب هذه التركيبات هو تصميمها الأكثر تعقيدًا ، مما يجعل خيارات التصنيع محلية الصنع صعبة ، والحاجة إلى استخدام آلية لمتابعة اتجاه الرياح والاعتماد الكبير للعمل على سرعة الرياح - كقاعدة عامة ، هذه التركيبات تفعل ذلك. لا تعمل بسرعات منخفضة.

أكثر بساطة ، متواضعًا وقليلًا من الاعتماد على سرعة واتجاه الرياح هي التركيبات ذات الترتيب الرأسي لعمود العمل - متعامد مع دوار Darrieus ودوارة مع دوار Savonius. عيبها هو كفاءة منخفضة للغاية ، والتي تبلغ حوالي 15٪.

عيب كلا النوعين من مزارع الرياح محلية الصنع جودة منخفضةتوليد الكهرباء ، مما يتطلب خيارات باهظة الثمن لتعويض هذه الجودة - أجهزة التثبيت والبطاريات والمحولات الكهربائية. الكهرباء في شكلها النقي مناسبة فقط للاستخدام في الأحمال المنزلية النشطة - المصابيح المتوهجة وأجهزة التدفئة البسيطة. الكهرباء بهذه الجودة ليست مناسبة لتشغيل الأجهزة المنزلية.

العناصر الهيكلية

من الناحية الهيكلية ، بغض النظر عن موقع المحور ، يجب أن تتكون مزرعة رياح محلية الصنع كاملة من العناصر التالية:

• جهاز التوجيه توربينات الرياحفي اتجاه الريح.
• علبة تروس أو مضاعف لنقل الدوران من توربينات الرياح إلى مولد ؛
• مولد التيار المستمر
• شاحن.
• بطارية تخزين لتخزين الطاقة الكهربائية ؛
• العاكس لتحويل التيار المستمر إلى التيار المتردد.

ميزات اختيار المصدر الحالي

أحد العناصر المعقدة لمزرعة الرياح هو مولد. الأنسب لـ DIY هو محرك DC بجهد تشغيل 60-100 فولت. لا يتطلب هذا الخيار أي تعديل ويمكنه العمل مع معدات شحن بطارية السيارة.

يعوق استخدام مصدر جهد السيارة حقيقة أن سرعته الاسمية تبلغ حوالي 1800-2500 دورة في الدقيقة ، ولا يمكن لأي تصميم لتوربينات الرياح أن يوفر مثل هذه السرعة باتصال مباشر. في هذه الحالة ، كجزء من التثبيت ، من الضروري توفير علبة تروس أو مضاعف لتصميم مناسب لزيادة سرعة الدوران بالأبعاد المطلوبة. على الأرجح ، يجب تحديد هذه المعلمة تجريبيًا.

قد يكون الخيار المحتمل هو المحرك التعريفي المعاد بناؤه باستخدام مغناطيس نيوديميوم ، لكن هذه الطريقة تتطلب حسابات معقدة وعمل دوران ، وهو غالبًا ما يكون غير مقبول للعمل محلي الصنع. يوجد متغير مع اتصال من طور إلى طور بملفات المحرك للمكثفات ، ويتم حساب السعة اعتمادًا على قوتها.

تصنيع

بالنظر إلى أن كفاءة محطة توليد الكهرباء ذات المحور الأفقي لديها أفضل مؤشرات الكفاءة ، ومن المفترض أن يتم ضمان الإمداد غير المنقطع للكهرباء عن طريق تخزين الطاقة في بطارية ، فمن الأفضل القيام بذلك بنفسك لهذا النوع من توربينات الرياح ، التي سننظر فيها في هذه المقالة.

من أجل إنشاء محطة الطاقة هذه بيديك ، ستحتاج إلى الأداة التالية:

• آلة لحام القوس الكهربائي.
• مجموعة الشدات
• مجموعة من التدريبات للمعادن.
• الحفر الكهربائية؛
• منشارا أو طاحونة بزاوية مع قرص تقطيع ؛
• مسامير بقطر 6 مم مع صواميل لربط الشفرات بالبكرة وصفيحة الألمنيوم بالأنبوب المربع.

لإنشاء مزرعة رياح بيديك ، ستحتاج إلى المواد التالية:

• أنبوب بلاستيكي 150 مم ، طوله 600 مم ؛
• صفائح الألمنيوم بحجم 300 × 300 مم وسمك 2.0 - 2.5 مم ؛
• أنبوب معدني مربع 80x40 مم وطول 1.0 متر ؛
• أنبوب بقطر 25 مم وطول 300 مم ؛
• أنبوب بقطر 32 مم وطول 4000-6000 مم ؛
• سلك نحاسي طويل بما يكفي لتوصيل محرك كهربائي يقع على سارية بطول 6 أمتار والحمل الذي سيغذيه هذا المصدر الحالي ؛
• محرك DC 500 دورة في الدقيقة ؛
• بكرة لمحرك بقطر 120-150 مم ؛
• بطارية 12 فولت
• تتابع شحن بطارية السيارة ؛
• 12/220 فولت انفرتر.

يتم تنفيذ عملية التصنيع بأيديهم بالترتيب التالي:

علاوة على ذلك ، أثناء تشغيل التثبيت ، قد يكون من الضروري تغيير أبعاد وتكوين الشفرات ، ونسبة التروس بين توربين الرياح والمولد - كل مولد رياح مصنوع بأيدي الفرد يكون فرديًا بسبب استخدام مختلف المكونات وظروف تكوين الرياح. في البداية ، يوصى بمزرعة الرياح لإنتاج طاقة صغيرة ، يمكنك من خلالها العمل على المعلومات الواردة دون استثمار مبلغ كبير من المال.

610760

من هذه المقالة سوف تتعلم كيفية صنع مولد رياح بسيط بيديك في المنزل. ستكون مزرعة الرياح هذه مفيدة دائمًا في الأماكن النائية حيث لا يمكن الوصول إلى الأجهزة المنزلية. الشبكة الكهربائية، على سبيل المثال ، في منطقة ضواحي نائية. بالطبع ، يمكنك استخدام مولد البنزين ، ولكن قعقعة ودخان من المحرك الاحتراق الداخليمن غير المحتمل أن يعجب أي شخص ، وبالتأكيد لا يفضي إلى الاستجمام في الهواء الطلق. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون تكلفة البنزين كبيرة إلى حد ما.

ستكون مزرعة الرياح قادرة على شحن البطاريات لـ عمر البطاريةالأجهزة المنزلية والإضاءة ليست قوية جدا. ومع ذلك ، فإن تحديد مكان إنفاق الطاقة المستلمة متروك لك.

هذه المقالة مخصصة للهواة في مجال تصميم توربينات الرياح بأيديهم ، وبالتالي الحد الأقصى دارة بسيطةمحطة طاقة الرياح. ستكون طاحونة محلية الصنع منخفضة السرعة نسبيًا (مؤشر السرعة Z = 3). هذا التصميم موثوق وآمن في التشغيل.

اختيار طاقة الرياح

بالتأكيد لن يرغب الكثير من الذين قرأوا هذا المقال في الاكتفاء ببناء مولد للرياح لتشغيل الثلاجة والإضاءة في البلاد ، ولكنهم سيبنون على الفور محطة توليد كهذه لتوليد الطاقة ليس فقط البطاريات ، ولكن أيضًا لتسخين البطاريات أو المرجل. ماء ساخن. لكن سيكون من الصعب للغاية تصنيع مثل هذه المحطة القوية للطاقة ، لأن تعقيد التصميم مع زيادة الطاقة لا يزيد حتى في المربع ، ولكن تقريبًا في المكعب!

كمثال لمحطة طاقة الرياح بطاقة 2 كيلوواط فقط ، يمكننا الاستشهاد بمولد الرياح الصناعي W-HR2 التابع للشركة الدولية AVIC (كما هو موضح في الصورة). توربينات الرياح 2kW لها دوار بقطر 3.2 متر مع شفرات معدنية ديناميكية هوائية ، وبرج فولاذي قوي يبلغ ارتفاعه 8 أمتار على أساس خرساني مقوى ضخم. يتم تركيب العقد باستخدام رافعة شاحنة. من الواضح أن حساب وتصنيع مولد الرياح هذا أمر صعب حتى بالنسبة للشركات المتخصصة الفردية ، ويكاد يكون من المستحيل على شخص غير محترف بناء مثل هذه الطاحونة بأيديهم.

