مولد الرياح DIY: كيفية صنع مولد الرياح محلية الصنع من الغسالة ، من الزجاجات البلاستيكية ومن محرك عجلة

2024 مؤلف: Beatrice Philips | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 05:24

مولد الرياح لتوليد الكهرباء هو مصدر لا غنى عنه للكهرباء حيث لا يوجد الكثير من ضوء الشمس ، ولا توجد أنهار قريبة ، ولا توجد شبكات كهرباء مركزية.

ميزات التصميم

مبدأ تشغيل مولد الرياح هو تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية.

في أنواع أخرى من المولدات الكهربائية ، يتم استخدام تدفق المياه في النهر وقوة المد والجزر المحيطية والمد والجزر كمصدر للطاقة الميكانيكية (الحركية).

في الأنظمة التي تتطلب الطاقة الحرارية لتوليد الكهرباء ، يستخدمون:

• محرك يعمل بالغاز أو البنزين أو وقود الديزل ؛
• إطلاق الحرارة من ألواح وكتل المفاعل النووي ، الذي تستخدم حرارته لتحويل الماء إلى بخار - في التوربينات البخارية ؛
• أنواع مختلفة من الوقود المحترق في مصنع CHP ، لتحل محل الحرارة والحرارة من مفاعل نووي.

تقف الألواح الشمسية منفصلة ، حيث يستخدم الضوء كمصدر للطاقة ، وليس الحرارة أو الطاقة الميكانيكية.

لكن بالعودة إلى "توربينات الرياح" ، التي يكون مبدأ عملها على النحو التالي . تقوم قوة الرياح بتدوير المروحة التي تحرك عمود مولد المحرك. جنبًا إلى جنب مع العمود ، يدور دوار المحرك ، المثبت عليه مغناطيس دائم ، بشكل متزامن. يحث المجال المغناطيسي ، الذي يمر عبر لف الجزء الثابت ، تيارًا متناوبًا فيه بسبب تغير في قوة التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر لفات الملفات ، التي يتم تجميع الملف منها. يتم تغذية الجهد الكهربائي المتناوب إلى دائرة إلكترونية ، حيث يتم تحويله إلى جهد كهربائي مباشر. العديد من الأجهزة والأجهزة التي تحتاج إليها تعمل من التيار المباشر.

يمكن لأي شخص إنشاء مولد للبيوت الصيفية أو الظروف الميدانية التي تولد تيارًا متناوبًا بجهد 220 فولت . كلما كانت أبعاد الهيكل أكثر إثارة للإعجاب ، زادت كفاءة الارتداد من قبل مستخدم معين. لا توجد مشكلة في صنع مولد يولد كيلوواط واحد أو عدة كيلوواط في الساعة. الكهرباء المستلمة من مثل هذا التركيب قادرة على تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية في المنزل تقريبًا ، بما في ذلك معدات البستنة.

يتم تثبيت مولد الرياح على أعلى مستوى ممكن - على مستوى حافة السقف. هناك ، تصل قوة الرياح إلى القيم القصوى المشار إليها في توقعات الطقس.

يشبه التثبيت عن بعد ريشة الطقس بمروحة ، حيث يتحول هذا الهيكل إلى حيث تهب الرياح. هذا ضروري من أجل الاستفادة القصوى من قوته وسرعته.

يتم تدوير المروحة الأفقية بواسطة ساق موجودة في الجزء الخلفي من الوحدة . ليست هناك حاجة إلى السيقان الرأسية - حيث توجد شفراتها بطريقة تجعل المروحة نفسها تبدأ نصف دورة تقريبًا ، بغض النظر عن الجانب الذي تهب منه الرياح.

لكي تعمل توربينات الرياح بأقصى قدر من الكفاءة ، يلزم وجود سرعة 3000 دورة في الدقيقة أو أكثر . بالنسبة للمولدات التي تنتج تيارًا مترددًا ، يتوافق هذا التردد مع قيمة 50 هرتز ، وهو أمر نموذجي لمحطات الطاقة الصناعية المحلية. بعد تدوير مولد بمحرك يزن حوالي 10 كجم ، لا توجد مشكلة في الحصول على 2 كيلو وات كل ساعة.

مما يمكن صنعه؟

العنصر الرئيسي في أي نموذج لمزرعة الرياح هو مولد المحرك. إنه يعمل مثل المحرك - التيار المباشر أو المتردد يجعل الدوار (ومعه العمود) يدور. من الممكن أيضًا العمل في الاتجاه الآخر - كمولد.

