روسيا لديها موقف مزدوج فيما يتعلق بموارد طاقة الرياح. من ناحية أخرى ، نظرًا للمساحة الكلية الضخمة ووفرة المساحات المسطحة ، هناك الكثير من الرياح بشكل عام ، وهي بالنسبة للجزء الاكبرناعم. من ناحية أخرى ، فإن رياحنا في الغالب منخفضة الدرجة وبطيئة ، انظر الشكل. في اليوم الثالث ، تكون الرياح عنيفة في مناطق ذات كثافة سكانية منخفضة. بناءً على ذلك ، فإن مهمة بدء تشغيل مولد الرياح في المزرعة مهمة جدًا. ولكن لكي تقرر ما إذا كنت ستشتري جهازًا باهظ الثمن إلى حد ما ، أو أن تصنعه بنفسك ، عليك أن تفكر مليًا في أي نوع (وهناك الكثير منها) لأي غرض تختار.
ملحوظات:
يجب أن يولد المولد الكهربائي لتوربينات الرياح المنزلية الكهرباء في نطاق واسع من سرعات الدوران وأن يكون لديه القدرة على البدء الذاتي دون التشغيل الآلي ومصادر الطاقة الخارجية. في حالة استخدام APU مع OSS (توربينات الرياح ذات الدوران) ، والتي ، كقاعدة عامة ، لديها KIEV عالية وكفاءة ، يجب أيضًا أن تكون قابلة للعكس ، أي تكون قادرة على العمل كمحرك. بقدرة تصل إلى 5 كيلو واط ، يتم تلبية هذه الحالة بواسطة الآلات الكهربائية مغناطيس دائمعلى أساس النيوبيوم (مغناطيسات فائقة) ؛ على مغناطيس الفولاذ أو الفريت ، لا يمكنك الاعتماد على أكثر من 0.5-0.7 كيلو واط.
ملحوظة: المولدات غير المتزامنة أو المولدات المجمعة ذات الجزء الثابت غير الممغنط ليست مناسبة على الإطلاق. عندما تنخفض قوة الرياح ، فإنها "تنطفئ" قبل وقت طويل من انخفاض سرعتها إلى MPC ، وبعد ذلك لن تبدأ هي نفسها.
يتم الحصول على "قلب" ممتاز لوحدة APU بسعة 0.3 إلى 1-2 كيلو واط من مولد تلقائي للتيار المتناوب مع مقوم مدمج ؛ هؤلاء هم الآن الأغلبية. أولاً ، يحافظون على جهد الخرج من 11.6-14.7 فولت في نطاق واسع إلى حد ما من السرعات بدون مثبتات إلكترونية خارجية. ثانيًا ، تفتح صمامات السيليكون عندما يصل الجهد عبر الملف إلى 1.4 فولت ، وقبل ذلك "لا يرى" المولد الحمل. للقيام بذلك ، يجب تدوير المولد بشكل جيد.
في معظم الحالات ، يمكن توصيل المولد التلقائي مباشرة ، بدون ترس أو محرك سير ، بعمود HP عالي السرعة عن طريق اختيار السرعة باختيار عدد الشفرات ، انظر أدناه. "المشاة السريعة" لها عزم دوران صغير أو صفر ، لكن الدوار ، حتى بدون فصل الحمل ، سيكون لديه وقت كافٍ للدوران بشكل كافٍ قبل فتح الصمامات وسيعطي المولد تيارًا.
قبل تحديد مولد الرياح الذي يجب صنعه ، دعنا نقرر علم الهواء المحلي. باللون الرمادي المخضرالمناطق (الخالية من الرياح) في خريطة الرياح ، على الأقل ، ستكون بعض المعنى فقط من توربينات الرياح الشراعية(وسنتحدث عنها أكثر). إذا كنت بحاجة إلى مصدر طاقة ثابت ، فسيتعين عليك إضافة معزز (مقوم مع مثبت الجهد) ، وشاحن ، وبطارية قوية ، وعاكس 12/24/36/48 فولت تيار مستمر إلى 220/380 فولت 50 هرتز تيار متردد . لن يكلف مثل هذا الاقتصاد ما لا يقل عن 20000 دولار ، ومن غير المرجح أن يكون من الممكن إزالة قوة طويلة المدى تزيد عن 3-4 كيلوواط. بشكل عام ، مع السعي الجاد للحصول على طاقة بديلة ، من الأفضل البحث عن مصدر آخر لها.