الجدول 1. اعتماد قوة مولد الرياح على عدد الشفرات وقطر عجلة الرياح بسرعة رياح تبلغ 4 م / ث

القوة ، دبليو	قطر عجلة الرياح مع عدد الشفرات ، م

في الجدول. يوضح الشكل 1 اعتماد قوة توربينات الرياح من نوع الجناح على قطرها وعدد الشفرات. أو بعبارة أخرى ، كم من الوقت تحتاج لأخذ ريش توربينات رياح معينة من أجل الحصول عليها القوة المطلوبة. تستند البيانات الواردة في هذا الجدول إلى الاختبارات العملية لتشغيل توربينات الرياح ، والتي تحتوي على عجلة رياح CIEI (عامل استخدام طاقة الرياح) يبلغ 0.35 (ملف تعريف جودة متوسط) ، وكفاءة مولد تبلغ 0.8 وكفاءة علبة تروس تبلغ 0.9.

بالنسبة للبعض ، قد تبدو هذه البيانات للوهلة الأولى مرتفعة للغاية. لذلك ، على سبيل المثال ، من الجدول. يوضح الشكل 1 أنه لبناء مزرعة رياح بقوة 500 وات بثلاث شفرات ، يجب أن يكون قطر عجلة الرياح 11.48 م. لكن لا تخف من هذا الرقم ، حيث يتم تقديم البيانات لرياح خفيفة تبلغ 4 تصلب متعدد. هذه رياح طبيعية للأراضي المستوية بعيدًا عن البحر.

في نفس الوقت ، مع زيادة سرعة الرياح ، تزداد قوة مزرعة الرياح. على التين. يظهر مثل هذا الاعتماد لمحطة توليد الطاقة ذات القدرة المقدرة 240 وات. يوضح الرسم البياني أنه مع سرعة رياح لا تقل عن 4 م / ث (حيث تبدأ محطة الطاقة في العمل) ، فإن الطاقة لا تتعدى 30 واط. لكن قوة مزرعة الرياح تتناسب مع سرعة الرياح المكعبة. أي إذا تمت مضاعفة سرعة الرياح إلى أقصى سرعة تشغيل تبلغ 8 م / ث ، تزداد قوة مزرعة الرياح بمقدار 2 3 = 8 مرات ، أو من 30 وات إلى قوة كاملة تبلغ 240 وات. عند سرعات الرياح العالية ، يجب أن يكون تشغيل مزرعة الرياح محدودًا.

بشكل عام ، استنادًا إلى الخبرة العملية ، يمكننا أن نستنتج أن مولد الرياح البسيط نسبيًا محلي الصنع سيكون لديه طاقة في حدود 200-500 واط. هذا نوع من "الوسط الذهبي". نادرًا ما يتمكن المصممون الفرديون من تجميع مولد رياح أكثر قوة بأيديهم ، والذي سيعمل حقًا.

اختيار تصميم توربينات الرياح

عجلة الرياح هي أهم جزء من توربينات الرياح. إنه يحول طاقة الرياح إلى طاقة ميكانيكية. واختيار جميع العقد الأخرى ، على سبيل المثال ، مولد التيار الكهربائي ، يعتمد على تصميمه.

بالتأكيد ، الجميع على دراية بشكل عجلات الرياح لطواحين الهواء القديمة. هذه مجرد حالة استثناء عندما لا يكون كل شيء منسي قديمًا جيدًا دائمًا. تحتوي عجلات الرياح هذه للطاحونة الهوائية على KIEV منخفض جدًا بترتيب 0.10-0.15 ، وهو أقل بكثير من KIEV لعجلات مجداف حديثة عالية السرعة ، والتي تصل إلى 0.46. هذا لأن المعرفة المنخفضة بالديناميكا الهوائية للسادة القدامى لم تسمح لهم ببناء تصميم أكثر تقدمًا.

يوضح الشكل تشغيل نوعين من الشفرات: الشراع (1) والريشة (2). من أجل صنع شفرة شراع (1) ، يكفي فقط ربط مادة الصفيحة بالمحور ، ووضعها بزاوية مع الريح ، أي بالقياس مع طواحين الهواء في العصور القديمة. ولكن عندما تدور مثل هذه الشفرة ، سيكون لها سحب ديناميكي هوائي كبير ، مما يزيد مع زيادة زاوية الهجوم. أيضًا ، تتشكل الدوامات في نهاياتها ، وتظهر منطقة ضغط منخفض خلف النصل. كل هذا يجعل شفرات الشراع دافعًا للرياح غير فعال.

أكثر كفاءة هي شفرة نوع الجناح (2). باستخدام هذا الشكل من الشفرة ، والذي يشبه جناح الطائرة ، يتم تقليل الخسائر الناتجة عن الاحتكاك والخلخلة. بالنسبة لزاوية هجوم النصل ، فقد وجد عمليًا أن أفضل زاوية هي 10-12 درجة. عند زاوية هجوم أعلى ، فإن الزيادة في القوة نتيجة لارتفاع ضغط الرياح على الشفرة لا تغطيها الزيادة في الخسائر الديناميكية الهوائية.

بالطبع ، هناك العديد من الأنواع الأخرى المثيرة للاهتمام من توربينات الرياح ، مثل دوار المحور الرأسي Savonius أو دوار Darrieus. لكن جميعها لديها معاملات أقل لاستخدام طاقة الرياح مع استهلاك مواد أعلى (مقارنة بالدفاعات). على سبيل المثال ، سيكون للتركيب بدوار Savonius بقطر 2 متر وارتفاعه 2 متر مع رياح هادئة تبلغ 4 م / ث قوة مفيدة تبلغ 20 واط. سيتم توليد نفس القوة بواسطة مروحة ذات ستة عشر ريشًا يبلغ قطرها مترًا واحدًا فقط.

لذلك ، لن "نعيد اختراع العجلة" ونأخذ على الفور كأساس تصميمًا يستخدم شفرات من نوع ريشة مع محور دوران أفقي. هذا النوع من توربينات الرياح يحتوي على الحد الأقصى من KIEV مع الحد الأدنى من استهلاك المواد. ليس من المستغرب أن يتم استخدام هذا التصميم في ما يقرب من 99٪ من جميع مزارع الرياح الصناعية العاملة.

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى اختيار عدد الشفرات. الأرخص هي عجلات الرياح ثنائية وثلاثية الشفرات ، لكنها سريعة ولها العيوب التالية:

- تؤدي سرعات التشغيل العالية إلى حدوث قوى طرد مركزي وجيروسكوبية كبيرة. تقوم القوى الجيروسكوبية بتحميل محور المولد ، والتركيبات والصاري ، بينما تميل قوى الطرد المركزي إلى تفكيك الشفرات. وبالتالي ، فإن السرعة المحيطية لنهايات ريش عجلات الرياح ذات الشفرتين عالية السرعة غالبًا ما تصل إلى 200 م / ث أو أكثر. للمقارنة ، كانت سرعة الرصاصة التي تم إطلاقها من بندقية بيكر 1808 150 م / ث. وبالتالي ، فإن شظايا المروحة الطائرة المكسورة يمكن أن تجرح أو تقتل شخصًا. لهذا السبب ، لا ينصح أحد بصنع شفرات توربينات الرياح عالية السرعة من الأنابيب البلاستيكية. لهذه الأغراض ، فإن الخشب الأكثر قابلية للشد هو الأنسب. صنع الشفرات الخشبية عملية شاقة للغاية.

- من المعروف أنه كلما زادت سرعة دوران الشفرات ، زادت قوة الاحتكاك ضد الهواء. لذلك ، فإن شفرات عجلات الرياح عالية السرعة تكون أكثر تطلبًا على الجودة الديناميكية الهوائية للصنعة. حتى الأخطاء الصغيرة تقلل بشكل كبير من KIEV للشفرات عالية السرعة. من غير المرغوب فيه للغاية جعل الشفرات عالية السرعة مقعرة ، يجب أن يكون لها شكل جناح الطائرة. صنع ريش المروحة منخفضة السرعة أسهل بكثير لهواة. من الضروري "المحاولة بجد" لجعل شفرة المروحة منخفضة السرعة من أنبوب مقطوع مع KIEV أسوأ من 0.3.