من بين المحركات المستخدمة كمولدات ، هناك محركات متزامنة ومصقولة وغير متزامنة وغير متزامنة . هذه الأنواع الثلاثة من المحركات تحظى بشعبية لدى الهواة الذين يقومون بتجميع توربينات الرياح بأيديهم.

في محرك المجمع ، توجد ملفات العضو الدوار (المحرك) في مجال مغناطيسي ثابت لمغناطيس الجزء الثابت . يتم نقل الجهد الثابت الذي تمت إزالته من أطراف هذا المحرك عندما يكون عمود الدوران مع المحرك غير مجدول من جهات الاتصال الحاملة للتيار من خلال الفرشاة. الفرش نفسها هي نقطة الضعف في مثل هذا المحرك - فهي تستنفد مواردها بسرعة. كقاعدة عامة ، يكون هذا المولد تحت حمولة ثابتة ؛ عندما يتحرك المحرك ، تتألق الفرش. يمكن أن تؤدي عدة أيام من التشغيل المستمر لمثل هذا التثبيت إلى تآكل الفرشاة تمامًا ، ونتيجة لذلك يجب استبدال هذا الأخير.

يعد استخدام محركات الفرشاة كمولد بحمل نشط ثابت أمرًا غير عملي.

الخيار الأفضل هو المحرك بدون فرش .في ذلك ، يدور دوار به مغناطيس في الفراغ بين لفات الجزء الثابت. تظل اللفات نفسها ثابتة ، ولا تحتاج إلى جهات اتصال منزلقة. بفضل هذا الحل البسيط ، يمكن أن يعمل التثبيت لعقود من الزمن - من المهم فقط مرة واحدة في الموسم أو كل ستة أشهر تشحيم محامل المحرك ، المسؤولة عن الدوران المثالي بدون رد فعل عنيف للدوار. الحلول الشائعة التي تعتمد على محرك بدون فرش - غير متزامن أو متدرج - متوفرة تقريبًا لكل منزل "DIYer".

يتم استخدام محرك غير متزامن في الأدوات الكهربائية - على سبيل المثال ، في آلة الطحن . يمكن العثور على السائر في مجموعة متنوعة من الأجهزة - من عجلة بمحرك للدراجة إلى محرك ميكانيكي للطابعة أو محرك أقراص.

محرك الفرشاة المتغير المستخدم في المطارق الدوارة ، والمطاحن ، ومفكات البراغي ، ومنشار التركيب ، والمقاويات الكهربائية منفصلة عن بعضها البعض . عيبهم هو الحاجة إلى إزالة الفرشاة وتجويف الدوار لمغناطيس النيوديميوم. نتيجة لذلك ، يبقى لف الجزء الثابت فقط من اللفات النشطة - تتم إزالة لف الجزء المتحرك تمامًا.

يمكن تصنيع مروحة توربينات الرياح من أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية وزجاجات PET والمواد المماثلة القابلة لإعادة التدوير. كلما كانت أخف وزنا وأقوى ، ستكون هناك حاجة إلى قوة رياح أقل لفكها.

سيتطلب مولد الرياح المصنوع من مروحة تجويف دوار لمغناطيس النيوديميوم .تصميم محرك المروحة المنزلي غير مصمم لاستقبال التيار الكهربائي عن طريق تدوير الدوار. مبرد الكمبيوتر (مبرد الرقاقة) - مروحة وحدة نظام الكمبيوتر الشخصي أو الكمبيوتر المحمول - يقع تحت نفس التغيير.

يستخدم مولد الجرار أو السيارة ملفًا إضافيًا للمجال ، يتم تشغيله بواسطة بطارية الجهاز نفسه .لكي ينتج المولد ، على سبيل المثال ، تيار متناوب يبلغ 135 أمبير بجهد 15 فولت ، فإن ملف إثارة الدوار بعد تشغيل الإشعال يستهلك تيارًا مباشرًا يبلغ 3 أمبير بجهد 12 ، 6-14 فولت لا يزال المصدر الرئيسي للطاقة للمولد هو العمود المرفقي لمحرك احتراق داخلي يعمل بالبنزين أو الديزل أو الميثان / البروبان. سيتطلب الجرار أو مولد السيارة إزالة الملف الميداني وتركيب مغناطيس نيوديميوم بدلاً من ذلك.