في الأماكن ذات اللون الأصفر والأخضر والرياح الضعيفة ، إذا كانت الحاجة إلى الكهرباء تصل إلى 2-3 كيلو واط ، يمكنك استخدام مولد الرياح العمودية بطيء السرعة بنفسك... لقد تم تطويرها بشكل لا يحصى ، وهناك تصميمات من حيث KIEV والكفاءة تكاد لا تكون أدنى من "الشفرات" الصناعية.
إذا كان من المفترض شراء توربينات الرياح لمنزل ، فمن الأفضل التركيز على توربينات الرياح ذات الدوار الشراع. هناك العديد من الخلافات وهناك الكثير منها ، ومن الناحية النظرية لا يزال كل شيء غير واضح ، لكنها تعمل. في الاتحاد الروسي ، يتم إنتاج "المراكب الشراعية" في تاجانروج بقدرة 1-100 كيلو وات.
في المناطق الحمراء المليئة بالرياح ، يعتمد الاختيار على الطاقة المطلوبة.في حدود 0.5-1.5 كيلو واط ، هناك ما يبرر "الرأسيات" العصامية ؛ 1.5-5 كيلوواط - تم شراء "المراكب الشراعية". يمكن أيضًا شراء "عمودي" ، لكنه سيكلف أكثر من APU أفقي. وأخيرًا ، إذا كانت هناك حاجة لتوربينات رياح بقوة 5 كيلوواط أو أكثر ، فأنت بحاجة إلى الاختيار بين "الشفرات" الأفقية المشتراة أو "المراكب الشراعية".
ملحوظة: تقدم العديد من الشركات المصنعة ، وخاصة من الطبقة الثانية ، مجموعات من الأجزاء التي يمكنك من خلالها تجميع مولد رياح بسعة تصل إلى 10 كيلو واط بنفسك. ستكلف هذه المجموعة 20-50 ٪ أرخص من المجموعة الجاهزة مع التثبيت. ولكن قبل الشراء ، من الضروري دراسة علم الهواء لموقع التثبيت المقترح بعناية ، ثم تحديد النوع والطراز المناسبين وفقًا للمواصفات.
يمكن لأجزاء من توربينات الرياح المنزلية قيد التشغيل أن تتجاوز سرعتها الخطية 120 أو حتى 150 م / ث ، وقطعة من أي مادة صلبة تزن 20 جم ، تطير بسرعة 100 م / ث ، مع ضربة "ناجحة" ، يقتل رجلا سليما على الفور. صفيحة من الصلب أو البلاستيك الصلب بسماكة 2 مم تتحرك بسرعة 20 م / ث وتقطعها إلى نصفين.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم توربينات الرياح التي تزيد عن 100 واط صاخبة جدًا. يولد الكثير منها تقلبات ضغط هواء منخفضة جدًا (أقل من 16 هرتز) - الأشعة تحت الصوتية. الأشعة تحت الصوتية غير مسموعة ، لكنها مدمرة للصحة ، وتنتشر على نطاق واسع.
ملحوظة: في أواخر الثمانينيات ، كانت هناك فضيحة في الولايات المتحدة - كان لابد من إغلاق أكبر مزرعة رياح في البلاد في ذلك الوقت. أثبت الهنود من المحمية على بعد 200 كيلومتر من ميدان APU في المحكمة أن الاضطرابات الصحية التي زادت بشكل حاد بعد تشغيل WPP ترجع إلى الموجات فوق الصوتية.
للأسباب المذكورة أعلاه ، يُسمح بتركيب APU على مسافة لا تقل عن 5 ارتفاعات من أقرب المباني السكنية. في ساحات المنازل الخاصة ، يمكنك تركيب توربينات رياح صناعية ، معتمدة بشكل مناسب. من المستحيل عمومًا تثبيت APU على الأسطح - أثناء تشغيلها ، حتى مع الأحمال منخفضة الطاقة ، تنشأ أحمال ميكانيكية متناوبة يمكن أن تسبب صدى لهيكل المبنى وتدميره.
ملحوظة: ارتفاع APU هو أعلى نقطة للقرص المسحوب (لدوارات الشفرة) أو الشكل الجيومري (لوحدة APU الرأسية مع الدوار على العمود). إذا كان صاري APU أو محور الدوار بارزًا لأعلى حتى أعلى ، فسيتم حساب الارتفاع من القمة - القمة.