- تحدث توربينات الرياح عالية السرعة الكثير من الضوضاء أثناء الدوران ، لأنه حتى الشفرات عالية الجودة من الناحية الديناميكية الهوائية أثناء الدوران السريع تخلق مناطق كبيرة من ضغط الهواء والتفريغ ، وشفرات الحرف اليدوية أكثر من ذلك. وفقًا لذلك ، كلما زادت السرعة المحيطية وأبعاد الشفرة ، زادت الضوضاء. لذلك ، لا يمكن ببساطة تركيب طاحونة هوائية قوية عالية السرعة على سطح منزل أو في حديقة ذات مبان كثيفة ، وإلا فإنك تخاطر بالاستيقاظ ليلاً من ضجيج إقلاع طائرة هليكوبتر وإفساد العلاقات مع الجيران للتمهيد.

- كلما قل عدد ريش عجلة الرياح ، زاد الاهتزاز. لذلك ، سيكون من الصعب موازنة توربينات الرياح التي تحتوي على عدد صغير من الشفرات (2-3).

بالنظر إلى كل أوجه القصور هذه في عجلات الرياح عالية السرعة ، فمن الأفضل اختيار عدد من الشفرات لا يقل عن 5-6 للحصول على "طاحونة هوائية" أكثر أو أقل قوة.

يعتمد الآن على البيانات الموجودة في الجدول. 1 ، دعنا نتعرف على الحد الأقصى لطول الشفرات المناسب لإنشاء محطة طاقة بسيطة. من الواضح أنه سيكون من الصعب تصنيع مروحة ذات ست شفرات يبلغ قطرها 2.5-3 متر. تخيل على الأقل عملية موازنة مثل هذه المروحة وتركيبها على سارية ، والتي بدورها يجب أن تكون قوية بما يكفي لتحمل وزن مثل هذه المروحة والأحمال الديناميكية الهوائية. لكن المروحة ذات الست شفرات التي يبلغ قطرها مترين أو نحو ذلك ستكون في متناول المتحمسين لصنعها بيديه.

ربما يميل شخص ما إلى تجاهل تكلفة المواد وزيادة عدد الشفرات لزيادة الطاقة المفيدة لتوربينات الرياح. لذلك ، مع عدد ريش المروحة التي يبلغ طولها مترين والتي تساوي 12 ، ستصل طاقة الرياح "الطازجة" (8 م / ث) إلى 500 وات تقريبًا. لكن عجلة الرياح باهظة الثمن هذه ستصبح بطيئة للغاية ، مما يعني أنها ستتطلب حتمًا استخدام علبة تروس منفصلة ، مما سيعقد بشكل كبير تصميم مزرعة الرياح.

وبالتالي ، فإن التصميم الأمثل هو مروحة توربينات الرياح التي يبلغ قطرها 2 متر وعدد الشفرات يساوي 6.

مولد كهربائي لمزرعة الرياح

عند اختيار مولد التيار الكهربائي لمزرعة الرياح ، تحتاج أولاً وقبل كل شيء إلى تحديد سرعة عجلة الرياح. احسب وتيرة دوران عجلة الرياح W (تحت الحمل) باستخدام الصيغة:

W = V / L * Z * 60 ،
L = π * D ،

حيث V هي سرعة الرياح ، م / ث ؛ L هو المحيط ، م ؛ D هو قطر عجلة الرياح ؛ Z هو مؤشر سرعة توربينات الرياح (انظر الجدول 2).

الجدول 2. مؤشر سرعة توربينات الرياح

عدد الشفرات	مؤشر السرعة Z

إذا استبدلنا بيانات التوربينات الهوائية المحددة بقطر 2 متر و 6 شفرات في هذه الصيغة ، فسنحصل على تردد الدوران. يظهر اعتماد التردد على سرعة الرياح في الجدول. 3.

الجدول 3. دوران عجلة الرياح التي يبلغ قطرها 2 متر وستة ريش حسب سرعة الرياح

سرعة الرياح ، م / ث

عدد الثورات ، دورة في الدقيقة

لنأخذ أقصى سرعة لرياح التشغيل تساوي 7-8 م / ث. مع وجود رياح أقوى ، سيكون تشغيل توربينات الرياح غير آمن ويجب أن يكون محدودًا. كما حددنا بالفعل ، عند سرعة رياح تبلغ 8 م / ث ، ستكون الطاقة القصوى لتصميم محطة طاقة الرياح المختارة 240 وات ، وهو ما يتوافق مع سرعة عجلة رياح تبلغ 229 دورة في الدقيقة. لذلك ، تحتاج إلى اختيار مولد بخصائص مناسبة.

لحسن الحظ ، فإن أوقات النقص الكلي "غرقت في النسيان" ، ولن نضطر تقليديًا إلى تكييف مولد سيارة من VAZ-2106 إلى مزرعة رياح. تكمن المشكلة في أن مولد السيارات هذا ، على سبيل المثال ، G-221 ، هو مولد عالي السرعة بسرعة اسمية من 1100 إلى 6000 دورة في الدقيقة. اتضح أنه بدون علبة التروس ، لن تتمكن عجلة الرياح منخفضة السرعة الخاصة بنا من تدوير المولد حتى سرعة التشغيل.

لن نصنع علبة تروس لـ "طاحونة الهواء" الخاصة بنا ، وبالتالي سنختار مولدًا آخر منخفض السرعة من أجل تثبيت عجلة الرياح ببساطة على عمود المولد. الأنسب لذلك هو محرك دراجة مصمم خصيصًا لمحركات عجلة الدراجات. تتميز محركات الدراجات هذه بسرعة تشغيل منخفضة ، ويمكن أن تعمل بسهولة في وضع المولد. يعني وجود مغناطيس دائم في هذا النوع من المحركات أنه لن تكون هناك مشاكل في إثارة المولد ، كما هو الحال ، على سبيل المثال ، مع محركات التيار المتردد غير المتزامنة ، والتي تستخدم عادةً المغناطيسات الكهربائية (لف المجال). بدون الإمداد الحالي للملف الميداني ، لن يولد مثل هذا المحرك تيارًا أثناء الدوران.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك ميزة ممتعة للغاية لمحركات الدراجات وهي أنها تنتمي محركات بدون فرش، وبالتالي لا تتطلب استبدال الفرش. في الجدول. يوضح الشكل 4 مثالاً للخصائص التقنية لمحرك دراجة بقوة 250 واط. كما ترون من الجدول ، فإن محرك الدراجة هذا مثالي كمولد لـ "طاحونة هوائية" بقوة 240 واط وبسرعة قصوى لعجلة الرياح تبلغ 229 دورة في الدقيقة.

الجدول 4. مواصفات محرك الدراجة 250W

الصانع	جولدن موتور (الصين)
جهد الإمداد المقدر
ماكس باور
تصنيف سريع
عزم الدوران
نوع الطاقة الساكنة	فرش

صنع مولد الرياح بيديك

بعد شراء المولد ، يمكنك البدء في تجميع مولد الرياح بيديك. يوضح الشكل جهاز مزرعة الرياح. قد تكون طريقة ربط العقد وموقعها مختلفة وتعتمد على القدرات الفردية للمصمم ، لكنك تحتاج إلى الالتزام بأبعاد العقد الرئيسية في الشكل. 1. يتم اختيار هذه الأبعاد لمزرعة الرياح هذه ، مع الأخذ في الاعتبار تصميم وأبعاد توربينات الرياح.

على التين. يوضح الشكل 1 أبعاد الجرافة الجانبية (1) ، والذيل مع ريش (2) ، وكذلك الرافعة (3) ، التي تنتقل من خلالها القوة من الزنبرك. يجب أن يكون الذيل مع ريش لتدوير عجلة الرياح في مهب الريح وفقًا للأبعاد الموضحة في الشكل. 1 من أنبوب جانبي 20x40x2.5 مم وحديد التسقيف كالريش.

قم بتركيب المولد على مسافة لا تقل عن 250 مم بين الشفرات والصاري. خلاف ذلك ، ليس هناك ما يضمن أن الشفرات ، التي تنحني تحت تأثير الرياح والقوى الجيروسكوبية ، لن تنكسر على الصاري.

