لا تحتاج طاحونة الهواء إلى وقود أو طاقة شمسية لتوليد الكهرباء. هذه الميزة تجعل الكثير من الناس يفكرون في كيفية بناء توربينات الرياح بأيديهم ، لأن شراء وتركيب المعدات الجاهزة مكلف للغاية.
محتوى
مبدأ التشغيل وأنواع مولد الرياح
يمكنك صنع طاحونة هوائية بنفسك فقط من خلال فهم أجهزتها. النموذج الأولي لهذه الوحدة هو طاحونة هوائية قديمة. مع ضغط الهواء المتدفق على أجنحته ، بدأ عمود في الحركة ، مما أدى إلى نقل عزم الدوران إلى معدات الطاحونة.
في توربينات الرياح لإنتاج الكهرباء ، يتم تطبيق نفس مبدأ استخدام طاقة الرياح لتدوير الدوار:
- تؤدي حركة الشفرات عند تعرضها للرياح إلى تدوير عمود الإدخال مع علبة التروس. ينتقل عزم الدوران إلى العمود الثانوي (الدوار) للمولد ، المجهز بـ 12 مغناطيسًا.نتيجة لدورانه ، ينشأ تيار متناوب في حلقة الجزء الثابت.
- لا يمكن لهذا النوع من الكهرباء شحن البطاريات بدون جهاز خاص - جهاز تحكم (مقوم). يقوم الجهاز بتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر ، مما يسمح بتخزينه حتى تتمكن الأجهزة المنزلية من العمل دون انقطاع. تؤدي وحدة التحكم أيضًا وظيفة أخرى: تتوقف عن شحن البطارية في الوقت المناسب ، ويتم نقل الطاقة الزائدة الناتجة عن طاحونة الهواء إلى الوحدات التي تستهلك كمية كبيرة منها (على سبيل المثال ، إلى عناصر التدفئة لتدفئة المنزل)
- لتوفير جهد كهربائي 220 فولت ، يتم توفير التيار من البطاريات إلى العاكس ، ثم ينتقل إلى نقاط استهلاك الكهرباء.
للتأكد من أن الشفرات دائمًا في أفضل وضع للتفاعل مع الرياح ، يتم تثبيت ذيل على أجهزة المكره ، مما يسمح لك بتحويل المروحة نحو الريح. تحتوي نماذج مصانع طواحين الهواء على أجهزة فرامل أو دوائر إضافية لطي الذيل أو إزالة الشفرات من هبوب الرياح في الأحوال الجوية السيئة.
هناك عدة أنواع من توربينات الرياح ، يتم تصنيفها حسب عدد الريش ومادةها أو درجة ميل المروحة. لكن التقسيم الرئيسي يحدث وفقًا لموقع المحور أو عمود الإدخال:
- يشير النوع الأفقي إلى موقع العمود الموازي للأرض. تسمى هذه المولدات مولدات دوارة.
- في طواحين الهواء العمودية ، يقع المحور عموديًا على الأفق ، وتقع الطائرات حوله. يمكن تسمية المولدات الرأسية متعامدة أو دائرية.
بغض النظر عن موقع محور الدوران ، يظل مبدأ تشغيل الوحدة كما هو.
يمكن أن تحتوي نماذج طواحين الهواء على مروحة أو عجلة رياح من 2 أو 3 أو عدة ريش.يُعتقد أن الأجهزة متعددة الشفرات قادرة على توليد تيار في رياح صغيرة ، وأن المراوح ذات الأجنحة 2-3 تتطلب تدفق هواء أكبر. عند اختيار نموذج ، من الضروري مراعاة القاعدة المهمة التي تنص على أن كل شفرة تخلق مقاومة لتدفق الرياح وتقلل من سرعة الدوران ، لذلك من الصعب جدًا تدوير عجلة متعددة الشفرات لسرعة التشغيل.
من بين أنواع طواحين الهواء هناك طواحين شراعية وجامدة. تشير هذه الأسماء إلى المواد التي صنعت منها الأجنحة. مع التجميع الذاتي ، سيكون نوع الشراع أبسط وأكثر اقتصادا ، لكن الشفرات المصنوعة من مادة بلاستيكية (قماش ، أفلام ، إلخ) ليست متينة ومقاومة للتآكل.