يخضع مولد الرياح محلي الصنع لنفس قوانين الطبيعة مثل مصنع واحد ، محسوب على جهاز كمبيوتر. ويحتاج صانع المنزل إلى فهم أساسيات عمله جيدًا - في أغلب الأحيان لا يملك مواد ومعدات تكنولوجية باهظة الثمن تحت تصرفه. الديناميكا الهوائية لوحدة APU ، أوه ، ما مدى صعوبة ...
لحساب المصنع التسلسلي APU ، يسمى ب. نموذج الرياح الميكانيكية المسطحة. يعتمد على الافتراضات التالية:
في ظل هذه الظروف أقصى طاقةيتم حساب وحدات حجم الهواء وفقًا للمعادلة المدرسية ، بافتراض أن كثافة الهواء في الظروف العادية هي 1.29 كجم * متر مكعب. م عند سرعة رياح تبلغ 10 م / ث ، يحمل مكعب واحد من الهواء 65 جول ، ويمكن إزالة 650 وات من مربع واحد من سطح الدوار الفعال ، بكفاءة 100٪ لوحدة APU بأكملها. هذا نهج مبسط للغاية - يعلم الجميع أن الريح ليست مسطحة تمامًا. ولكن يجب القيام بذلك من أجل ضمان تكرار المنتجات - وهي ممارسة شائعة في التكنولوجيا.
لا ينبغي تجاهل النموذج المسطح ؛ فهو يوفر حدًا أدنى واضحًا من طاقة الرياح المتاحة. لكن الهواء ، أولاً ، مضغوط ، وثانيًا ، مائع جدًا (تبلغ اللزوجة الديناميكية 17.2 μPa * s فقط). هذا يعني أن التدفق يمكن أن يتدفق حول المنطقة المنجرفة ، مما يقلل من السطح الفعال و KIEV ، والذي غالبًا ما يتم ملاحظته. ولكن من حيث المبدأ ، يكون الوضع المعاكس ممكنًا أيضًا: حيث تتدفق الرياح إلى الدوار وستكون مساحة السطح الفعالة أكبر من السطح المكسور ، وستكون KIEV أكبر من 1 بالنسبة للرياح المسطحة.
هنا مثالان. الأول هو يخت ممتع ، ثقيل نوعًا ما ، يمكن لليخت أن يتحرك ليس فقط في مواجهة الريح ، ولكن أيضًا أسرع منه. الريح تعني الخارج. يجب أن تكون الريح الظاهرة أسرع ، وإلا فكيف تسحب السفينة؟
والثاني هو كلاسيكي من تاريخ الطيران. خلال اختبارات MIG-19 ، اتضح أن المعترض ، الذي كان أثقل وزنًا من مقاتلة الخطوط الأمامية ، تسارعت سرعته بشكل أسرع. مع نفس المحركات في نفس الطائرة الشراعية.
لم يعرف المنظرون ما يجب عليهم التفكير فيه ، وشككوا بجدية في قانون الحفاظ على الطاقة. في النهاية ، اتضح أنه كان مخروط هدية الرادار البارز من مدخل الهواء. من أنفه إلى الغلاف ، ظهر سدادة هوائية وكأنها تمزقها من الجوانب إلى ضواغط المحرك. منذ ذلك الحين ، أصبحت موجات الصدمات راسخة من الناحية النظرية باعتبارها مفيدة ، كما أن أداء الطيران الرائع للطائرات الحديثة يرجع إلى حد كبير إلى استخدامها الماهر.
ينقسم تطور الديناميكا الهوائية عادة إلى عصرين - قبل إن.جي.جوكوفسكي وبعده. كان تقريره "حول الدوامات المرفقة" في 15 تشرين الثاني (نوفمبر) 1905 هو البداية عهد جديدفي مجال الطيران.
قبل جوكوفسكي ، كانوا يطيرون على أشرعة مسطحة: كان من المفترض أن جزيئات التيار القادم تعطي كل زخمها إلى الحافة الأمامية للجناح. هذا جعل من الممكن التخلص على الفور من كمية المتجه - الزخم الزاوي - الذي أدى إلى ظهور رياضيات غاضبة وغير تحليلية في أغلب الأحيان ، للانتقال إلى علاقات طاقة بحتة أكثر ملاءمة ، ونتيجة لذلك الحصول على مجال الضغط المحسوب على مستوى المحمل ، يشبه إلى حد ما الحاضر.
مثل هذا النهج الآلي جعل من الممكن إنشاء مركبات يمكنها ، على الأقل ، أن تقلع وتطير من مكان إلى آخر ، وليس بالضرورة أن تتحطم على الأرض في مكان ما على طول الطريق. لكن الرغبة في زيادة السرعة والقدرة الاستيعابية وخصائص الطيران الأخرى كشفت أكثر فأكثر عن عيوب نظرية الديناميكا الهوائية الأصلية.