تصنيع الشفرات

عادة ما تبدأ طاحونة الهواء التي تعمل بنفسك من الشفرات. أنسب مادة لتصنيع شفرات طاحونة الهواء منخفضة السرعة هي البلاستيك ، أو بالأحرى أنبوب بلاستيكي. من الأسهل صنع الشفرات من أنبوب بلاستيكي - فهي تتطلب القليل من العمالة ويصعب على المبتدئين ارتكاب خطأ. كما أن الشفرات البلاستيكية ، بخلاف الشفرات الخشبية ، مضمونة بعدم الالتواء من الرطوبة.

يجب أن يكون الأنبوب مصنوعًا من PVC بقطر 160 مم لأنبوب الضغط أو المجاري ، على سبيل المثال SDR PN 6.3. هذه الأنابيب لها سمك جدار لا يقل عن 4 مم. لن تعمل أنابيب الصرف الصحي غير المضغوطة! هذه الأنابيب رقيقة وهشة للغاية.

تُظهر الصورة توربينات رياح ذات شفرات مكسورة. تم تصنيع هذه الشفرات من أنبوب رفيع بولي كلوريد الفينيل (لمياه الصرف الصحي غير المضغوطة). لقد انحرفوا تحت ضغط الريح واصطدموا بالصاري.

إن حساب الشكل الأمثل للشفرة معقد للغاية ولا داعي لإحضاره هنا ، دع المحترفين يقومون بذلك. يكفي أن نصنع الشفرات باستخدام القالب المحسوب بالفعل وفقًا للشكل. 2 ، والذي يوضح أبعاد القالب بالمليمترات. تحتاج فقط إلى قطع مثل هذا القالب من الورق () ، ثم إرفاق 160 مم بالأنبوب ، ورسم الخطوط العريضة للقالب على الأنبوب بعلامة وقطع الشفرات باستخدام بانوراما أو يدويًا. النقاط الحمراء في الشكل. يوضح الشكل 2 الموقع التقريبي لحوامل الشفرة.

نتيجة لذلك ، يجب أن تحصل على ست شفرات ، على شكل كما في الصورة. لكي تحصل الشفرات الناتجة على KIEV أعلى وتصدر ضوضاء أقل أثناء الدوران ، من الضروري طحن الزوايا والحواف الحادة ، وكذلك طحن جميع الأسطح الخشنة.

لربط الشفرات بجسم محرك الدراجة ، تحتاج إلى استخدام رأس توربينات الرياح ، وهو قرص من الفولاذ الطري بسمك 6-10 مم. يتم لحام ستة شرائط فولاذية بسمك 12 مم وطول 30 سم مع فتحات لتوصيل الشفرات بها. يتم توصيل القرص بجسم محرك الدراجة بمسامير ذات صواميل للفتحات لتثبيت السماعات.

بعد تصنيع التوربينات الريحية يجب أن تكون متوازنة. للقيام بذلك ، يتم تثبيت عجلة الرياح على ارتفاع في وضع أفقي تمامًا. من المستحسن القيام بذلك في الداخل ، حيث لا توجد رياح. مع وجود عجلة رياح متوازنة ، يجب ألا تدور الشفرات تلقائيًا. إذا كانت بعض الشفرات أثقل ، فيجب تأريضها من النهاية لتحقيق التوازن في أي موضع لعجلة الرياح.

تحتاج أيضًا إلى التحقق مما إذا كانت جميع الشفرات تدور في نفس المستوى. للقيام بذلك ، قم بقياس المسافة من نهاية الشفرة السفلية إلى أقرب كائن. ثم تدور عجلة الرياح ويتم قياس المسافة من الكائن المحدد إلى الشفرات الأخرى. يجب أن تكون المسافة من جميع الشفرات في حدود +/- 2 مم. إذا كان الاختلاف أكبر ، فيجب إزالة الانحراف عن طريق ثني الشريط الفولاذي الذي تم توصيل الشفرة به.

تثبيت المولد (محرك الدراجة) بالإطار

نظرًا لأن المولد يتعرض لأحمال ثقيلة ، بما في ذلك القوى الجيروسكوبية ، فيجب تثبيته بإحكام. يحتوي محرك الدراجة نفسه على محور قوي ، حيث يتم استخدامه تحت الأحمال الثقيلة. لذلك ، يجب أن يتحمل محورها وزن الشخص البالغ تحت الأحمال الديناميكية التي تحدث عند ركوب الدراجة.

ولكن على إطار الدراجة ، يتم تثبيت محرك الدراجة على كلا الجانبين ، وليس على جانب واحد ، كما سيكون عند العمل كمولد تيار لمزرعة الرياح. لذلك ، يجب إرفاق العمود بالإطار ، وهو جزء معدني به فتحة ملولبة للتثبيت على عمود محرك الدراجة بالقطر المناسب (D) وأربعة فتحات تثبيت للتركيب بمسامير فولاذية M8 في الإطار.

يُنصح باستخدام أقصى طول للطرف الحر للعمود للتثبيت. لمنع العمود من الدوران في الإطار ، يجب تأمينه بصمولة بغسالة قفل. من الأفضل أن يكون السرير مصنوعًا من دورالومين.

لتصنيع إطار مولد الرياح ، أي القاعدة التي ستوضع عليها جميع الأجزاء الأخرى ، تحتاج إلى استخدام صفيحة فولاذية بسمك 6-10 مم أو مقطع من قناة بعرض مناسب (اعتمادًا على القطر الخارجي للوحدة الدوارة).

تصنيع البانتوجراف والتجميع الدوار

إذا قمت ببساطة بربط الأسلاك بالمولد ، فسوف تلتف الأسلاك عاجلاً أم آجلاً عندما تدور طاحونة الهواء حول المحور وتنكسر. لمنع حدوث ذلك ، تحتاج إلى استخدام جهة اتصال متحركة - جامع تيار ، يتكون من غلاف مصنوع من مادة عازلة (1) ، وملامسات (2) وفرش (3). للحماية من هطول الأمطار ، يجب إغلاق جهات الاتصال الخاصة بالمجمع الحالي.

لتصنيع جامع التيار لمولد الرياح ، من الملائم استخدام هذه الطريقة: أولاً ، يتم وضع جهات الاتصال على التجميع الدوار النهائي ، على سبيل المثال ، من النحاس السميك أو الأسلاك النحاسية ذات المقطع العرضي المستطيل (المستخدم في المحولات) ، يجب أن تكون جهات الاتصال بالفعل بأسلاك ملحومة (10) ، والتي تحتاج إلى استخدام سلك نحاسي واحد أو مجدول مع مقطع عرضي لا يقل عن 4 مم 2. يتم تغطية نقاط التلامس بكوب بلاستيكي أو حاوية أخرى ، ويتم إغلاق الفتحة الموجودة في غلاف الدعم (8) ومليئة براتنج الإيبوكسي. تستخدم الصورة راتنجات الايبوكسي مع إضافة ثاني أكسيد التيتانيوم. بعد تصلب راتنجات الايبوكسي ، يتم طحن الجزء على مخرطة حتى تظهر جهات الاتصال.

كجهة اتصال متحركة ، من الأفضل استخدام فرش الجرافيت النحاسية من بداية السيارة ذات النوابض المسطحة.

لكي تدور عجلة الرياح لتوربينات الرياح في مهب الريح ، من الضروري توفير اتصال متحرك بين إطار توربينات الرياح والصاري الثابت. توجد المحامل بين غلاف الدعم (8) ، والذي يتم توصيله من خلال الحافة بأنبوب الصاري باستخدام البراغي ، والوصلة (6) ، وهي ملحومة لحام القوس(5) لتأطير (4). لتسهيل الدوران ، يلزم وجود مجموعة دوارة باستخدام محامل (7) بقطر داخلي لا يقل عن 60 مم. المحامل الدوارة هي الأنسب لأنها أفضل في امتصاص الأحمال المحورية.

حماية مزرعة الرياح من رياح الأعاصير

أقصى سرعة للرياح يمكن تشغيل مزرعة الرياح بها هي 8-9 م / ث. إذا كانت سرعة الرياح أعلى ، يجب أن يكون تشغيل مزرعة الرياح محدودًا.