خيار عمودي
من الأسهل إنشاء مولد رياح عمودي أكثر من مولد أفقي. لا يتطلب التصميم جهاز ريشة ، فهو يقع على ارتفاع منخفض (حتى 2 متر). تشير تقييمات أولئك الذين يستخدمون توربينات الرياح العمودية (محطة طاقة الرياح) إلى ضوضاء طفيفة أثناء الدوران وسهولة صيانة وحدات العمل للوحدات. يقع المولد في الجزء السفلي من الهيكل ويمكن إجراء الصيانة دون الحاجة إلى العمل على ارتفاع أو إنزال الصاري إلى الأرض.
يتم تثبيت المحمل في الطرف العلوي للمحور ، والذي يعمل في نفس الوقت كصاري. لا يتطلب هذا الجزء أي صيانة تقريبًا ويمكنه العمل لعدة سنوات دون إصلاح.
على عكس طاحونة الهواء ذات الشفرات ، لا تتطلب توربينات الرياح العمودية تركيب صاري مرتفع. تعمل بغض النظر عن اتجاه الريح ، مما يبسط تصميم الجزء المتحرك.بالنسبة لشفرات توربينات الرياح المدمجة ، يمكنك استخدام أنبوب PVC ذو قطر كبير (على سبيل المثال ، أنبوب مجاري) ، والفولاذ المجلفن الرقيق مناسب لتوربينات الرياح الأكثر قوة. هذه المواد متاحة لأي حرفي منزلي وهي رخيصة نسبيًا.
يمكن اختيار تصميم عجلة الرياح بشكل مستقل عن العديد من الخيارات المتاحة:
- تصميم دورني مع 2 شفرات مسطحة ؛
- نظام Savonius بأربعة أجنحة شبه أسطوانية ؛
- طاحونة متعددة الشفرات متعامدة مع صفين من الطائرات ؛
- توربينات الرياح الحلزونية ذات النصل المنحني.
تستخدم جميع طواحين الهواء العمودية مبدأ مجمع Savonius. في المنزل ، يمكن صنع الشفرات من براميل فولاذية أو بلاستيكية ، مقطعة إلى نصفين بالطول. ميزة التصميم هي أن كفاءة الوحدة تصل إلى الحد الأقصى بسرعة ريشة أقل مرتين من سرعة الرياح. لذلك ، يجب ألا تحاول زيادة سرعة توربينات الرياح العمودية.
النماذج الأفقية
على عكس المولدات الرأسية ، تتمتع توربينات الرياح محلية الصنع المزودة بمروحة بكفاءة أعلى مع زيادة سرعة الشفرات. لكن العناصر العديدة والضيقة للمسمار لا تساهم في تحسين العمل: مع وجود ضغط رياح قوي ، ليس لديهم الوقت لتدوير العمود بسبب وسادة الهواء المتكونة أمام المسمار.
من الأفضل عمل توربينات الرياح متعددة الشفرات للمنزل في المناطق التي لا توجد بها رياح قوية جدًا. إذا كانت قوة الرياح في المنطقة غالبًا ما تتجاوز 10-15 مترًا في الثانية ، فمن المنطقي بناء طاحونة هوائية من 2-3 ريش. كلا النوعين قادر على بدء العمل بسرعة تدفق هواء تبلغ حوالي 2-3 م في الثانية.
يتطلب النموذج الأفقي تركيب سارية عالية (6-12 م).لتجنب العمل على ارتفاعات عالية أثناء الصيانة ، يقوم الحرفيون بتثبيت أبسط آلية للطي - المحور - عند قاعدة الصاري. من أجل استقرار الهيكل مع حمل الرياح القوي ، يلزم وجود دعامات مثبتة بالكابل لتثبيت الحامل في وضع رأسي.
يجب تثبيت الكنة مع المولد والمروحة على محمل وتزويدها بريش ريش بحيث تتخذ المروحة دائمًا موقعًا مفيدًا بالنسبة للرياح. يجب وضع الكابلات التي تحمل التيار بحيث لا تلتوي عندما تدور الكنة أو تتداخل معها أو تنكسر. لذلك ، يتم إجراؤها داخل صاري أنبوبي.