ما هو المطلوب؟

الخيار الأكثر شيوعًا هو استخدام محرك الغسالة لمولد محلي الصنع . في حالة عدم توفر "الغسالة" القديمة ، يمكنك العثور على مثل هذا المحرك في المتاجر غير المرغوب فيها في السوق المنزلية ، أو في أقرب مركز خدمة للأجهزة المنزلية أو متجر متخصص. ليس هناك مشكلة في طلب مثل هذا المحرك من الصين.

في الأساس ، في الغسالات ، يتم استخدام محرك غير متزامن بدون فرش.

كل من الجديدة والمستعملة ستعمل لفترة طويلة. يمكن تحويل 200 واط من الطاقة بسهولة إلى كيلووات أو أكثر.

المواد

لتجميع المولد ، بالإضافة إلى المحرك ، تحتاج إلى:

• مغناطيس نيوديميوم بأحجام 20 و 10 و 5 مم (32 في المجموع) ؛
• الثنائيات المعدلة أو جسر الصمام الثنائي بتيار من عشرات الأمبير (مع مراعاة قاعدة احتياطي الطاقة المزدوج) ؛
• لاصق الايبوكسي
• اللحام البارد؛
• ورق زجاج؛
• من جانب علبة من الصفيح.

يتم طلب المغناطيس عبر الإنترنت من الصين.

أدوات

ستعمل الأدوات التالية على تسريع عملية التصنيع:

• مخرطة؛
• مقص؛
• مفك البراغي مع فتحات.
• كماشة.

في حالة عدم وجود مخرطة ، اتصل بصديق يعرف كيفية العمل على مثل هذه المخرطة.

المخططات والرسومات

يولد المولد كجهاز تيارًا متناوبًا ، يجب تحويله إلى تيار مباشر ، يتم إحضاره إلى قيمة الجهد المطلوبة. إذا كان مولد المحرك ينتج ، على سبيل المثال ، 40 فولت ، فمن غير المرجح أن تكون هذه قيمة مناسبة لمعظم الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية باستخدام 5 أو 12 فولت تيار مستمر أو 127/220 فولت تيار متردد.

يتضمن المخطط التخطيطي للتثبيت بالكامل ، والذي تم إثباته بمرور الوقت والملايين من المستخدمين ، مقومًا ووحدة تحكم وبطارية وعاكسًا .تستخدم بطارية السيارة بسعة 55-300 أمبير / ساعة كمخزن مؤقت للطاقة المخزنة. جهد التشغيل الخاص به هو 10 ، 9-14 ، 4 فولت بشحنة دورية (دورة تفريغ شحن كاملة) و 12 ، 6-13 ، 65 بمخزن مؤقت (مقسم ، مغطى بجرعات ، عندما تحتاج إلى إعادة شحن بطارية مفرغة جزئيًا).

تقوم وحدة التحكم ، على سبيل المثال ، بتحويل نفس 40 فولت إلى 15. وتتراوح كفاءتها في الجهد الكهربائي بين 80-95٪ - باستثناء الخسائر على المعدل.

يتمتع المولد ثلاثي الأطوار بأكبر قدر من الكفاءة . - ناتجها أكثر بنسبة 50٪ من إنتاج أحادي الطور ، ولا يهتز أثناء التشغيل (يؤدي الاهتزاز إلى فك الهيكل ، مما يجعله قصير العمر).

تتناوب الملفات الموجودة في لف كل مرحلة مع بعضها البعض وترتبط في سلسلة - مثل أقطاب المغناطيس ، أحد الجوانب التي تواجه الملفات.

تتمثل مهمة العاكس في تحويل جهد ثابت يبلغ حوالي 12 فولت مأخوذ من البطارية إلى جهد متناوب يبلغ حوالي 220.

الأجهزة المنزلية والإلكترونيات الحديثة قادرة على العمل من 110 فولت (المعيار الأمريكي للشبكات المنزلية) حتى 250 - لا يوصى بإعطاء المزيد لأجهزة وأجهزة الشبكة. جميع المحولات هي نبضة ، بالمقارنة مع المحولات الخطية ، فإن فقدها الحراري أقل بكثير.