بالطبع ، هذا النوع المقترح من طاحونة الهواء DIY منخفض السرعة. من غير المحتمل أن تدور الشفرات بسرعات عالية للغاية تنهار عندها. ولكن إذا كانت الرياح قوية جدًا ، يصبح الضغط على الذيل كبيرًا جدًا ، ومع حدوث تغيير حاد في اتجاه الرياح ، سيتحول مولد الرياح بشكل حاد.

بالنظر إلى أن الشفرات تدور بسرعة في الرياح القوية ، تتحول عجلة الرياح إلى جيروسكوب ثقيل كبير يقاوم أي انعطاف. هذا هو سبب ظهور أحمال كبيرة بين الإطار وعجلة الرياح ، والتي تتركز على عمود المولد. هناك العديد من الحالات التي قام فيها الهواة ببناء توربينات الرياح بأيديهم دون أي حماية من رياح الأعاصير ، وبسبب القوى الجيروسكوبية الكبيرة ، انكسرت المحاور القوية لمولدات السيارات بسبب قوى جيروسكوبية كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع عجلة الرياح ذات الست شفرات التي يبلغ قطرها 2 متر بمقاومة ديناميكية هوائية كبيرة ، وفي الرياح القوية ستحمّل الصاري بشكل كبير.

لذلك ، لكي يعمل مولد الرياح محلي الصنع لفترة طويلة وبشكل موثوق ، ولا تسقط عجلة الرياح على رأس المارة ، فمن الضروري حمايتها من رياح الأعاصير. أسهل طريقة لحماية الطاحونة هي استخدام مجرفة جانبية. هذا جهاز بسيط إلى حد ما أثبت نفسه في الممارسة العملية.

يتم تشغيل الجرافة الجانبية على النحو التالي: مع رياح عاملة (تصل إلى 8 م / ث) ، يكون ضغط الرياح على الجرافة الجانبية (1) أقل من صلابة الزنبرك (3) ، ويتم تثبيت طاحونة الهواء تقريبًا في اتجاه الريح بمساعدة الريش. لكي لا يطوي الزنبرك طاحونة الهواء عندما تكون الرياح العاملة أكثر من اللازم ، يتم تمديد امتداد (4) بين الذيل (2) والمجرفة الجانبية.

عندما تصل سرعة الرياح إلى 8 م / ث ، يصبح الضغط على الجرافة الجانبية أقوى من قوة الزنبرك ، ويبدأ مولد الرياح في الانحناء. في هذه الحالة ، يبدأ تدفق الرياح في التدفق إلى الشفرات بزاوية ، مما يحد من قوة عجلة الرياح.

في الرياح القوية جدًا ، يتم طي الطاحونة تمامًا ، ويتم تثبيت الشفرات بالتوازي مع اتجاه الرياح ، ويتوقف تشغيل الطاحونة الهوائية عمليا. يرجى ملاحظة أن ذيل الذيل غير متصل بشكل صارم بالإطار ، ولكنه يدور على مفصلة (5) ، والتي يجب أن تكون مصنوعة من الفولاذ الهيكلي ويبلغ قطرها 12 مم على الأقل.

أبعاد الجرافة الجانبية موضحة في الشكل. 1. المجرفة الجانبية نفسها ، وكذلك الريش ، من الأفضل صنعها من أنبوب جانبي 20x40x2.5 مم وصفائح فولاذية بسمك 1-2 مم.

كنوابض عمل ، يمكن استخدام أي نوابض من الصلب الكربوني بطبقة واقية من الزنك. الشيء الرئيسي هو أنه في الوضع المتطرف ، تكون قوة الزنبرك 12 كجم ، وفي الوضع الأولي (عندما لا تطوى الطاحونة بعد) - 6 كجم.

لتصنيع التمديدات ، يجب استخدام كبل دراجة فولاذي ، وثني أطراف الكبل في حلقة ، ويتم تثبيت الأطراف الحرة بثمانية لفات من الأسلاك النحاسية بقطر 1.5-2 مم وملحومة بالقصدير.

سارية توربينات الرياح

كصاري لمزرعة الرياح ، يمكنك استخدام الفولاذ انبوب ماءبقطر لا يقل عن 101-115 مم وبحد أدنى للطول 6-7 أمتارتخضع لمنطقة مفتوحة نسبيًا حيث لن تكون هناك عوائق للرياح على مسافة 30 مترًا.

إذا تعذر تركيب مزرعة الرياح في منطقة مفتوحة ، فلا يمكن فعل أي شيء. من الضروري زيادة ارتفاع الصاري بحيث تكون عجلة الرياح أعلى بمقدار متر واحد على الأقل من العوائق المحيطة (المنازل والأشجار) ، وإلا سينخفض ​​توليد الطاقة بشكل كبير.

يجب تثبيت قاعدة الصاري نفسه على منصة خرسانية بحيث لا تضغط في التربة المبللة.

يجب استخدام كابلات تركيب من الصلب المجلفن بقطر لا يقل عن 6 مم كعلامات تمدد. يتم تثبيت علامات التمدد على الصاري بمشبك. في الأرض ، يتم توصيل الكابلات بأوتاد فولاذية قوية (من أنبوب ، وقناة ، وزاوية ، وما إلى ذلك) ، والتي يتم دفنها في الأرض بزاوية على عمق متر ونصف المتر. بل من الأفضل أن تكون متجانسة في القاعدة بالخرسانة.

نظرًا لأن مجموعة الصاري مع التوربينات الهوائية لها وزن كبير ، فمن الضروري للتركيب اليدوي استخدام ثقل موازن مصنوع من نفس الأنبوب الفولاذي مثل الصاري أو شعاع خشبي 100x100 مم مع الحمولة.

مخطط الأسلاك لمزرعة الرياح

يوضح الشكل أبسط دائرة شحن للبطارية: ثلاثة مخرجات من المولد متصلة بمقوم ثلاثي الطور ، وهو عبارة عن ثلاثة جسور ثنائية ثنائية متصلة بالتوازي ومتصلة بواسطة نجمة. يجب تصنيف الثنائيات كحد أدنى جهد التشغيل 50V والتيار 20A. نظرًا لأن الحد الأقصى لجهد التشغيل من المولد سيكون 25-26 فولت ، فإن مخرجات المقوم متصلة ببطاريتين 12 فولت متصلتين في سلسلة.

عند استخدام مثل هذه الدائرة البسيطة ، يتم شحن البطاريات على النحو التالي: بجهد منخفض أقل من 22 فولت ، يتم شحن البطاريات بشكل ضعيف جدًا ، نظرًا لأن التيار مقيد بالمقاومة الداخلية للبطاريات. عند سرعة رياح تبلغ 7-8 م / ث ، سيكون الجهد المتولد للمولد في حدود 23-25 ​​فولت ، وستبدأ عملية مكثفة لشحن البطاريات. عند سرعات الرياح العالية ، سيتم تقييد تشغيل مولد الرياح بواسطة الجرافة الجانبية. للحراسة البطاريات(أثناء التشغيل الطارئ لمزرعة الرياح) ضد التيار العالي المفرط في الدائرة ، يجب أن يكون هناك فتيل مصنّف لـ الحد الأقصى الحالي 25 أ.

كما ترون ، فإن هذا المخطط البسيط له عيب كبير - مع رياح هادئة (4-6 م / ث) ، لن يتم شحن البطارية عمليًا ، وهذه الرياح هي التي غالبًا ما توجد على أرض مستوية. لإعادة شحن البطاريات في ظل الرياح الخفيفة ، تحتاج إلى استخدام وحدة تحكم شحن متصلة أمام البطاريات. ستقوم وحدة التحكم بالشحن تلقائيًا بتحويل الجهد المطلوب ، كما أن وحدة التحكم أكثر موثوقية من المصهر وتمنع الشحن الزائد للبطاريات.

لاستخدام البطاريات لتشغيل الأجهزة المنزلية المصممة ل 220 فولت تيار متردد ، ستحتاج إلى محول إضافي للتحويل الجهد المستمرالطاقة المقابلة 24 فولت ، والتي يتم تحديدها وفقًا لقوة الذروة. على سبيل المثال ، إذا قمت بتوصيل الإضاءة أو الكمبيوتر أو الثلاجة بالعاكس ، فإن العاكس 600 واط يكفي ، ولكن إذا كنت تخطط لاستخدام مثقاب كهربائي أو منشار دائري (1500 واط) على الأقل من حين لآخر ، فعليك اختيار 2000 واط العاكس.