كيف تصنع مولد رياح 220 فولت؟
يجب أن يبدأ العمل في إنشاء توربينات الرياح بتحديد الطاقة المطلوبة للوحدة:
- لإلقاء الضوء على عدة غرف ، يكفي أن يكون لديك مولد بقوة أقل من 1 كيلو واط ؛ ستوفر الطاقة للمصابيح المتوهجة أو الموفرة للطاقة ، بالإضافة إلى أنه سيكون من الممكن تشغيل الكمبيوتر المحمول أو التلفزيون على الشبكة ؛
- سيوفر مولد الرياح محلي الصنع بسعة 5 كيلو واط الكهرباء للأجهزة المنزلية (ثلاجة ، غسالة ، موقد ، إلخ) ؛
- من أجل تحويل المنزل بالكامل إلى مصدر مستقل للكهرباء ، فأنت بحاجة إلى مولد قوي بسعة تزيد عن 20 كيلو واط.
يمكنك إنشاء المولد بنفسك أو تكييف التجميع المقابل الذي تمت إزالته من السيارة القديمة. بهذه الطريقة ، يمكن ضمان إنتاج تيار يصل إلى 2-3 كيلو واط. لجعل مولد الرياح بقوة 220 فولت يعمل بنفسك ، ستحتاج إلى حساب عدد لفات الأسلاك ودوراتها بدقة ، وحجم وعدد المغناطيسات على الدوار ، ومعلمات أجنحة النصل.
تصميم بسيط
لأبسط تصميم بقوة تبلغ حوالي 1-1.5 كيلو واط ، ستحتاج إلى:
- مولد السيارة (12 فولت) ؛
- بطارية حمضية (12 فولت) ؛
- زر التبديل (12 فولت) ؛
- محول التيار 700-1500 فولت و 12-220 فولت ؛
- سعة معدنية كبيرة
- البراغي والغسالات والصواميل.
- المشابك لتثبيت المولد (2 قطعة).
في بكرة مولد السيارة ، تحتاج إلى عمل فتحات متناظرة للمسامير. قسّم محيط الحاوية إلى 4 أجزاء متساوية. شفرات القطع:
- على جانب الحاوية ، قم بتمييز المستطيلات وفقًا لعلامات تقسيم الدائرة ؛
- ابحث عن الوسط الرأسي لكل عنصر ؛
- ضع علامة على الجزء العلوي والسفلي من الحاوية بحواف صلبة بعرض 3-5 سم ؛
- قطع المعدن بين المستطيلات الفردية لخط الحافات ؛
- إجراء تخفيضات على طول الحدود العلوية والسفلية للترميز بحيث يظل منتصف المستطيل سليمًا ومتصلًا بالحواف ؛
- نشر كل شفرة بالنسبة للمحور المركزي ؛
- حدد مركز القاع المستدير ، وقم بتمييز مواقع فتحات المسامير وفقًا لموقعها على بكرة المولد.
عند نشر الأجنحة ، يجدر تحديد اتجاه دوران عجلة الرياح لإخراج الأجزاء الضرورية من الطائرات. لضمان نفس الحمل على جميع الشفرات ، يجب قياس زوايا دورانها.
يتكون تجميع الهيكل من تثبيت بكرة المولد وقاع الخزان. بعد ذلك ، يتم إعداد قاعدة لتركيب مولد الرياح (صاري مصنوع من أنبوب سميك يبلغ ارتفاعه حوالي 2 متر). من الأسهل توصيل المولد به بمشابك من القطر المناسب. لشحن البطارية ، يجب أن يمر التيار من المولد عبر المقوم ، ويجب أن يتم التوصيل باستخدام الدوائر الكهربائية للسيارة.
مولد محلي الصنع لتوربينات الرياح ذات الشفرات
يمكن تجميع وحدة مولد الرياح الأفقي من محاور العجلات من السيارة أو يمكن استخدام محرك كهربائي من الغسالة. للعمل ، ستحتاج إلى شراء مغناطيس مصنوع من النيوديميوم (سبيكة النيوبيوم). من الأفضل أن تأخذ عناصر مستطيلة.