خطوات التصنيع

لتعديل تصميم المحرك التعريفي ، قم بما يلي

1. تفكيك المحرك وإخراج الدوار.
2. قم بإزالة اللوحات من العضو الدوار. قم بقصها حتى عمق 2 مم.
3. عمل أخاديد حتى عمق 5 مم للمغناطيس.
4. ضع علامة على شريط من الصفيح المقصدري للمغناطيس. يجب أن تكون متباعدة بشكل متساوٍ عن بعضها البعض - فهذا سيمنع فقدان الطاقة غير الضروري للتثبيت.
5. اربطهم بهذا الشريط من القصدير بالغراء الفائق. ثبت الشريط بالمغناطيس على المرساة.
6. املأ الفراغ بين المغناطيس بلحام بارد أو غراء إيبوكسي.
7. قم بإزالة النتوءات والتفاوتات على الدوار باستخدام ورق الصنفرة.
8. افحص - واستبدل إذا لزم الأمر - محامل وبراغي المحرك.

قم بتجميع مولد المحرك. الجهاز جاهز لمزيد من التثبيت. للتحقق من الجهاز ، قم بربط عمود الدوران الخاص به في ظرف المثقاب أو مفك البراغي والتسريع حتى 1000 دورة في الدقيقة.

يمكن اعتبار الجهد في نهايات الملف من 110 فولت مناسبًا.

عند القيمة المنخفضة ، يكمن الخطأ في التناوب غير المتكافئ للمغناطيس في أي نقطة من دائرة دوران المحرك.

لتجميع توربينات الرياح ، قم بما يلي

1. اقطع قطعًا متطابقة من أنبوب PVC بقطر 11-16 سم ، وهو ما يتوافق مع طول الشفرات المستقبلية.
2. ارسم خطًا تعسفيًا على كل جزء وتراجع عنه على كلا الجانبين بمقدار 22 مم. وفقًا لذلك ، سيصل عرض الشفرة الواحدة إلى 44 مم. كرر هذا الإجراء مع الطرف الآخر من المقطع المستقيم.
3. قم بتوصيل النقاط القصوى على جانب واحد من خط الوسط مباشرة.
4. ارسم على الجانب الآخر الخطوط العريضة للشفرة المستقبلية.
5. اقطع الشفرة الناتجة وقم بتدوير نهايتها الحرة بالشحذ. كرر الخطوات المذكورة أعلاه مع باقي الشفرات.
6. قم بتوصيل الشفرات بالمحور باستخدام محول جلبة. البراغي مع الصواميل وغسالات الزنبرك مناسبة كمثبتات. يتراوح عرض كل شفرة بطولها بالكامل من 44 إلى 88 ملم.

هذا يكفي للريح أن تدور المكره بسرعة 3 م / ث.يجب أن يكون الهيكل الناتج متوازنًا - فالتوازن الصحيح سيمنع تكون النقاط العمياء التي تبطئ المولد عندما تدور المروحة.

يمكن وضع مولد محرك مع دافع مثبت في غلاف واقي يحميه من هطول الأمطار في الغلاف الجوي. يظل المولد جافًا في جميع الظروف الجوية ، محميًا من المطر والثلج ، وسوف يستمر لسنوات. لتجميع الحارس ، قم بما يلي:

1. في أنبوب بقطر 7.5 سم ، قم بقطع أخدود طولي بعرض 2 سم ؛
2. قطع الطرف الخلفي للأنبوب المقطوع بزاوية 45 درجة ؛
3. ضع مولد المحرك مع المروحة في هذا الأنبوب وثبته به.

سيتطلب الدوران الحر للمحرك وصلة دوارة بحامل كروي ، مماثلة لتلك الموجودة في المروحة المنزلية . يمكن أن تتحول إلى ما لا نهاية إلى أي من الجانبين.

حتى لا ينفصل الكبل ، بمساعدة التيارات المستحثة في لف الجزء الثابت ، أو يلتف ، يجب أن يكون الاتصال في المفصلة منزلقًا ، ولكن يوفر اتصالًا كهربائيًا موثوقًا ومستقرًا لمولد المحرك مع مزيد من الوحدات الوظيفية الموجودة في الدائرة.

سيتم توفير أفضل اتصال من خلال محطات مطلية بالذهب مأخوذة من أي تقنية قديمة.

استخدام التلامس مع الجرافيت بالفرشاة غير مبرر - للجرافيت مقاومة كهربائية بترتيب أكبر من تلك الموجودة في الألومنيوم والصلب ، وستنخفض قوة التركيب بشكل ملحوظ. يتم تثبيت المفصلة على قاعدة مصنوعة من قطعة أنبوب على شكل. بعد التجميع ، يتحققون مما إذا كانت آلية الدوران الناتجة محشورة ولا تدور وما إذا كان الكابل مهترئًا.

توفير اتصال منزلق ودوران حر للتركيب في اتجاه الريح ، يتم توصيل ساق مصنوعة ، على سبيل المثال ، من أنبوب ماء بلاستيكي وقطعة من البلاستيك أو الألومنيوم ، بالغطاء الخارجي الإضافي للمحرك.

