كيفية صنع مولد الرياح بيديك

في السنوات الأخيرة ، أصبح موضوع الطاقة الخضراء ذو ​​شعبية كبيرة. حتى أن البعض يتوقع أن هذه الطاقة في المستقبل القريب ستحل محل الفحم والغاز ومحطات الطاقة النووية بالكامل. واحدة من مجالات الطاقة الخضراء هي طاقة الرياح. المولدات التي تحول طاقة الرياح إلى كهرباء ، ليست فقط صناعية ، كجزء من مزارع الرياح ، ولكن أيضًا صغيرة ، تخدم مزرعة خاصة.

يمكنك حتى إنشاء مولد للرياح بيديك - هذه المادة مخصصة لذلك.

ما هو مولد

بالمعنى الواسع ، المولد هو جهاز ينتج نوعًا ما من المنتج أو يحول نوعًا من الطاقة إلى نوع آخر. يمكن أن يكون هذا ، على سبيل المثال ، مولد البخار (ينتج البخار) ، مولد الأكسجين ، مولد الكم (مصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي). لكن في إطار هذا الموضوع نحن مهتمون بالمولدات الكهربائية. يشير هذا الاسم إلى الأجهزة التي تقوم بتحويل أنواع مختلفة من الطاقة غير الكهربائية إلى كهرباء.

أنواع المولدات

تصنف مولدات الكهرباء على النحو التالي:

• الكهروميكانيكية - يحولون الأعمال الميكانيكية إلى كهرباء ؛
• termoeletricheskie - تحويل الطاقة الحرارية إلى كهرباء ؛
• الضوئية (الخلايا الضوئية ، الألواح الشمسية) - تحويل الضوء إلى كهرباء ؛
• MHD (مولدات MHD) - يتم توليد الكهرباء من طاقة البلازما التي تتحرك من خلال المجال المغناطيسي ؛
• مادة كيميائية - تحويل طاقة التفاعلات الكيميائية إلى كهرباء.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيف المولدات الكهروميكانيكية حسب نوع المحرك. هناك الأنواع التالية منهم:

• يتم تشغيل مولدات التوربينات بواسطة التوربينات البخارية ؛
• تستخدم المولدات المائية التوربينات الهيدروليكية كمحرك ؛
• يتم تصنيع مولدات الديزل أو مولدات البنزين على أساس محركات الديزل أو البنزين ؛
• تقوم مولدات الرياح بتحويل طاقة كتل الهواء إلى كهرباء باستخدام توربينات الرياح.

توربينات الرياح

مزيد من التفاصيل حول توربينات الرياح (وتسمى أيضا توربينات الرياح). تتكون أبسط توربينات الرياح منخفضة الطاقة عادة من سارية ، كقاعدة ، معززة بعلامات التمدد ، التي يتم تثبيت توربينات الرياح عليها.

التوربينات الريحية هذه غير مثبتة بمسمار يقود دوار المولد الكهربائي. يحتوي الجهاز ، بالإضافة إلى المولد الكهربائي ، على بطارية مزودة بوحدة تحكم شحن وعاكس متصل بالتيار الكهربائي.

هل تعرف؟ بحلول عام 2016 ، بلغت الطاقة الإجمالية لجميع محطات توليد الطاقة في العالم 432 جيجا وات. وهكذا ، تجاوزت طاقة الرياح الطاقة النووية في السلطة.

مخطط تشغيل هذا الجهاز بسيط للغاية: في إطار عمل الرياح ، يدور المسمار ، ويفك الدوار ، ينتج المولّد الكهربائي تيارًا كهربائيًا متناوبًا ، يتم تحويله بواسطة جهاز التحكم بالشحن إلى التيار المباشر. هذا التيار هو شحن البطارية. يتم تحويل التيار المباشر القادم من البطارية بواسطة العاكس إلى تيار متناوب ، والتي تتوافق معلماتها مع معلمات شبكة الطاقة.

يتم تركيب الأجهزة الصناعية على الأبراج. إنها مجهزة بشكل إضافي بآلية دوارة ، ومقياس شدة الريح (جهاز لقياس سرعة الرياح واتجاهها) ، وجهاز لتغيير زاوية دوران الشفرات ، ونظام الفرامل ، وخزانة الطاقة مع دوائر التحكم ، وأنظمة إطفاء الحرائق ، ونظام الحماية من الصواعق ، ونظام لنقل البيانات عن عملية التثبيت ، إلخ.

أنواع مولدات الرياح

يتم تقسيم موقع محور الدوران بالنسبة إلى توربينات الرياح السطحية للأرض إلى عمودي وأفقي. أبسط نموذج عمودي هو جبل Savonius الدوار..

لديها شفرات أو أكثر ، وهي عبارة عن أسطوانات شبه مجوفة (يتم قطع الأسطوانات إلى النصف عموديًا). Savonius الدوار هناك العديد من الخيارات لتصميم وتصميم هذه الشفرات: ثابتة بشكل متناظر ، وتعيين حواف بعضها البعض ، مع ملف تعريف الديناميكية الهوائية.

تتمثل ميزة الدوار Savonius في بساطة وموثوقية التصميم ، علاوة على ذلك ، لا يعتمد تشغيله على اتجاه الرياح ، أما العيب فهو الكفاءة المنخفضة (لا تزيد عن 15٪).

هل تعرف؟ ظهرت طواحين الهواء حوالي 200 قبل الميلاد. ه. في بلاد فارس (إيران). كانت تستخدم لصنع الدقيق من الحبوب. في أوروبا ، ظهرت هذه المطاحن فقط في القرن الثالث عشر.

تصميم عمودي آخر هو الدوار Darier. ريشها هي أجنحة مع لمحة الهوائية. يمكن أن تكون مقوسة ، على شكل H ، دوامة. قد تكون الشفرات اثنين أو أكثر. الدوار داريا مزايا مثل مولد الرياح هي:

• كفاءتها العالية ،
• انخفاض الضوضاء في العمل ،
• تصميم بسيط نسبيا.

من عيوب لاحظت:

• حمولة كبيرة الصاري (بسبب تأثير ماغنوس) ؛
• عدم وجود نموذج رياضي لعمل هذا الدوار ، مما يعقد تحسينه ؛
• تآكل سريع بسبب الأحمال الطاردة المركزية.

هناك نوع آخر من التثبيت العمودي هو دوار حلزوني.. وهي مجهزة بشفرات ملتوية على طول محور الحمل. دوار حلزوني يضمن هذا المتانة والكفاءة العالية. العيب هو التكلفة العالية بسبب تعقيد التصنيع.

النوع متعدد الشفرات لطاحونة الهواء عبارة عن هيكل به صفين من الشفرات الرأسية - الخارجية والداخلية. يمنح هذا التصميم أعلى درجات الكفاءة ، لكن التكلفة مرتفعة.

تختلف النماذج الأفقية:

• عدد الشفرات (شفرة واحدة وعدد كبير) ؛
• المواد التي تصنع منها الشفرات (الإبحار الصلب أو المرن) ؛
• متغير شفرة أو ثابت الملعب.

من الناحية الهيكلية ، كلها متشابهة. بشكل عام ، تتميز توربينات الرياح من هذا النوع بكفاءة عالية ، لكنها تحتاج إلى ضبط ثابت لاتجاه الرياح ، والتي يتم حلها باستخدام ريشة ذيل في تصميم أو تحديد موقع تلقائي للتثبيت باستخدام آلية دوارة وفقًا لقراءات المستشعر.

مولد الرياح DIY

اختيار نماذج مولد الرياح في السوق هو الأوسع ، تتوفر أجهزة ذات تصميمات مختلفة وقدرات مختلفة. ولكن يمكن إجراء التثبيت البسيط بشكل مستقل.