يوضح الشكل أكثر تعقيدًا الاسلاك الرسم البياني: في ذلك ، يتم تصحيح التيار من المولد (1) أولاً في مقوم ثلاثي الطور (2) ، ثم يتم تثبيت الجهد بواسطة وحدة التحكم في الشحن (3) وشحن البطاريات عند 24 فولت (4). إنفرتر (5) متصل بالأجهزة الكهربائية المنزلية.

تصل التيارات من المولد إلى عشرات الأمبيرات ، لذلك ، لتوصيل جميع الأجهزة في الدائرة ، استخدم سلك نحاسجنرال لواء القسم 3-4مم 2.

من المستحسن أن تأخذ سعة البطاريات 120 أمبير / ساعة على الأقل. ستعتمد السعة الإجمالية للبطاريات على متوسط ​​شدة الرياح في المنطقة ، وكذلك على قوة وتردد الحمل المتصل. بتعبير أدق ، ستعرف السعة المطلوبة أثناء تشغيل مزرعة الرياح.

رعاية مزرعة الرياح

كقاعدة عامة ، يبدأ مولد الرياح منخفض السرعة الذي يعمل بأيديهم بشكل جيد في الرياح الخفيفة. للتشغيل العادي لمولد الرياح ككل ، يجب عليك الالتزام بالقواعد التالية:

1. بعد أسبوعين من الإطلاق ، اخفض مولد الرياح في ظل الرياح الخفيفة وافحص جميع أدوات التثبيت.

2. قم بتشحيم محامل الرأس الدوار ومولد التيار المتردد مرتين سنويًا على الأقل.

3. عند أول علامة على عدم توازن عجلة الرياح (ارتعاش الريش أثناء الدوران في وضع تحدده الرياح) ، يجب إنزال مولد الرياح وإزالة العطل.

4. تحقق من فرش المجمع الحالية مرة واحدة في السنة.

5. قم بطلاء الأجزاء المعدنية لمزرعة الرياح مرة كل 2-3 سنوات.

إيغور سولاروف ، خاصة بالنسبة لـ

تاريخ النشر: 16 ديسمبر 2013

يتضمن التجميع الذاتي لمولد الرياح بشكل أساسي إنشاء المولد نفسه. وكما اتضح ، يمكن القيام بذلك بسهولة من خلال الوسائل المرتجلة.

خيارات التصنيع

لفترة طويلة من وجود الطاقة البديلة ، تم إنشاء مولدات كهربائية بتصميمات مختلفة. يمكن صنعها باليد. يعتقد معظم الناس أن هذا أمر صعب ، لأنه يتطلب قدرًا معينًا من المعرفة ، ومواد مختلفة باهظة الثمن ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، ستكون المولدات ذات أداء منخفض جدًا بسبب عدد كبيرسوء التقدير. هذه الأفكار هي التي تجعل أولئك الذين يريدون التخلي عن فكرة صنع طاحونة هوائية بأيديهم. لكن كل العبارات خاطئة تمامًا ، وسنعرضها الآن.

غالبًا ما يصنع الحرفيون مولدات كهربائية لطاحونة هوائية بطريقتين:

1. من المحور
2. يتم تحويل المحرك النهائي إلى مولد.

دعنا نفكر في هذه الخيارات بمزيد من التفصيل.

التصنيع من المحور

الأكثر شهرة من بين جميع الخيارات هو مولد الأقراص المعتاد محلي الصنع لطاحونة الهواء ، والذي يتم إنشاؤه باستخدام مغناطيس نيوديميوم. مزاياه الرئيسية هي: سهولة التجميع ، لا يتطلب معرفة خاصة ، والقدرة على عدم الالتزام بالمعايير الدقيقة. حتى في حالة حدوث أخطاء ، فهذا ليس مخيفًا ، لأنه على أي حال ، يتم توليد الكهرباء بواسطة طاحونة هوائية ويمكن تذكرها مع ظهور الممارسة.

لذا ، علينا أن نستعد أولاً العناصر الرئيسيةلتجميع مولد الرياح:

• المركز رئيسي؛
• أقراص الفرامل؛
• مغناطيس نيوديميوم 30x10 مم ؛
• سلك نحاسي مطلي بقطر 1.35 مم ؛
• صمغ؛
• الخشب الرقائقي.
• الألياف الزجاجية.
• راتنجات الايبوكسي أو البوليستر.

يتم تصنيع مولدات الأقراص محلية الصنع على أساس محور وأقراص مكابح من VAZ 2108. من الآمن أن نقول إن أي مالك تقريبًا سيجد هذه الأجزاء من السيارة في المرآب.

سنضع مغناطيسات جديدة على أقراص المكابح. يجب أن تؤخذ بكمية قابلة للقسمة على 4. يوصى باستخدام 12 + 12 أو 16 + 16 وحدة. هذه هي أكثر الخيارات المقبولة من حيث الكفاءة والتكلفة. تحتاج إلى ترتيبها بأعمدة متناوبة. إن الجزء الثابت لمولد الطاحونة الهوائية محلي الصنع مصنوع أيضًا باستخدام الخشب الرقائقي ، والذي يتم نشره لتشكيله. علاوة على ذلك ، يتم تثبيت ملفات الجرح عليها ، وكل شيء مملوء بالإيبوكسي أو راتنجات البوليستر. من الألياف الزجاجية ، يوصى بقطع دائرتين من نفس حجم الجزء الثابت. سوف يغطون الجزء العلوي و الجانب السفليلمزيد من الصلابة الهيكلية.

يمكن استخدام المغناطيسات الجديدة بأي شكل. حاول ملء العجلة بالكامل بأقل فجوات بين العناصر. يجب أن يتم لف الملفات بحيث يكون العدد الإجمالي لللفات في حدود 1000-1200. سيمكن هذا المولد من إنتاج 30 فولت و 6 أمبير عند 200 دورة في الدقيقة ، كما سيكون من الأفضل أيضًا جعلها بيضاوية بدلاً من دائرية. سيصبح مولد طاقة الرياح أكثر قوة بفضل هذا الحل.


= "مغناطيسات جديدة لتوربينات الرياح" العرض = "640" الارتفاع = "480" class = "aligncenter size-full wp-image-697" />
بالنسبة للجزء الثابت لمولد طاحونة الهواء المستقبلية ، يجب أن يكون سمكه بالضرورة أقل من حجم المغناطيس ، على سبيل المثال ، إذا كان سمك المغناطيس 10 مم ، فمن الأفضل صنع الجزء الثابت 8 مم (اترك فجوة 1 مم). يجب أن تكون أبعاد الأقراص أكبر من سمك المغناطيس. الشيء هو أن جميع المغناطيسات تغذي بعضها البعض من خلال الحديد ، ولكي تدخل كل القوة في عمل مفيد ، يجب تلبية هذا الشرط. بالنظر إلى ذلك ، عند صنع مولد كهربائي بيديك ، يمكنك زيادة كفاءته قليلاً.

اتصال الملف

يمكن أن يكون المولد الذاتي التجميع لطاحونة الهواء أحادي الطور أو ثلاثي الطور. يختار معظم المبتدئين الخيار الأول لأنه أبسط وأسهل قليلاً. ولكن اتصال أحادي الطورهناك عيوب في شكل اهتزاز متزايد تحت الحمل (المكسرات يمكن أن تنفجر) ونوع من همهمة. إذا لم تكن هذه المؤشرات مهمة ، فيجب توصيل الملفات على النحو التالي: يجب أن يتم لحام نهاية الملف الأول بنهاية الثانية ، والملف الثاني بالثالث ، إلخ. إذا تم خلط شيء ما ، فلن يعمل المخطط. على الرغم من صعوبة فعل شيء خاطئ هنا.