كانت فكرة جوكوفسكي هي: على طول الأسطح العلوية والسفلية للجناح ، ينتقل الهواء في مسار مختلف. من حالة استمرارية الوسط (لا تتشكل فقاعات الفراغ في الهواء من تلقاء نفسها) ، يترتب على ذلك أن تكون سرعات التدفقات العلوية والسفلية التي تنزل من الحافة الخلفية مختلفة. بسبب اللزوجة الصغيرة ولكن المحدودة للهواء ، يجب أن تتشكل الدوامة هناك بسبب الاختلاف في السرعات.
تدور الدوامة ، كما أن قانون الحفاظ على الزخم ، غير قابل للتغيير مثل قانون حفظ الطاقة ، صالح أيضًا للكميات المتجهة ، أي يجب أن تأخذ في الاعتبار اتجاه الحركة. لذلك ، هناك بالضبط ، عند الحافة الخلفية ، يجب تكوين دوامة دوارة معاكسة لها نفس عزم الدوران. بأي وسيلة؟ بسبب الطاقة التي يولدها المحرك.
بالنسبة لممارسة الطيران ، كان هذا يعني حدوث ثورة: من خلال اختيار المظهر الجانبي المناسب للجناح ، كان من الممكن ترك الدوامة المرفقة حول الجناح في شكل دوران Г ، مما يزيد من رفعه. بمعنى ، بعد قضاء جزء ، وللسرعات العالية وأحمال الجناح - جزء كبير ، قوة المحرك ، من الممكن إنشاء تدفق هواء حول الجهاز ، مما يسمح بتحقيق أفضل خصائص الطيران.
هذا جعل الطيران طيرانًا وليس جزءًا من علم الطيران: الآن يمكن للطائرة أن تخلق لنفسها البيئة اللازمة للطيران ولم تعد لعبة للتيارات الهوائية. كل ما تحتاجه هو محرك أقوى وأكثر قوة ...
لكن طاحونة الهواء ليس بها محرك. على العكس من ذلك ، يجب أن تأخذ الطاقة من الرياح وتعطيها للمستهلكين. وهنا يخرج - سحب ساقيه ، وتعثر الذيل. تم السماح بطاقة الرياح قليلة جدًا في دوران الدوار الخاص - سيكون ضعيفًا ، وستكون قوة دفع الشفرات منخفضة ، وستكون KIEV والطاقة منخفضة. دعونا نعطي الكثير للتداول - سيكون الدوار في وضع التشغيل تسكعتدور كالمجانين ، لكن المستهلكين يحصلون مرة أخرى على القليل: لقد أعطوا القليل من الحمل ، والدوار مكابح ، وانفجرت الرياح عن الدورة الدموية ، وأصبح الدوار.
قانون الحفاظ على الطاقة " المعنى الذهبي»يعطي فقط في المنتصف: نعطي 50٪ من الطاقة للحمل ، وبالنسبة للنسبة الـ 50٪ المتبقية نقوم بلف التدفق إلى المستوى الأمثل. تؤكد الممارسة الافتراضات: إذا كانت كفاءة مروحة سحب جيدة 75-80 ٪ ، فإن KIEV ، تمامًا كما تم حسابه بعناية ونفخه في نفق هوائي ، يصل دوار الشفرة إلى 38-40 ٪ ، أي ما يصل إلى نصف ما يمكن تحقيقه مع وجود فائض من الطاقة.
في الوقت الحاضر ، تتحرك الديناميكا الهوائية ، المسلحة بالرياضيات وأجهزة الكمبيوتر الحديثة ، بشكل متزايد بعيدًا عن شيء حتمي وتبسيط النماذج إلى وصف دقيق لسلوك جسم حقيقي في تدفق حقيقي. وهنا ، بالإضافة إلى الخط العام - القوة والقوة والمزيد من القوة! - تم العثور على مسارات جانبية ، لكنها واعدة بكمية محدودة من الطاقة التي تدخل النظام.
ابتكر الطيار البديل الشهير بول ماكريدي طائرة في الثمانينيات ، بمحركين من منشار كهربائي بقوة 16 حصان. عرض 360 كم / ساعة. علاوة على ذلك ، كان هيكلها دراجة ثلاثية العجلات غير قابل للسحب ، وكانت العجلات بدون إنسيابية. لم تدخل أي سيارة من سيارات ماكريدي عبر الإنترنت وذهبت في حالة تأهب ، لكن اثنتين - واحدة بمحركات ومراوح مكبسية ، والأخرى نفاثة - طارت حول العالم لأول مرة في التاريخ دون أن تهبط في محطة وقود واحدة.