نوصي بالقراءة حول كيفية إنشاء حمام سباحة ، وحوض استحمام ، وقبو وشرفة ، وكذلك كيفية صنع الموقد ، العريشة ، شرفة المراقبة ، المجرى الجاف ، الشلال ومسار من الخرسانة بيديك.

البحث عن المواد المناسبة

كمولد ، يوصى بأخذ مغناطيس دائم ثلاثي المراحل ، على سبيل المثال جرار. لكن يمكنك صنعه من محرك كهربائي ، كما سيتم مناقشته بمزيد من التفاصيل أدناه. مسألة اختيار ريش هو المهم. إذا كان التوربينات الريحية من النوع العمودي ، فعادة ما يتم استخدام الاختلافات في دوار Savonius. مولد الجرارات لتصنيع الشفرات ، فإن الحاوية ذات الشكل الأسطواني ، على سبيل المثال ، الغليان القديم ، مناسبة تمامًا. ولكن ، كما ذكر أعلاه ، فإن توربينات الرياح من هذا النوع ذات كفاءة منخفضة ، ومن غير المحتمل أنه سيكون من الممكن تصنيع ريش ذات شكل أكثر تعقيدًا لطاحونة هوائية رأسية. في المنتجات محلية الصنع عادة ما تستخدم أربعة شفرات نصف أسطوانية.

بالنسبة إلى توربينات الرياح من النوع الأفقي ، فإن إنشاء شفرة أحادية يعتبر مثالياً للتركيب المنخفض الطاقة ؛ ومع ذلك ، سيكون من الصعب للغاية تصنيع شفرة متوازنة بطريقة يدوية ، وبدون ذلك ، فإن توربينات الرياح ستفشل غالبًا.

من المهم! يجب ألا تتورط في عدد كبير من الشفرات ، لأنه عندما تعمل فإنها يمكن أن تشكل ما يسمى "غطاء الهواء" ، والذي بسببه سوف يدور الهواء حول طاحونة الهواء ، ولا يمر به. بالنسبة للأجهزة محلية الصنع من النوع الأفقي ، تُعد ثلاثة شفرات من نوع الجناح مثالية.

• في طواحين الهواء الأفقية ، يمكنك استخدام نوعين من الشفرات: الإبحار والجناح. الإبحار بسيط للغاية ، إنه مجرد ممرات واسعة تشبه شفرات طواحين الهواء. عيب هذه العناصر هو كفاءة منخفضة للغاية. في هذا الصدد ، أكثر من ذلك بكثير شفرات الجناح واعدة. في المنزل ، عادة ما تكون مصنوعة من الأنابيب البلاستيكية 160 مم وفقا للنمط.

يمكن أيضًا استخدام الألومنيوم ، لكنه سيكون أكثر تكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، منتج الأنابيب PVC لديه في البداية منحنى ، والذي يمنحه خصائص ديناميكية هوائية إضافية. شفرات الأنابيب البلاستيكية يتم اختيار طول الشفرات وفقًا للمبدأ التالي: كلما زادت قوة خرج الطاحونة ، كلما كانت أطول ؛ أكثر هناك ، وأقصر هم. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى التوربينات الريحية ذات الشفرة الثلاثية بسرعة 10 وات ، يبلغ الطول الأمثل 1.6 متر ، في التوربينات الريحية ذات الشفرات الأربعة - 1.4 متر.

إذا كانت الطاقة 20 واط ، فسوف يتغير المؤشر إلى 2.3 متر للثلاثة الشفرات و 2 متر للرباعي الشفرة.

المراحل الرئيسية للتصنيع

فيما يلي مثال على التصنيع الذاتي لتركيب أفقي ثلاثي الشفرة مع تغيير في مولد محرك غير متزامن من الغسالة.

إصلاح المحرك

واحدة من اللحظات الرئيسية لإنشاء مولد الرياح بيديك هي تحويل المحرك الكهربائي إلى مولد كهربائي. من أجل التغيير ، يتم استخدام محرك كهربائي من غسالة قديمة لا تزال من صنع السوفياتي.

1. تتم إزالة الدوار من المحرك ويتم ثقب أخدود واسع من خلاله.
2. على طول كامل الأخدود ، يتم لصق مغناطيس نيوديميوم ذو شكل مستطيل (الأبعاد 19 × 10 × 1 مم) في أزواج ، مغناطيس واحد عند كل حافة الأخدود مقابل بعضها البعض ، دون مراعاة قطبيةها. إصلاح المغناطيس لصقها يمكن أن يكون الايبوكسي.
3. المحرك يسير.
4. أجهزة الشحن لمدة 5 فولت و 1 يتم استخدام الهواتف المحمولة لجمع جهاز يقوم بتحويل التيار المتردد إلى التيار المباشر (لا يمكنك استخدام جهاز على شريحة ، فقط ترانزستور).
5. يتم تفكيك امدادات الطاقة.
6. ملحوم USB والمكونات.
7. يتم توصيل الألواح من ثلاثة امدادات الطاقة على استعداد في سلسلة وتجميعها في مجموعة واحدة.
8. يتم توصيل مدخلات المجموعة المجمعة من 220 فولت إلى المولد ، يتم توصيل الإخراج إلى وحدة تحكم شحن البطارية.

فيديو: كيفية إعادة تشكيل محرك لمولد الرياح لزيادة التيار ، يمكنك استخدام مجموعات متعددة متصلة بشكل متواز.

سيكون من المفيد أن يتعلم كل مالك للمنزل الخاص أو منطقة الضواحي: كيفية صنع برميل خشبي ، سلالم مصنوعة من الخشب ، كيفية تدفئة الأرضية الخشبية ، كيفية صنع أريكة من المنصات ، كرسي هزاز ، بناء قبو في المرآب ، تندور ، مدفأة بتصميم المناظر الطبيعية وفرن هولندي بيديك .

خلق بدن وريش

الخطوة التالية في تصنيع الطاحونة الهوائية هي تجميع القاعدة التي يتم تركيب عناصر مولد الرياح عليها.

1. القاعدة ملحومة من أنابيب فولاذية على شكل هيكل ، واحدة من طرفيها متشعبة ، محصنة بعناصر عرضية ، والآخر فردي لتثبيت ذيل الجهاز.
2. في النهاية المشعبة ، يتم حفر 4 ثقوب لتركيب المولد.
3. شنت جزء دوارة على أساس تحمل.
4. يتم ربط شفة مع الثقوب المتصاعدة على المحمل.
5. يتكون الذيل من الصفائح المعدنية.
6. يتم تنظيف التصميم ورسمه.
7. الذيل هو الملونة.
8. يتم تصنيع غلاف الحماية الواقي ورسمه من صفائح معدنية رقيقة.
9. بعد تجفيف العناصر المطلية ، يتم تثبيت مولد كهربائي على القاعدة ، ويتم ربط الغلاف والذيل.
10. يتم تثبيت الشفرات على المكره من نظام التبريد لمحرك الجرار.
11. يتم لحام الفواصل على الشفرات (في هذه الحالة ، شفرات معدنية).

من المهم! يجب أن لا يقل ارتفاع سارية مولد الرياح عن 6 أمتار على الأقل. الأساس خرساني تحته.

كما ترون ، فإن تجميع توربينات الرياح بيديك ليس بهذه البساطة. وهذا يتطلب بعض المهارات والمعرفة في الهندسة الكهربائية والإلكترونية. ولكن بالنسبة للأشخاص الذين لديهم مثل هذه المعرفة ، فإن هذه المهمة قادرة تمامًا. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تكلفة التوربينات الريحية محلية الصنع أرخص بكثير من تصميم الشراء.

شاهد الفيديو: فكرة رائعة لتوفير فاتورة الكهرباء مشروع مدرسى . طواحين الهواء (قد 2024).