على الرغم من أن الدائرة ثلاثية الطور تتطلب مزيدًا من العناية ، إلا أن التثبيت تحت الحمل لا يصدر صوتًا ولا يهتز عمليًا ، كما أن المراحل المطلقة عند 120 درجة تزيد من الطاقة في أوضاع تشغيل معينة. اتصال ثلاث مراحلتتكون ملفات افعل ذلك بنفسك من توصيلها من خلال 3 وحدات. على سبيل المثال ، عند استخدام 12 ملفًا ، يتم لحامها للمرحلة الأولى 1 و 4 و 7 و 10. بالنسبة للمرحلة الثانية - 2 و 5 و 8 و 11. للثالث - 3 و 6 و 9 و 12. كل ستة ينتج يمكن إخراج النهايات بأمان من الجزء الثابت. يمكنك توصيل المراحل بنجم (لمزيد من الجهد) أو مثلث (لمزيد من التيار).

يمكن طلب العناصر الأساسية من جهاز التثقيب. سيكون هذا قرارًا أكثر صحة ، لأن محور السيارة وأقراص الفرامل ضخمة جدًا. يمكنك أيضًا القيام ببعض الحيلة في شكل زيادة قطر العجلة بأكملها ، لأنه كلما زاد حجمها ، زادت السرعة الشعاعية لمولد الرياح.

مولدات القرص لها تصميم بسيط, كفاءة عاليةوليس لديهم تأثير الشائكة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن توربينات الرياح القائمة عليها خفيفة جدًا. ولكن بسبب نقص النوى ، يجب استخدام المغناطيس مرتين. الخيار المدروس هو الأسهل لإنشاء طاحونة بيديك.

التصنيع من محرك غير متزامن

يمكن أيضًا إنشاء مولد لطاحونة هوائية بفضل التعديل المحرك التعريفي. يتطلب هذا إما إعادة تدوير الدوار إلى حجم المغناطيسات الجديدة ، أو صنعه بنفسك.تتضمن إعادة طحن الدوار الأصلي أيضًا استخدام غلاف فولاذي ، والذي من شأنه أن يغلق المجال المغناطيسي. لهذا السبب ، يجب أيضًا مراعاة سمكها. يمكن استخدام كل من المغناطيس الدائري والمربع. الخيار الأخير أكثر كفاءة بسبب القدرة على تثبيتها بكثافة أعلى.

نظرًا للالتصاق الحتمي للدوار ، من الضروري لصق مغناطيس جديد بشطبة طفيفة. يجب إجراء الإزاحة وفقًا لمبدأ السن + الأخدود. عند إنشاء مولد بيديك ، تحتاج أيضًا إلى إعادة لف الملفات. والسبب في ذلك هو استخدام لف سلك رفيع ، وهو غير مصمم للجهود العالية والتيار الكهربائي. إذا تم استخدام محركات منخفضة السرعة ، فليس من الضروري إعادة لفها تحت المولد ، لأنها تستخدم بالفعل سلكًا جيدًا وسميكًا.

ليس من الصعب إعادة لف المحركات للمولدات بيديك ، لكن يوصى بتكليفها هذا العملاختصاصي بالكهرباء. سيؤدي ذلك إلى تجنب الأخطاء وفي نفس الوقت تكون طواحين الهواء من الآلات غير المتزامنة أكثر كفاءة.



إن قرار تجهيز توربينات الرياح بمضاعف يجعل من الممكن عدم إرجاع المحرك. يمكنك أيضًا وضع مغناطيس كهربائي صغير للإثارة الذاتية. يتم تشغيله عن طريق دوران الطاحونة نفسها ، وحتى لا تستهلك الكهرباء من البطارية ، يتم تثبيت صمام ثنائي قوي في الدائرة.

في النهاية ، أود أن أقول إن إنشاء مولد محلي الصنع لطاحونة الهواء أمر بسيط للغاية. وهذا لا يتطلب معرفة خاصة. عليك التحلي بالصبر والاستعداد للتجربة. ولكن في الوقت نفسه ، يجب تذكر احتياطات السلامة ، لأن المولدات الكهربائية يمكن أن تولد تيارات كبيرة.

منذ العصور القديمة وحتى يومنا هذا ، تحاول البشرية إيجاد مصادر بديلة للطاقة. ولكن ، على الرغم من التقدم في جميع الصناعات على الإطلاق دون استثناء والإدخال المنتظم للأساليب المبتكرة لتوليد الطاقة في الإنتاج ، فإن الموارد الطبيعية الأكثر موثوقية وانتشارًا لا تزال - المياه والرياح وما إلى ذلك. وإذا كان المستهلك العادي قد يواجه مشاكل في تركيب محطة الطاقة الكهرومائية ، ثم كل مالك تقريبا قادر على تجهيز مثل هذه الآلية مثل طاحونة الهواء لمنزل خاص. فهو يقع في حوالي هذا الجهاز ، الخاص به المواصفات الفنية، سيتم مناقشة أنواع وميزات التثبيت بشكل أكبر.

ما هو مولد الرياح؟

هذه الآلية هي منتج هدفه الرئيسي هو تحويل طاقة الرياح إلى الجهد الكهربائي. تم استخدام أجهزة مماثلة ، والتي يطلق عليها بين المستهلكين طواحين الهواء ، في فجر عصرنا ، وكان شكلها فقط ، بالطبع ، مختلفًا. اليوم ، تحسن هذا الجهاز بشكل ملحوظ.

المورد الرئيسي لمثل هذه الآلية هو الريح. بناءً على الملاحظات التي تم إجراؤها ، بناءً على سرعته وكثافته ، يكتشف الخبراء الارتفاع الذي يجب أن يكون عليه بالضبط لوضع هذا الجهاز ، وكم عدد الشفرات التي يجب أن يحتوي عليها ، وما إلى ذلك. يتم تصنيع مولدات الطواحين الهوائية في مؤسسات متخصصة ، لكن العديد من المالكين يفضلون صنعها. مثل هذه الآلية بمفردها بمساعدة الأدوات اليدوية. ولكن قبل الحديث عن ميزات هذه العملية ، من الضروري معرفة كيفية عمل هذه الآلية.

مبدأ تشغيل طاحونة محلية الصنع

يشبه إلى حد بعيد نظام هذا المولد توربين الطائرات المعروف. الفرق الرئيسي هو أن دوران شفرات الطاحونة لا يحدث بسبب تشغيل محرك قوي. تعتمد العملية على الطاقة الحرة للرياح ، والتي يتم امتصاصها وتحويلها بعد ذلك إلى الكهرباء التي يحتاجها الملاك.

كقاعدة عامة ، يتم اختيار شكل الشفرات بحيث يكون أي منها ، حتى أدنى نفس ، واضحًا ، وتتفاعل الآلية معه على الفور. على الرغم من حقيقة أن سرعة الدوران غالبًا ما تبدو منخفضة ، فإن التروس الصغيرة تدور بشكل أسرع بكثير من التروس الكبيرة ، وهو أمر لا يمكن ملاحظته دائمًا للوهلة الأولى. بهذه الطريقة ، تتواءم الآلية تمامًا مع تسارع الشفرات ويتم إنتاج الطاقة بالكمية المناسبة.

المزايا الرئيسية لمولدات الرياح

تشمل المزايا التي لا يمكن إنكارها لهذه المنتجات ما يلي:

سلامة البيئة. لا تؤثر طاحونة الهواء لمنزل خاص على حالة الغلاف الجوي بأي شكل من الأشكال ولا تنبعث منها أي انبعاثات وغازات ضارة في الهواء ، حيث إن الوقود غير مطلوب لتشغيلها ؛

كما يتضح ، هذه الآلية مفيدة للغاية من وجهة نظر اقتصادية ، حيث لا يتعين عليك إنفاق الأموال على الوقود. سيتم ربط جميع التكاليف فقط بتركيب الأجزاء الهيكلية لطاحونة الهواء ، وعلى وجه الخصوص مولدها.

ومع ذلك ، لا يزال لهذا الجهاز الوظيفي بعض الخصائص السلبية ، والتي لا يمكن تجاهلها.

عيوب طواحين الهواء

العيب الرئيسي للمنتج هو عدم القدرة على التحكم في سرعة تشغيله ، وهو ما يفسر الاختلاف المستمر في كمية الطاقة المنتجة. ببساطة ، في حالة عدم وجود الرياح ، هناك حاجة لا مفر منها لاستخدام مصدر آخر يعمل بالفعل على نوع من الوقود.