يمكنك تحديد عددهم من خلال عدد الملفات ، إذا تم استخدام محرك. بالنسبة للمولد ثلاثي الطور ، يجب أن يكون عدد المغناطيس 2/3 من عدد الملفات ، وبالنسبة للمولد أحادي الطور ، يجب أن يتوافق معه. ينصح الممارسون الرئيسيون باختيار مولد ثلاثي الطور.
عند استخدام محرك من الغسالة ، يجب لصق المغناطيس على دوار المحرك. إذا تم استخدام محور العجلة ، يتم وضع المغناطيس على دائرة من ألواح الصلب بسمك حوالي 5 مم. عند تجميع الدوار ، اتبع القواعد:
- يجب أن تكون المسافة بين المغناطيس هي نفسها. العناصر المستطيلة على المحور لها جوانب طويلة على طول نصف قطر الدائرة ، وعلى عمود المحرك - على طول محورها الطولي.
- قبل العمل ، تحتاج إلى تحديد وتمييز أقطاب المغناطيس. يتم تثبيتها بحيث يكون للعناصر المعاكسة أقطاب مختلفة. عند وضع المغناطيس ، بدّل القطبين الموجب والسالب للأجزاء المجاورة.
- للحفاظ على المغناطيس بقوة على سطح الدوار ، يوصى بملئها بالإيبوكسي.
عند استخدام عمود المحرك كعضو دوار ، يتم تثبيت الجزء في مكانه في الملف ويتم التحقق من قابلية تشغيل الهيكل عن طريق تطبيق مجسات الفولتميتر على أسلاك التوصيل وتدوير العمود باستخدام مثقاب.
إذا تم استخدام محور ، يتم لف الملفات بشكل مستقل عن الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا مع مقطع عرضي يبلغ 1 مم.يجب أن يتكون كل ملف من 60 لفة وأن يبلغ ارتفاعه 9 مم. يجب تثبيت الملفات على الجزء المسطح من محور العجلة.
لمولد ثلاثي الأطوار ، قم بتوصيل أطراف الأسلاك مثل هذا:
- اترك الطرف الخارجي 1 للملف خاليًا ، وقم بتوصيل الطرف الداخلي بالطرف الخارجي بمقدار 4 ؛
- قم بتوصيل الأسلاك الداخلية لأربعة ملفات بالأسلاك الخارجية عند 7 واستمر حتى النهاية ، وربط الأجزاء المتعرجة كل قطعتين ؛ في الأخير ، يجب أن تبقى نهاية داخلية حرة ، والتي يمكن تحريفها بسهولة مع ترك الإخراج بالفعل أو وضع علامة مختلفة ؛
- كرر العملية باستخدام ملفين ، وربط الأسلاك وفقًا لنفس المبدأ كل عنصرين ؛
- افعل الشيء نفسه مع 3 ملفات والباقي غير متصل.
في نهاية العمل ، سيكون لدى السيد 6 دبابيس منفصلة. يجب ملء اللف بالإيبوكسي وتجفيفه.
بعد ذلك ، في محمل المحور ، تحتاج إلى تثبيت العمود ، حيث يتم وضع حلقة الدوار بالمغناطيس. الفجوة بين الطائرات هي 1-1.5 ملم. تحقق من وجود التيار في المحطات ، وقم بتجميع الطاحونة الهوائية وتثبيتها على الصاري.
خدمة المعدات
أثناء تشغيل الطاحونة الهوائية ، مرة واحدة في الشهر ، من الضروري إجراء فحص عام للمثبتات ، وفحص النظام الكهربائي لاختلال الجهد ، وجهاز التحكم في حالة جيدة ، والكابلات متوترة بشكل متساوٍ. للتشغيل غير المتقطع ، مرة كل 3-4 أشهر ، يجدر فحص توصيلات البطارية الطرفية ، والتحقق من مستويات الإلكتروليت والزيت في علبة تروس المولد.
يشمل الفحص السنوي فحص أسطح الشفرات وتحديد أداء المحامل واستبدالها. خلال هذه الفترات ، يتم أيضًا تجديد مستوى الإلكتروليت ، ويضاف الزيت إلى علبة التروس. تتضمن الصيانة السنوية فحص جميع العقد للتأكد من قابليتها للتشغيل.
مقالات مماثلة:
