كيف تصنع وحدة تحكم لمولد الرياح بيديك: الجهاز ، مبدأ التشغيل ، مخطط التجميع

ما هي توربينات الرياح الأكثر كفاءة

أفقي

عمودي

اكتسب هذا النوع من المعدات شعبية كبيرة ، حيث يكون محور دوران التوربين موازٍ للأرض. غالبًا ما تسمى مولدات الرياح هذه بطواحين الهواء ، حيث تنقلب الشفرات ضد تدفق الرياح. يتضمن تصميم الجهاز نظامًا للتمرير التلقائي للرأس.مطلوب للعثور على تدفق الرياح. هناك حاجة أيضًا إلى جهاز لتدوير الشفرات من أجل استخدام قوة صغيرة لتوليد الكهرباء. يعد استخدام هذه المعدات أكثر ملاءمة في المؤسسات الصناعية منه في الحياة اليومية. في الممارسة العملية ، يتم استخدامها في كثير من الأحيان لإنشاء أنظمة مزارع الرياح.

الأجهزة من هذا النوع أقل فعالية من الناحية العملية. يتم دوران ريش التوربينات بالتوازي مع سطح الأرض ، بغض النظر عن قوة الرياح وناقلها. لا يلعب اتجاه التدفق أيضًا دورًا ، مع أي تأثير ، يتم تمرير عناصر الدوران ضده. نتيجة لذلك ، يفقد مولد الرياح جزءًا من طاقته ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الطاقة للمعدات ككل. ولكن فيما يتعلق بالتركيب والصيانة ، فإن الوحدات التي يتم ترتيب الشفرات فيها عموديًا تكون أكثر ملاءمة للاستخدام المنزلي. هذا يرجع إلى حقيقة أن مجموعة علبة التروس والمولد مثبتان على الأرض. تشمل عيوب هذه المعدات تكلفة التركيب وتكاليف التشغيل الخطيرة. مطلوب مساحة كافية لتركيب المولد. لذلك ، يعد استخدام الأجهزة الرأسية أكثر ملاءمة في المزارع الخاصة الصغيرة.

ذو نصلتين	ثلاث شفرات	متعدد الشفرات
يتميز هذا النوع من الوحدات بوجود عنصري دوران. هذا الخيار غير فعال عمليًا اليوم ، ولكنه شائع جدًا نظرًا لموثوقيته.	هذا النوع من المعدات هو الأكثر شيوعًا. تستخدم الوحدات ثلاثية الشفرات ليس فقط في الزراعة والصناعة ، ولكن أيضًا في المنازل الخاصة. اكتسب هذا النوع من المعدات شعبية بسبب موثوقيته وكفاءته.	يمكن أن تحتوي الأخيرة على 50 أو أكثر من عناصر الدوران. لضمان توليد الكمية المطلوبة من الكهرباء ، ليس من الضروري تمرير الشفرات نفسها ، ولكن لإحضارها إلى العدد المطلوب من الثورات. يوفر وجود كل عنصر إضافي للدوران زيادة في معلمة المقاومة الكلية لعجلة الرياح. نتيجة لذلك ، سيكون إخراج المعدات بالعدد المطلوب من الثورات مشكلة. تبدأ الأجهزة الدائرية المجهزة بمجموعة من الشفرات في الدوران بقوة رياح صغيرة. لكن استخدامها يكون أكثر أهمية إذا لعبت حقيقة التمرير دورًا ، على سبيل المثال ، عند الحاجة إلى ضخ المياه. من أجل ضمان إنتاج كمية كبيرة من الطاقة بشكل فعال ، لا يتم استخدام الوحدات متعددة الشفرات. لتشغيلها ، يلزم تركيب جهاز تروس. لا يؤدي هذا إلى تعقيد التصميم الكامل للمعدات ككل فحسب ، بل يجعله أيضًا أقل موثوقية مقارنة بالمعدات ثنائية وثلاث شفرات.

بشفرات صلبة

وحدات الإبحار

تكلفة هذه الوحدات أعلى بسبب التكلفة العالية لإنتاج أجزاء الدوران. ولكن بالمقارنة مع معدات الإبحار ، فإن المولدات ذات الشفرات الصلبة أكثر موثوقية ولها عمر خدمة طويل. بما أن الهواء يحتوي على الغبار والرمل ، فإن عناصر الدوران تخضع لحمل كبير. عندما تعمل المعدات في ظروف مستقرة ، فإنها تتطلب استبدالًا سنويًا للفيلم المضاد للتآكل الذي يتم تطبيقه على أطراف الشفرات. بدون ذلك ، يبدأ عنصر الدوران في فقد خصائص العمل بمرور الوقت.

هذا النوع من الشفرات أبسط من حيث الإنتاج وأقل تكلفة من المعدن أو الألياف الزجاجية.لكن المدخرات في التصنيع يمكن أن تؤدي إلى تكاليف خطيرة في المستقبل. يبلغ قطر عجلة الرياح ثلاثة أمتار ، ويمكن أن تصل سرعة طرف الشفرة إلى 500 كم / ساعة ، عندما تكون دورات المعدات حوالي 600 في الدقيقة. هذا حمل خطير حتى بالنسبة للأجزاء الصلبة. تظهر الممارسة أن عناصر الدوران على معدات الإبحار يجب أن تتغير كثيرًا ، خاصةً إذا كانت قوة الرياح عالية.

وفقًا لنوع الآلية الدوارة ، يمكن تقسيم جميع الوحدات إلى عدة أنواع:

• أجهزة Darier المتعامدة ؛
• وحدات مع تجميع دوار Savonius ؛
• الأجهزة ذات التصميم المحوري الرأسي للوحدة ؛
• المعدات مع نوع حلزوني الشكل من آلية دوارة.

البديل الإلكتروني الصيني

إن صنع جهاز تحكم في توربينات الرياح بأيديكم عمل مرموق. ولكن نظرًا لسرعة تطوير التقنيات الإلكترونية ، غالبًا ما يفقد معنى التجميع الذاتي أهميته. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم المخططات المقترحة قد عفا عليها الزمن بالفعل.

لائق تمامًا ، مصمم لمولد رياح بقوة 600 واط ، وحدة تحكم شحن صينية الصنع. يمكن طلب مثل هذا الجهاز من الصين واستلامه عن طريق البريد في غضون شهر ونصف تقريبًا.

وحدة التحكم عالية الجودة لجميع الأحوال الجوية بأبعاد 100 × 90 مم مزودة بمبرد تبريد قوي. يتوافق تصميم السكن مع فئة الحماية IP67. نطاق درجات الحرارة الخارجية من - 35 إلى + 75 درجة مئوية. يتم عرض مؤشر ضوئي لأوضاع حالة مولد الرياح على العلبة.

السؤال هو ، ما سبب قضاء الوقت والجهد في تجميع هيكل بسيط بيديك ، إذا كانت هناك فرصة حقيقية لشراء شيء مشابه وخطير تقنيًا؟ حسنًا ، إذا لم يكن هذا النموذج كافيًا ، فإن لدى الصينيين خيارات "رائعة" جدًا. لذلك ، من بين الوافدين الجدد ، لوحظ نموذج بقوة 2 كيلو واط لجهد تشغيل يبلغ 96 فولت.

المنتج الصيني من قائمة وصول جديدة. يوفر التحكم في شحن البطارية ، ويعمل جنبًا إلى جنب مع مولد الرياح 2 كيلو واط. يقبل جهد الإدخال حتى 96 فولت

صحيح أن تكلفة وحدة التحكم هذه أعلى بخمس مرات من تكلفة التطوير السابق. ولكن مرة أخرى ، إذا قارنت تكاليف إنتاج شيء مشابه بيديك ، فإن الشراء يبدو وكأنه قرار عقلاني.

الشيء الوحيد الذي يربك حول المنتجات الصينية هو أنها تميل إلى التوقف فجأة عن العمل في أكثر الحالات غير المناسبة. لذلك ، غالبًا ما يجب تذكر الجهاز الذي تم شراؤه - وبطبيعة الحال ، بأيديكم. لكنه أسهل وأبسط بكثير من صنع جهاز تحكم في شحن توربينات الرياح من الصفر.

كيفية توصيل وحدة التحكم بمولد الرياح؟

جهاز التحكم هو أول جهاز يطبق عليه الجهد المتولد عن المولد. يتم توصيل وحدة التحكم باستخدام أطراف خاصة. المولد متصل بالمدخل ، ومحطات الخرج متصلة بالبطاريات.

هناك العديد من المخططات للإنتاج الذاتي ، والتي لا يوجد فيها سوى عدد قليل من الأجزاء البسيطة. يتم تنفيذ مثل هذه المخططات بسهولة حتى من قبل الأشخاص الحاصلين على تدريب أولي ، فهي موثوقة ومتساهلة.مع التصنيع الذاتي لطاحونة الهواء ، توفر هذه المخططات وظائف كاملة ، ولا يمثل عدم وجود أي ميزات إضافية عيبًا كبيرًا. كلما قل عدد العناصر في الدائرة ، زادت موثوقيتها وأقل عرضة للفشل أو الأعطال ، وبالتالي فإن الخيار هو الأكثر نجاحًا.

توصيل الطاحونة بالبطارية

البطارية متصلة بالمولد من خلال مقوم - جسر الصمام الثنائي. تحتاج البطاريات إلى تيار مباشر ، وينتج عن مولد طاحونة الهواء تغييرًا ، علاوة على ذلك ، غير مستقر للغاية في السعة. يقوم المعدل بتغيير التيار المتردد ، وتعديله للتوجيه

إذا كان المولد ثلاثي الأطوار ، فمن الضروري استخدام مقوم ثلاثي الطور ، يجب إيلاء اهتمام خاص لذلك

عادة ما تكون البطاريات ليست جديدة ، فهي قادرة على الغليان. لذلك ، يوصى بشدة باستخدام وحدة تحكم بسيطة على الأقل مصنوعة من منظم الترحيل. سيؤدي ذلك إلى إيقاف الشحن في الوقت المناسب والحفاظ على عمل البطاريات. في أي حال ، يجب ألا تقوم بحفظ المعدات وتقليل تكوين المجموعة ، لأن التشغيل الكامل لتوربينات الرياح بأكملها يعتمد عليها.

توصيل مولد الرياح أحادي الطور بجهاز تحكم ثلاثي الطور

يمكن توصيل المولد أحادي الطور بوحدة تحكم ثلاثية الطور إما لمرحلة واحدة أو بالتوازي لجميع المراحل الثلاثة. الخيار الأكثر صحة هو استخدام مرحلة واحدة ، أي أن الطاحونة متصلة بجهات اتصال - معسر ومرحلة واحدة. سيضمن ذلك المعالجة الصحيحة للجهد ومخرجاته للأجهزة الاستهلاكية.

بشكل عام ، استخدام مثل هذه الأجهزة غير المتشابهة غير عملي.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي الخلط مع خيارات الاتصال إلى تهديد كبير لسلامة الجهاز ، وهو أمر غير مقبول. عند تجميع المجموعة ، يجب أن تحدد على الفور تكوينها ونوع الأجهزة المجاورة من أجل منع استخدام أجهزة متنوعة في حزمة واحدة. يمكن فقط للأشخاص المدربين والمتخصصين في الهندسة الكهربائية السماح بالاتصالات المحفوفة بالمخاطر ، على الرغم من أنهم هم أنفسهم يرفضون بشدة مثل هذه الإجراءات.

الجانب القانوني للقضية

لا يخضع المحظور لمولد الرياح محلي الصنع للمنزل ؛ ولا يترتب على تصنيعه واستخدامه عقوبة إدارية أو جنائية. إذا كانت طاقة مولد الرياح لا تتجاوز 5 كيلوواط ، فهي تنتمي إلى الأجهزة المنزلية ولا تتطلب أي تنسيق مع شركة الطاقة المحلية. علاوة على ذلك ، لا يتعين عليك دفع أي ضرائب إذا لم تحقق ربحًا من بيع الكهرباء. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب طاحونة الهواء المولدة محليًا ، حتى مع مثل هذا الأداء ، حلولًا هندسية معقدة: من السهل صنعها. لذلك ، نادراً ما تتجاوز الطاقة محلية الصنع 2 كيلو واط. في الواقع ، هذه القوة عادة ما تكون كافية لتشغيل منزل خاص (بالطبع ، إذا لم يكن لديك غلاية ومكيف هواء قوي).

في هذه الحالة ، نحن نتحدث عن القانون الفيدرالي. لذلك ، قبل أن تقرر صنع طاحونة هوائية بيديك ، لن يكون من الضروري التحقق من وجود (غياب) الإجراءات القانونية التنظيمية المحلية والبلدية التي قد تفرض بعض القيود والمحظورات.على سبيل المثال ، إذا كان منزلك يقع في منطقة طبيعية محمية بشكل خاص ، فقد يتطلب استخدام طاقة الرياح (وهي مورد طبيعي) موافقات إضافية.

يمكن أن تنشأ مشاكل القانون في وجود الجيران القلقين. طواحين الهواء للمنزل عبارة عن مبانٍ فردية ، لذا فهي تخضع أيضًا لبعض القيود:

• لا يمكن أن يتجاوز ارتفاع الصاري (حتى لو كانت توربينات الرياح بدون شفرات) المعايير الموضوعة في منطقتك. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هناك قيود تتعلق بموقع موقعك. على سبيل المثال ، قد يمر فوقك مسار هبوط إلى أقرب مطار. أو يوجد خط كهرباء في المنطقة المجاورة مباشرة لموقعك. في حالة سقوطه ، قد يؤدي الهيكل إلى إتلاف الأعمدة أو الأسلاك. يبلغ ارتفاع الحدود العامة في ظل حمل الرياح العادي 15 مترًا (ترتفع بعض طواحين الهواء المؤقتة حتى 30 مترًا). إذا كان لصاري وجسم الجهاز مساحة مقطع عرضي كبيرة ، فقد يرفع الجيران دعاوى ضدك ، حيث يسقط الظل على قطعة الأرض. من الواضح أن مثل هذه الشكاوى عادة ما تنشأ "بسبب الأذى" ، ولكن هناك أساس قانوني.
• ضوضاء الشفرة. المصدر الرئيسي للمشاكل مع الجيران. عند تشغيل تصميم أفقي كلاسيكي ، تنبعث الطاحونة دون الصوتية. هذه ليست مجرد ضوضاء مزعجة ، فعند الوصول إلى مستوى معين ، يكون للاهتزازات الموجية في الهواء تأثير سلبي على جسم الإنسان والحيوانات الأليفة. عادة لا يكون مولد طاحونة الهواء محلية الصنع "تحفة" هندسية ، وفي حد ذاته يمكن أن يحدث الكثير من الضوضاء.من المستحسن للغاية اختبار جهازك رسميًا في السلطات الإشرافية (على سبيل المثال ، في SES) ، والحصول على رأي مكتوب بعدم تجاوز معايير الضوضاء المعمول بها.
• الاشعاع الكهرومغناطيسي. يصدر أي جهاز كهربائي تداخلًا لاسلكيًا. خذ على سبيل المثال طاحونة هوائية من مولد سيارة. لتقليل مستوى التداخل في مستقبل السيارة ، يتم تثبيت فلاتر المكثف في السيارة. عند تطوير مشروع ، تأكد من مراعاة هذه النقطة.

  يمكن تقديم المطالبات ليس فقط من الجيران الذين لديهم مشاكل في استقبال إشارات التلفزيون والراديو. إذا كانت هناك مراكز استقبال صناعية أو عسكرية قريبة ، فليس من الضروري التحقق من مستوى التداخل في وحدة التحكم في التداخل الإلكتروني (EW).

• علم البيئة. يبدو الأمر متناقضًا: يبدو أنك تستخدم وحدة صديقة للبيئة ، ما هي المشاكل التي يمكن أن توجد؟ يمكن أن تصبح المروحة التي تقع على ارتفاع 15 مترًا وما فوق عقبة أمام هجرة الطيور. الشفرات الدوارة غير مرئية للطيور ويمكن اصطدامها بسهولة.

افعلها بنفسك

شراء توربينات الرياح الجاهزة أمر بعيد المنال بالنسبة لمعظم المستخدمين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الرغبة في صنع آليات وأجهزة مختلفة أمر لا يمكن القضاء عليه بين الناس ، وإذا كان هناك أيضًا حاجة ملحة لحل المشكلة بوضوح. ضع في اعتبارك كيفية صنع مولد للرياح بيديك.

أبسط مولد للرياح لإضاءة داشا

تُستخدم أبسط التصميمات لإضاءة منطقة أو تشغيل مضخة توفر المياه. تتضمن العملية ، كقاعدة عامة ، أجهزة استهلاك لا تخاف من ارتفاع الطاقة.تقوم طاحونة الهواء بتدوير المولد المتصل مباشرة بالمستهلكين ، بدون مجموعة موازنة للجهد المتوسط.

طاحونة DIY من مولد السيارة

يعد مولدًا من سيارة هو الخيار الأفضل عند إنشاء طاحونة هوائية محلية الصنع. يحتاج إلى الحد الأدنى من إعادة البناء ، بشكل أساسي إعادة لف الملف بسلك أرق بمزيد من المنعطفات. التعديل ضئيل ، ويسمح لك التأثير الناتج باستخدام طاحونة لتوفير منزل. ستحتاج إلى دوار سريع وقوي بدرجة كافية قادر على تدوير الأجهزة ذات المقاومة العالية.

مولد الرياح من الغسالة

غالبًا ما يستخدم المحرك الكهربائي من الغسالة لإنشاء مولد. الخيار الأفضل هو تثبيت مغناطيس نيوديميوم قوي على الدوار لإثارة اللفات. للقيام بذلك ، من الضروري حفر فترات راحة في الدوار بقطر يساوي حجم المغناطيس.

ثم يتم تثبيتها في مآخذ ذات قطبية متناوبة ومليئة بالإيبوكسي. يتم تثبيت المولد النهائي على منصة تدور حول محور عمودي ، ويتم تثبيت المكره مع هدية على العمود. مثبت الذيل متصل بالموقع في الخلف ، والذي يوفر إرشادات للجهاز.

البديل الإلكتروني الصيني

إن صنع جهاز تحكم في توربينات الرياح بأيديكم عمل مرموق. ولكن نظرًا لسرعة تطوير التقنيات الإلكترونية ، غالبًا ما يفقد معنى التجميع الذاتي أهميته. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم المخططات المقترحة قد عفا عليها الزمن بالفعل.

أصبح من الأرخص شراء منتج جاهز ، مصنوع باحتراف ، بتركيب عالي الجودة ، على مكونات إلكترونية حديثة.على سبيل المثال ، يمكنك شراء جهاز مناسب بتكلفة معقولة على AliExpress.

لائق تمامًا ، مصمم لمولد رياح بقوة 600 واط ، وحدة تحكم شحن صينية الصنع. يمكن طلب مثل هذا الجهاز من الصين واستلامه عن طريق البريد في غضون شهر ونصف تقريبًا.

وحدة التحكم عالية الجودة لجميع الأحوال الجوية بأبعاد 100 × 90 مم مزودة بمبرد تبريد قوي. يتوافق تصميم السكن مع فئة الحماية IP67. نطاق درجات الحرارة الخارجية من - 35 إلى + 75 درجة مئوية. يتم عرض مؤشر ضوئي لأوضاع حالة مولد الرياح على العلبة.

السؤال هو ، ما سبب قضاء الوقت والجهد في تجميع هيكل بسيط بيديك ، إذا كانت هناك فرصة حقيقية لشراء شيء مشابه وخطير تقنيًا؟ حسنًا ، إذا لم يكن هذا النموذج كافيًا ، فإن لدى الصينيين خيارات "رائعة" جدًا. لذلك ، من بين الوافدين الجدد ، لوحظ نموذج بقوة 2 كيلو واط لجهد تشغيل يبلغ 96 فولت.

المنتج الصيني من قائمة وصول جديدة. يوفر التحكم في شحن البطارية ، ويعمل جنبًا إلى جنب مع مولد الرياح 2 كيلو واط. يقبل جهد الإدخال حتى 96 فولت

صحيح أن تكلفة وحدة التحكم هذه أعلى بخمس مرات من تكلفة التطوير السابق. ولكن مرة أخرى ، إذا قارنت تكاليف إنتاج شيء مشابه بيديك ، فإن الشراء يبدو وكأنه قرار عقلاني.

الشيء الوحيد الذي يربك حول المنتجات الصينية هو أنها تميل إلى التوقف فجأة عن العمل في أكثر الحالات غير المناسبة. لذلك ، غالبًا ما يجب تذكر الجهاز الذي تم شراؤه - وبطبيعة الحال ، بأيديكم. لكنه أسهل وأبسط بكثير من صنع جهاز تحكم في شحن توربينات الرياح من الصفر.

العقد الرئيسية

كما ذكرنا ، يمكن صنع مولد للرياح في المنزل.من الضروري تحضير بعض العقد لعملها الموثوق. وتشمل هذه:

1. شفرات. يمكن صنعها من مواد مختلفة.
2. مولد كهرباء. يمكنك أيضًا تجميعها بنفسك أو شراء منتجات جاهزة.
3. منطقة الذيل. تستخدم لتحريك الشفرات في اتجاه ناقل الحركة ، مما يوفر أعلى كفاءة ممكنة.
4. المضاعف. يزيد من سرعة دوران الدوار.
5. الصاري للمثبتات. إنه يلعب دور العنصر الذي يتم إصلاح جميع العقد المحددة عليه.
6. حبال التوتر. ضروري لإصلاح الهيكل ككل وحمايته من التدمير تحت تأثير الرياح.
7. البطارية والعاكس وجهاز التحكم في الشحن. المساهمة في تحويل واستقرار الطاقة وتراكمها.

يجب على المبتدئين التفكير في دوائر مولد الرياح الدوارة البسيطة.

أصناف وتعديلات طواحين الهواء العمودية

تم تجهيز مولد الرياح المتعامد بعدة شفرات تقع على مسافة معينة موازية لمحور الدوران. تُعرف طواحين الهواء هذه أيضًا باسم دوار داريوس. وقد أثبتت هذه الوحدات أنها الأكثر كفاءة وفعالية.

يتم توفير دوران الشفرات من خلال شكلها الذي يشبه الجناح ، مما يخلق قوة الرفع اللازمة. ومع ذلك ، فإن التشغيل العادي للجهاز يتطلب جهدًا كبيرًا ، لذلك يمكن زيادة أداء المولد عن طريق تركيب شاشات ثابتة إضافية. كعيوب ، تجدر الإشارة إلى الضوضاء المفرطة ، والأحمال الديناميكية العالية (الاهتزاز) ، والتي تؤدي غالبًا إلى تآكل سابق لأوانه لوحدات الدعم وفشل المحامل.

هناك توربينات الرياح مع دوار Savonius الأكثر ملاءمة للظروف المحلية. تتكون عجلة الرياح من عدة أسطوانات نصف دائرية تدور باستمرار حول محورها. يتم الدوران دائمًا في نفس الاتجاه ولا يعتمد على اتجاه الريح.

عيب هذه التركيبات هو تأرجح الهيكل تحت تأثير الريح. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء التوتر في المحور وفشل محمل الدوران الدوار. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن أن يبدأ الدوران من تلقاء نفسه إذا تم تركيب شفرتين أو ثلاث شفرات فقط في مولد الرياح. في هذا الصدد ، يوصى بتثبيت دوارين على المحور بزاوية 90 درجة بالنسبة لبعضهما البعض.

يعد مولد الرياح الرأسي متعدد الشفرات أحد أكثر الأجهزة وظيفية في نطاق هذا الطراز. تتميز بأداء عالٍ مع حمولة قليلة على العناصر الحاملة.

يتكون الجزء الداخلي من الهيكل من شفرات ثابتة إضافية موضوعة في صف واحد. تعمل على ضغط تدفق الهواء وتنظيم اتجاهه ، وبالتالي زيادة كفاءة الدوار. العيب الرئيسي هو ارتفاع السعر بسبب كثرة الأجزاء والعناصر.

طواحين الهواء DIY للمنزل ، وميكانيكا توربينات الرياح

جوهر تشغيل مولد الرياح - تحول الحركة طاقة الرياح إلى كهرباء. يؤدي كل عنصر من عناصر النظام وظيفته:

عجلة الرياح ، ريش. إنهم يمسكون بحركة الكتل الهوائية ، ويقومون بتدوير العمود وتحريكه.
يمكن تثبيت المولد على الفور على العمود ، أو قد يكون هناك علبة تروس زاويّة تنقل الحركة الهبوطية إلى الكاردان. من خلال استخدام علبة التروس ، من الممكن تحقيق زيادة في السرعة (المضاعف).
المولد - يحول الطاقة الدورانية إلى طاقة كهربائية. إذا كان المولد ينتج تيارًا مستقرًا ، فسيتم توصيله بالبطاريات. إذا لم يكن كذلك ، يتم تثبيت مرحل منظم الجهد على الفور.
قد لا تكون هناك بطاريات في النظام ، ولكن معها يكون العمل أكثر استقرارًا - فهي تستخدم ساعات الرياح لإعادة الشحن وتستهلك الإمكانات المتراكمة عندما تنحسر الرياح.
العاكس - يستخدم لتحويل الجهد إلى القيمة المطلوبة ، على سبيل المثال ، 220 فولت. مطلوب للراحة ، لأن معظم الأجهزة مصممة لمثل هذا الجهد. ولكن يمكن أن يكون الغرض من الطاحونة مختلفًا ، لذلك لا تشتمل كل دائرة على عاكس.
Anemoscope هو جهاز يستخدم لتوربينات الرياح القوية. يقوم بجمع البيانات عن سرعة الرياح واتجاهها. لم يتم العثور عليه تقريبًا في التصميمات محلية الصنع

عادة ما يصنعون ريشة طقس صغيرة وآلية دوارة.
الصاري - أو الدعم الذي سيتم تثبيت المروحة عليه
في المرتفعات ، من المرجح أن تصطاد رياحًا مستقرة وقوية ، لذلك من المهم الانتباه إلى الصاري الذي يجب أن يتحمل الأحمال.

يمكن أن تكون طواحين الهواء أفقية (مع مروحة تقليدية) وعمودية (دوارة). تتميز التركيبات الأفقية بأعلى كفاءة ، لذلك غالبًا ما يتم إنتاجها عن طريق التصنيع الذاتي.

مولد نوع عمودي

لكن يجب توجيه طواحين الهواء هذه نحو الريح ، لأنها تتوقف عن العمل مع التيار الجانبي. كما أن لمولد الرياح الدوارة الذي يعمل بنفسك مزاياه.

يمكن أن يختلف تصميم الأنظمة الرأسية اختلافًا كبيرًا ، لكن لها ميزات مشتركة.

• سوف تلتقط التوربينات الموجودة عموديًا الريح ، بغض النظر عن المكان الذي تهب فيه (يجب أن تكون النماذج الأفقية مزودة بدليل) ، وهو أمر مريح للغاية إذا كانت الرياح في منطقة معينة غير مستقرة ومتغيرة.
• يمكن وضع مثل هذا الهيكل مباشرة على الأرض (بالطبع ، إذا كان هناك رياح كافية).
• اجعل التثبيت أسهل من التثبيت الأفقي.