بالإضافة إلى ذلك ، من وجهة نظر بيئة العمل ، فإن هذه التركيبات ليست مريحة للغاية ، لأنها تشغل مساحة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، لتحقيق أقصى قدر من التأثير ، من الأفضل وضعها على تل وليس على أرض مستوية.

عند تركيب طاحونة عمودية ، من المهم للغاية تنسيق تركيبها مع الجيران ، حيث توجد حالات عندما تعمل هذه الآلية كعقبة خطيرة أمام هوائيات التلفزيونوأحيانًا يكون مستوى الضوضاء مرتفعًا جدًا.

جهاز مولد الرياح الأفقي

يكمن الاختلاف بين النوعين المذكورين أعلاه من هذه الآليات في موقع المحور. النسخة الأفقية أكثر شيوعًا لتوفير الكهرباء للمباني الخاصة الصغيرة وتتكون من المكونات الهيكلية التالية:

1. الدوار رمح.
2. تَوصِيل.
3. المولد مباشرة.
4. نظام الفرامل.

قبل صنع طاحونة هوائية ، يجب أن يكون مفهوماً بوضوح أن شفرات هذا المنتج يجب أن تكون مصنوعة من معدن متين يمكنه تحمل آثار سوء الأحوال الجوية. بفضل علبة التروس ، تعمل الآلية بالكامل بشكل موثوق. لمنع المواقف غير المتوقعة ، يُسمح بتركيب محرك إضافي قادر على توليد الطاقة الكهربائية.

تشغيل طاحونة عمودية

هذا النظام مجهز بعمود دوار ، لم يعد أفقيًا ، بل مستقيم. الميزة الرئيسية لهذا التصميم هي أن الطاقة الحرة التي يتم الحصول عليها من الهواء يتم إنتاجها بغض النظر عن أي طاقة معينة. بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الضروري على الإطلاق تركيب مثل هذه الآلية في منطقة مفتوحة ، على عكس العينة الأفقية ، يمكن أن تكون مثبتة داخل المبنى.

تعمل مولدات الطاحونة الهوائية المجهزة رأسياً بكل بساطة. يتم تحويل الطاقة الواردة إلى كهرباء عن طريق تدوير الشفرات ، والتي بدورها تعمل بفضل عمود الدوار. في هذه الحالة ، لا يمكن دائمًا إرسال الجهد الناتج إلى غرفة المعيشة فحسب ، بل يمكن أيضًا إحضاره إلى جهاز أو جهاز معين.

مواد تجميع توربينات الرياح

لا تتضمن حزمة مثل هذا الجهاز محلي الصنع أي أجزاء يصعب الحصول عليها ، كقاعدة عامة ، تتوفر جميع العناصر مجانًا في السوق أو في المزرعة. لذلك ، يتم تركيب الآلية باستخدام المواد التالية:

• لتوربينات الرياح 12 فولت ؛
• بطارية تقليدية من نفس السعة ؛
• أواني مصنوعة من الألمنيوم من الفولاذ المقاوم للصدأ، على سبيل المثال ، دلو أو قدر كبير ؛
• تتابع السيارة
• التبديل في شكل زر.
• جهاز خاص لقياس الجهد - الفولتميتر ؛
• أسلاك بالطول المطلوب
• الأدوات التقنية - الحفر ، مفك البراغي ، قواطع الأسلاك ؛
• مثبتات على شكل صواميل ومسامير وغسالات.

مع توفر جميع المواد المذكورة أعلاه ، يمكنك البدء في تجميع طاحونة هوائية أفقية أو عمودية.

عملية التصنيع

إذا كانت شفرات الجهاز مصنوعة من دلو ، فيجب تقسيمها إلى 4 أجزاء ، مع مراعاة نسب الأجزاء المستقبلية ، وبعد ذلك ، دون الوصول إلى النهاية ، قم بقطع العناصر بمقص خاص مصمم للمعادن.

في الجزء السفلي وعلى البكرة ، من الضروري وضع علامات وحفر ثقوب لتثبيت البراغي. من المهم أن تكون الفتحات التي تم الحصول عليها موجودة بشكل متماثل مع بعضها البعض ، وإلا ، أثناء الدوران ، قد تتدحرج طاحونة الهواء.

بعد ذلك ، يجب أن تكون الشفرات مثنية قليلاً. يمكن لمولدات الطاحونة الهوائية أن تدور في اتجاهات مختلفة ، لذلك يجب أن تفكر هنا في الاتجاه الذي تتحرك فيه من أجل تحريك الأجزاء المعدنية في هذا الاتجاه. زاوية الانحناء تؤثر بشكل مباشر على سرعة الدوران.

يتم تثبيت الجرافة ذات الشفرات المعدة على البكرة بواسطة البراغي.

بعد ذلك ، يتم توصيل المولد بالنظام. من خلال الجمع بين جميع الأسلاك بشكل صحيح ، يمكنك تحقيق التشغيل المستمر للمعدات وتوفير الكهرباء ليس فقط للمباني السكنية ، ولكن أيضًا للاتصالات الإضافية مثل أجهزة الإنذار ضد السرقة والمراقبة بالفيديو وما إلى ذلك.

هناك خيارات تجميع أخرى تستخدم أجزاء مختلفة تمامًا ، أحدها مغناطيس لمولد طاحونة هوائية. لكن منتج مصنوع من بطارية السيارة، هو الأسهل في التركيب والتشغيل.

كيف تحمي توربينات الرياح من الاعصار؟

هناك أوقات يكون فيها استخدام مثل هذا الجهاز غير مرغوب فيه للغاية. على وجه الخصوص ، ينطبق هذا على المواقف التي تتجاوز فيها سرعة الرياح 8-9 م / ث. في هذه الحالة ، يحتاج المنتج محلي الصنع إلى بعض الحماية.

أثناء الطقس السيئ ، من الأفضل تغطية مولدات الطاحونة بمجرفة جانبية. اكتسبت هذه الآلية شعبية واسعة بين المستهلكين ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى بساطة أجهزتها. يتم تركيب هذه المجرفة من أنبوب جانبي قياسي له مقطع عرضي 20x40x2.5 مم وصفائح فولاذية عادية ، يجب ألا يتجاوز سمكها 1-2 مم.

يمكن أن يكون الزنبرك الذي يحمل مثل هذا العنصر أي مادة مصنوعة من الفولاذ الكربوني ومعالجتها بالزنك.

من خلال تثبيت أداة الحماية هذه ، يمكنك أن تكون هادئًا بشأن سلامة المولد ، لأنه حتى أقوى الرياح لن تكون قادرة على التسبب في أي ضرر ميكانيكي لها. ينطبق هذا أيضًا على التصميم الكامل للمنتج.

الرعاية المناسبة لطاحونة محلية الصنع

لكي تعمل المعدات التي تم إنشاؤها في المنزل بشكل طبيعي ، يجب اتباع التوصيات التالية لتشغيلها:

1. بعد أسابيع قليلة من بدء التشغيل الأول لتوربينات الرياح ، من الضروري خفض موثوقية جميع أدوات التثبيت والتحقق منها.
2. يجب تشحيم جميع الأجزاء الهيكلية للمولد بالزيت مرتين على الأقل في السنة.
3. إذا لاحظت أن الشفرات تدور بشكل ملتوي أو ترتجف باستمرار ، فيجب خفض الطاحونة على الفور وإزالة جميع الأعطال على الفور.
4. يجب فحص فرش المجمع الحالية مرة واحدة في السنة على الأقل. سيؤدي ذلك إلى تجنب المشكلات المحتملة المرتبطة بقصر الدائرة في الشبكة.
5. يمكن طلاء الأجزاء الهيكلية للآلية بأكملها مرة واحدة كل 2-3 سنوات.

وبالتالي ، من الآمن أن نقول إنه من الأسهل والأرخص بكثير تشغيل طواحين الهواء محلية الصنع. المولدات ، التي تكون أسعارها كبيرة إلى حد ما ، من الأفضل صنعها يدويًا ، بدلاً من الحصول على معدات المصانع باهظة الثمن. من المهم فقط الامتثال لجميع اتفاقيات التجميع ، ومن ثم سيعمل الجهاز الناتج لفترة طويلة وبشكل موثوق.