يتم استخدام أنبوب دائري أو جانبي كدعم ، يتم صب أحد طرفيه في الأرض - لا يقل عن متر. حتى لا يتأرجح الدعم بمرور الوقت من الإعصار ، يتم استكماله بثلاث أو ست علامات تمدد ، تتقارب في المركز بنفس الزاوية وتوجه في اتجاهات مختلفة.

بعد الانتهاء من تجميع جزء مولد المحرك ، يتم تركيب مقوم الصمام الثنائي بجوار المحرك ، إذا لزم الأمر . يمكن تقليل الخسائر الحالية في الأسلاك بشكل كبير باستخدام محول تصعيد يقع بالقرب من مجموعة المولدات - كما هو الحال في الخطوط التي تنقل الكهرباء الصناعية عبر مسافات طويلة.

يتم تضمين وحدة تحكم الشحن والبطارية والعاكس بشكل إضافي وفقًا للرسم التخطيطي. تم تجميع توربينات الرياح بالكامل وجاهزة للانطلاق.

التوصيات

تولد طاحونة هوائية منزلية الصنع لمنزل خاص جهدًا ثابتًا أو متناوبًا يبلغ عدة عشرات من الفولتات ، وهو ما يمثل خطرًا متزايدًا على الشخص. يجب عزل جهات الاتصال والأسلاك الحية بشكل موثوق - فمياه الأمطار هي بيئة محمضة توصل التيار الكهربائي جيدًا.

يتم العمل على مخرطة أو مطحنة في نظارات وقفازات واقية. يحظر تجميع الدائرة عند تشغيل توربينات الرياح.

طاقة الرياح متقلبة. سيكون الحل الأفضل هو مولد منخفض السرعة به أكثر من عشرة مغناطيسات ولفائف. كلما زاد عدد الملفات ، يجب أن يكون سلك اللف أكثر سمكًا . سيؤدي القسم الرقيق جدًا بسبب المقاومة الكلية لعشرات الأوم إلى تقليل الطاقة المفيدة للمولد عدة مرات. لحمل خطير - على سبيل المثال ، من موقد كهربائي أو غسالة - عند 220 فولت ، تيار يصل إلى 10 أ.

يجب أن يكون تصميم المولد المنزلي - ما لم يتم استخدام محرك محول لتوليد الكهرباء - مسطحًا ومتماثلًا تمامًا . قبل تثبيت الملفات والمغناطيسات ، يجب توسيط "الدوار" نفسه. لا يهم ما يتم استخدامه - قرص مضغوط مهمل أو نسخة مصغرة محلية الصنع من طاحونة هوائية ، فإن أدنى خلل غير مقبول بالفعل.

حاول تحقيق الحد الأدنى من الضوضاء - من الناحية المثالية ، يجب أن تكون غائبة . إذا تم تقديم شكوى بشأن التركيب الخاص بك ، الذي لم يتم تشحيمه في مكان المحامل ، بسبب الصرير والقرع المستمر عند الدوران ، فقد تؤدي هذه الشكوى إلى مشاكل مع القانون ، خاصة في الليل. الأسباب المتبقية لمطالبتك بكونك مالكًا لتوربينات الرياح غير مهمة - توربينات الرياح قانونية تمامًا ، لأن مالك هذا الجهاز لا ينتج الكهرباء به على نطاق صناعي ، كما هو الحال في أوروبا وأمريكا.

يجب ألا يكون التثبيت مرتفعًا جدًا - فوق الأعمدة التي تمر عبرها خطوط الطاقة . في كل مدينة أو مستوطنة كوخ صيفي أو مستوطنة ريفية ، هناك قيود على ارتفاع الهياكل التي يتم بناؤها.

على سبيل المثال ، يتطلب تزويد برج بطول 40 مترًا لمحطة قاعدة خلوية سلسلة من التصاريح وعمليات التدقيق من المنظمين الحكوميين. الأمر نفسه ينطبق على توربينات الرياح.

عند الاقتراب بشكل صحيح ومسؤول للغاية من حل مشكلة الكهرباء بمساعدة مولد الرياح ، سيتخلص المستهلك من فترات التوقف عن العمل المرتبطة بانقطاع التيار الكهربائي. من الأفضل دائمًا أن تكون استباقيًا - في إطار القانون - بدلاً من الانتظار لسنوات لما تعد به السلطات.