السلبية الوحيدة هي الكفاءة المنخفضة نسبيًا.

ما هو المطلوب؟

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

كل من الجديدة والمستعملة ستستمر لفترة طويلة. يتم تحويل قوة 200 واط بسهولة إلى كيلو واط أو أكثر.

المواد

لتجميع المولد ، بالإضافة إلى المحرك ، تحتاج إلى:

• مغناطيس نيوديميوم بأحجام 20 و 10 و 5 مم (32 في المجموع) ؛
• الثنائيات المعدل أو جسر الصمام الثنائي بتيار من عشرات الأمبيرات (اتبع قاعدة هامش الطاقة المزدوج) ؛
• لاصق الايبوكسي
• اللحام البارد؛
• ورق زجاج؛
• القصدير من جانب العلبة.

يتم طلب المغناطيس عبر الإنترنت من الصين.

أدوات

ستعمل الأدوات التالية على تسريع عملية التصنيع:

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

مبدأ التشغيل

أجهزة التحكم المستخدمة في توربينات الرياح هي أجهزة تقنية معقدة تؤدي الوظائف التالية:

1. يقوم بالتحكم في شحن البطاريات القابلة لإعادة الشحن (ACB) ، والتي هي عبارة عن تخزين الطاقة الكهربائية المتولدة.
2. يحول التيار الكهربائي المتردد الناتج عن مولد الرياح إلى تيار مباشر ، وهو تيار التشغيل للبطاريات.
3. يتحكم في دوران ريش التوربينات الريحية.
4. إنه يعيد توجيه التيار الكهربائي المتولد ، اعتمادًا على شحن البطارية وكمية الطاقة المتولدة.

تشغيل توفير وحدات تحكم تشغيل توربينات الرياح في الوضع التلقائي ، اعتمادًا على تصميمها وقوة مولد الرياح ، على النحو التالي:

1. لطواحين الهواء عالية الطاقة.

• مع استكمال وحدة التحكم ، يتم تثبيت مقاومة الصابورة في توربين الرياح. بهذه السعة ، يمكن استخدام عناصر التسخين الكهربائية أو المقاومات الكهربائية الأخرى ذات المقاومة الكبيرة.
• أثناء تشغيل توربينات الرياح ، عندما يصل جهد البطاريات إلى 14 - 15.0 فولت ، تقوم وحدة التحكم بفصلها عن خط الطاقة وتحويل تدفقات الطاقة الكهربائية الناتجة عن التركيب إلى مقاومة الصابورة.

2. لطواحين الهواء منخفضة الطاقة.

عند اكتمال شحن البطارية ، ووصول قيم الجهد إلى أقصى قيم ممكنة ، تقوم وحدة التحكم بفرملة دوران شفرات توربينات الرياح. تتم هذه العملية بإغلاق مراحل مولد الرياح مما يؤدي إلى الكبح وإيقاف دوران التركيب.

أساس مولد الرياح المنزلية

يتم تمثيل موضوع تصنيع وتركيب مولدات الرياح محلية الصنع على نطاق واسع على الإنترنت. ومع ذلك ، فإن معظم المواد عبارة عن وصف مبتذل لمبادئ الحصول على الطاقة الكهربائية من المصادر الطبيعية.

لطالما كانت الطريقة النظرية لجهاز (تركيب) توربينات الرياح معروفة ومفهومة تمامًا. لكن كيف تسير الأمور عمليًا في القطاع المحلي - سؤال بعيد كل البعد عن الكشف عنه بالكامل.

في أغلب الأحيان ، يوصى باختيار مولدات السيارات أو المحركات الحثية للتيار المتردد المكملة بمغناطيس نيوديميوم كمصدر حالي لمولدات الرياح المنزلية الصنع.

إجراء تحويل محرك تيار متردد غير متزامن إلى مولد لطاحونة هوائية. وهو يتألف من تصنيع "معطف الفرو" للدوار من مغناطيس نيوديميوم. عملية معقدة للغاية وطويلة

ومع ذلك ، يتطلب كلا الخيارين تحسينًا كبيرًا ، وغالبًا ما يكون معقدًا ومكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.

أبسط وأسهل بكثير من جميع النواحي لتركيب المحركات الكهربائية مثل تلك التي تم إنتاجها من قبل والتي يتم إنتاجها الآن بواسطة Ametek (مثال) وغيرها.

بالنسبة لتوربينات الرياح المنزلية ، تعد محركات التيار المستمر بجهد 30-100 فولت مناسبة. في وضع المولد ، يمكن الحصول منها على ما يقرب من 50٪ من جهد التشغيل المعلن.

وتجدر الإشارة إلى أنه: عند التشغيل في وضع التوليد ، يجب تدوير محركات التيار المستمر بسرعة أعلى من السرعة المقدرة.

علاوة على ذلك ، يمكن لكل محرك فردي من عشرات النسخ المتطابقة إظهار خصائص مختلفة تمامًا.

لذلك ، فإن الاختيار الأمثل لمحرك كهربائي لمولد الرياح المنزلي أمر منطقي باستخدام المؤشرات التالية:

1. إعداد جهد التشغيل العالي.
2. RPM منخفضة المعلمة (سرعة الدوران الزاوية).
3. تيار التشغيل العالي.

لذلك ، يبدو المحرك الذي تصنعه Ametek بجهد تشغيل 36 فولت وسرعة دوران زاويّة تبلغ 325 دورة في الدقيقة جيدًا للتركيب.

إنه محرك كهربائي يستخدم في تصميم مولد الرياح - وهو تركيب موصوف أدناه كمثال على طاحونة منزلية.

محرك DC لمولد الرياح المنزلية. الخيار الأفضل بين المنتجات المصنعة بواسطة Ametek. المحركات الكهربائية المماثلة المصنعة من قبل الشركات الأخرى مناسبة تمامًا أيضًا.

من السهل التحقق من كفاءة أي محرك مشابه. يكفي توصيل مصباح السيارة المتوهج التقليدي بجهد 12 فولت بالأطراف الكهربائية وتشغيل عمود المحرك يدويًا. مع المؤشرات الفنية الجيدة للمحرك الكهربائي ، سيضيء المصباح بالتأكيد.

اختيار المواد

يمكن تصنيع شفرات جهاز الرياح من أي مادة مناسبة أكثر أو أقل ، على سبيل المثال:

من الأنابيب البلاستيكية

ربما يكون من الأسهل بناء الشفرات من هذه المادة. يمكن العثور على الأنابيب البلاستيكية في كل متجر لاجهزة الكمبيوتر. يجب اختيار الأنابيب المصممة للصرف الصحي بالضغط أو خط أنابيب الغاز. خلاف ذلك ، يمكن أن يؤدي تدفق الهواء في الرياح القوية إلى تشويه الشفرات وإتلافها ضد صاري المولد.

تخضع شفرات توربينات الرياح لأحمال شديدة من قوة الطرد المركزي ، وكلما طالت الشفرات ، زاد الحمل.

تدور حافة نصل العجلة ذات الشفرتين لمولد الرياح المنزلي بسرعة مئات الأمتار في الثانية ، مثل سرعة الرصاصة الخارجة من المسدس. هذه السرعة يمكن أن تؤدي إلى تمزق الأنابيب البلاستيكية. هذا أمر خطير بشكل خاص لأن شظايا الأنابيب المتطايرة يمكن أن تقتل الأشخاص أو تصيبهم بجروح خطيرة.

يمكنك الخروج من الموقف عن طريق تقصير الشفرات إلى أقصى حد وزيادة عددها. عجلة الرياح متعددة الشفرات أسهل في التوازن وأقل ضوضاء

لا تقل أهمية سماكة جدران الأنابيب. على سبيل المثال ، بالنسبة لعجلة الرياح ذات الست شفرات من الأنابيب البلاستيكية ، بقطر مترين ، يجب ألا يقل سمكها عن 4 مم. لحساب تصميم الشفرات للحرفي المنزلي ، يمكنك استخدام الجداول والقوالب الجاهزة

لحساب تصميم الشفرات للحرفي المنزلي ، يمكنك استخدام الجداول والقوالب الجاهزة.

يجب أن يكون القالب مصنوعًا من الورق ، ومرفقًا بالأنبوب ومحاورًا بدائرة. يجب أن يتم ذلك عدة مرات مثل وجود ريش على توربينات الرياح. باستخدام بانوراما ، يجب قطع الأنبوب وفقًا للعلامات - فالشفرات جاهزة تقريبًا. حواف الأنابيب مصقولة ، والزوايا والنهايات مستديرة بحيث تبدو الطاحونة جميلة وتصدر ضوضاء أقل.

من الفولاذ ، يجب صنع قرص بستة خطوط ، والذي سيلعب دور الهيكل الذي يجمع بين الشفرات ويثبت العجلة في التوربين.

يجب أن تتوافق أبعاد وشكل الهيكل المتصل مع نوع المولد والتيار المباشر الذي سيتم استخدامه في مزرعة الرياح. يجب اختيار الفولاذ السميك بحيث لا يتشوه بفعل ضربات الرياح.

الألومنيوم

بالمقارنة مع أنابيب PVC ، فإن أنابيب الألومنيوم أكثر مقاومة للانحناء والتمزق. يكمن عيبها في وزنها الكبير ، الأمر الذي يتطلب اتخاذ تدابير لضمان استقرار الهيكل بأكمله. بالإضافة إلى ذلك ، يجب عليك موازنة العجلة بعناية.

ضع في اعتبارك ميزات تنفيذ شفرات الألمنيوم لعجلة رياح بستة شفرات.

وفقًا للقالب ، يجب عمل نمط من الخشب الرقائقي. بالفعل وفقًا للقالب من ورقة الألمنيوم ، قم بقطع الفراغات من الشفرات بمقدار ست قطع. يتم دحرجة الشفرة المستقبلية في أخدود بعمق 10 ملم ، بينما يجب أن يشكل محور التمرير زاوية 10 درجات مع المحور الطولي لقطعة العمل. ستمنح هذه التلاعبات الشفرات معايير ديناميكية هوائية مقبولة. يتم توصيل كم ملولب بالجانب الداخلي للشفرة.

آلية التوصيل لعجلة الرياح ذات ريش الألمنيوم ، على عكس العجلة ذات الشفرات المصنوعة من الأنابيب البلاستيكية ، لا تحتوي على شرائط على القرص ، ولكن المسامير ، وهي عبارة عن قطع من قضيب فولاذي مع خيط مناسب لخيط البطانات.

الألياف الزجاجية

الشفرات المصنوعة من الألياف الزجاجية الخاصة بالألياف الزجاجية هي الأكثر خلوًا من العيوب ، نظرًا لمعاييرها الديناميكية الهوائية وقوتها ووزنها. هذه الشفرات هي الأصعب في البناء ، لأنك تحتاج إلى أن تكون قادرًا على معالجة الأخشاب والألياف الزجاجية.

سننظر في تنفيذ شفرات من الألياف الزجاجية لعجلة قطرها مترين.

يجب اتباع النهج الأكثر دقة في تنفيذ مصفوفة الخشب. يتم تشكيله من القضبان وفقًا للقالب النهائي ويعمل كنموذج للشفرة. بعد الانتهاء من العمل على المصفوفة ، يمكنك البدء في صنع الشفرات ، والتي ستتكون من جزأين.

أولاً ، يجب معالجة القالب بالشمع ، ويجب طلاء أحد جوانبه براتنج الإيبوكسي ، ويجب دهنه بالألياف الزجاجية. ضع عليها الايبوكسي مرة أخرى ، ومرة ​​أخرى طبقة من الألياف الزجاجية. يمكن أن يكون عدد الطبقات ثلاث أو أربع.

ثم تحتاج إلى الاحتفاظ بالنفخ الناتج على المصفوفة لمدة يوم تقريبًا حتى يجف تمامًا. لذلك جزء واحد من النصل جاهز. على الجانب الآخر من المصفوفة ، يتم تنفيذ نفس تسلسل الإجراءات.

يجب توصيل الأجزاء النهائية من الشفرات بالإيبوكسي. في الداخل ، يمكنك وضع سدادة خشبية ، وتثبيتها بالغراء ، وهذا سيصلح الشفرات في محور العجلة. يجب إدخال جلبة ملولبة في القابس. ستصبح العقدة المتصلة هي المحور بنفس الطريقة كما في الأمثلة السابقة.

الفروق الدقيقة في استخدام توربينات الرياح

تستخدم توربينات الرياح حاليًا في مختلف قطاعات الاقتصاد الوطني. يتم استخدام النماذج الصناعية ذات السعات المختلفة من قبل شركات النفط والغاز وشركات الاتصالات ومحطات الحفر والاستكشاف ومنشآت الإنتاج والجهات الحكومية.

يمكن استخدام الطاحونة كمصدر إضافي للطاقة في المستشفيات والمؤسسات الأخرى لضمان استمرار الإمداد بالكهرباء في حالات الطوارئ.

وتجدر الإشارة بشكل خاص إلى أهمية استخدام توربينات الرياح من أجل الاستعادة السريعة للكهرباء المكسورة أثناء الكوارث والكوارث الطبيعية. لهذا الغرض ، غالبًا ما تستخدم توربينات الرياح من قبل وزارة حالات الطوارئ.

تعتبر توربينات الرياح المنزلية مثالية لتنظيم الإضاءة والتدفئة للمستوطنات المنزلية والمنازل الخاصة ، وكذلك للأغراض المنزلية في المزارع.

في هذه الحالة ، يجب مراعاة بعض النقاط:

• يمكن للأجهزة التي تصل سرعتها إلى 1 كيلو واط توفير ما يكفي من الكهرباء فقط في الأماكن التي تهب فيها الرياح. عادةً ما تكون الطاقة التي تولدها كافية فقط لإضاءة LED وتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة.
• لتوفير الكهرباء بالكامل للمنزل الريفي (منزل ريفي) ، ستحتاج إلى مولد رياح بسعة تزيد عن 1 كيلو واط.هذا المؤشر كافٍ لتشغيل تركيبات الإضاءة ، وكذلك جهاز الكمبيوتر والتلفزيون ، لكن قوته لا تكفي لتزويد الكهرباء إلى ثلاجة حديثة تعمل على مدار الساعة.
• لتوفير الطاقة للمنزل الريفي ، ستحتاج إلى طاحونة بسعة 3-5 كيلو واط ، ولكن حتى هذا المؤشر لا يكفي لتدفئة المنازل. لاستخدام هذه الوظيفة ، أنت بحاجة إلى خيار قوي يبدأ من 10 كيلو واط.

عند اختيار نموذج ، تجدر الإشارة إلى أن مؤشر الطاقة المشار إليه على الجهاز يتحقق فقط عند أقصى سرعة للرياح. لذلك ، سينتج التركيب 300 فولت الكمية المحددة من الطاقة فقط عند سرعة تدفق الهواء من 10-12 م / ث.

للراغبين في بناء توربينات الرياح بأيديهم ، نقدم لكم المقالة التالية التي توضح معلومات مفيدة.

ما هو جهاز التحكم بالشحن؟

يتم تنفيذ وظيفة التحكم في مقدار الشحن بواسطة منظم الصابورة أو جهاز التحكم. هذا جهاز إلكتروني يقوم بإيقاف تشغيل البطارية عندما يرتفع الجهد ، أو يفرغ الطاقة الزائدة على المستهلك - عنصر تسخين أو مصباح أو أي جهاز آخر بسيط ومتساهل لبعض تغييرات الطاقة. عندما ينخفض ​​الشحن ، تقوم وحدة التحكم بتحويل البطارية إلى وضع الشحن ، مما يساعد على تجديد احتياطي الطاقة.

كانت التصميمات الأولى لوحدات التحكم بسيطة وسمح فقط بتشغيل فرملة العمود. بعد ذلك ، تمت مراجعة وظائف الجهاز ، وبدأ استخدام الطاقة الزائدة بشكل أكثر عقلانية. ومع بداية استخدام توربينات الرياح كمصدر رئيسي للطاقة للمنازل الصيفية أو المنازل الخاصة ، اختفت مشكلة استخدام الطاقة الزائدة من تلقاء نفسها ، حيث يوجد دائمًا شيء ما يمكن توصيله في أي منزل في الوقت الحالي.