كما أثر تطور النظرية بشكل كبير على الأشرعة التي ولدت الجناح الأصلي. سمحت الديناميكا الهوائية "الحية" لليخوت بالرياح في 8 عقدة. الوقوف على القارب المحلق (انظر الشكل) ؛ لتسريع مثل هذا الهائل إلى السرعة المطلوبة باستخدام المروحة ، يلزم محرك لا يقل عن 100 حصان. تبحر زوارق السباق بسرعة 30 عقدة في نفس الريح. (55 كم / ساعة).
هناك أيضًا اكتشافات غير تافهة تمامًا. عشاق الرياضة الأكثر ندرة والأكثر تطرفًا - القفز الأساسي - يرتدون بذلة خاصة بجناحين ، بذلة مجنحة ، يطيرون بدون محرك ، مناورة ، بسرعة تزيد عن 200 كم / ساعة (الصورة على اليمين) ، ثم يهبطون بسلاسة في مكان محدد مسبقًا. في أي حكاية خرافية يطير الناس بمفردهم؟
تم أيضًا حل العديد من أسرار الطبيعة ؛ على وجه الخصوص - رحلة خنفساء. وفقًا للديناميكا الهوائية الكلاسيكية ، فهي غير قادرة على الطيران. وبنفس الطريقة مثل سلف الطائرة F-117 "الشبح" بجناحها الماسي الشكل ، فإنها أيضًا غير قادرة على الإقلاع. و MiG-29 و Su-27 ، اللتان يمكن لبعض الوقت أن تطير بذيلهما إلى الأمام ، لا تتناسبان مع أي أفكار على الإطلاق.
ولماذا ، إذن ، التعامل مع توربينات الرياح ، ليس متعة وليس أداة لتدمير نوعها ، ولكن مصدر لمصدر حيوي ، هل من الضروري الرقص دون أن تفشل نظرية التيارات الضعيفة بنموذج الرياح المسطحة؟ هل حقا لا توجد طريقة للمضي قدما؟
ومع ذلك ، لا ينبغي بأي حال من الأحوال التخلي عن الكلاسيكيات. إنه يوفر أساسًا ، دون الاعتماد على أنه لا يمكن للمرء أن يرتقي. بنفس الطريقة التي لا تلغي بها نظرية المجموعات جدول الضرب ، والديناميكا اللونية الكمومية لا تجعل التفاح يطير من فوق الأشجار.
إذن ما الذي يمكن أن تتوقعه من النهج الكلاسيكي؟ دعونا نلقي نظرة على الصورة. اليسار - أنواع الدوارات ؛ يتم عرضها بشكل مشروط. 1 - دائري عمودي ، 2 - عمودي متعامد (توربينات الرياح) ؛ 2-5 - دوارات ذات شفرات بعدد مختلف من الشفرات مع ملفات تعريف محسّنة.
على اليمين ، على طول المحور الأفقي ، يتم رسم سرعة الدوار النسبية ، أي نسبة السرعة الخطية للشفرة إلى سرعة الرياح. عمودي لأعلى - KIEV. وهبوط - مرة أخرى ، عزم الدوران النسبي. يعتبر عزم الدوران الفردي (100٪) هو الذي يخلق دوارًا مكبحًا بقوة في التدفق بنسبة 100٪ KIEV ، أي. عندما يتم تحويل كل طاقة التدفق إلى قوة دوارة.
هذا النهج يسمح لاستنتاجات بعيدة المدى. على سبيل المثال ، يجب اختيار عدد الشفرات ليس فقط وليس كثيرًا وفقًا لسرعة الدوران المطلوبة: 3 و 4 شفرات تفقد على الفور الكثير من حيث KIEV وعزم الدوران مقارنة بـ 2 و 6 شفرات تعمل بشكل جيد في نفس نطاق السرعة تقريبًا. وللمتعامد الدائري والمتعامد المتشابه ظاهريًا خصائص مختلفة اختلافًا جوهريًا.
بشكل عام ، يجب إعطاء الأفضلية لدوارات الشفرة ، باستثناء الحالات التي تتطلب أقل تكلفة وبساطة وتشغيل ذاتي بدون صيانة بدون أتمتة ، ويكون الرفع إلى الصاري أمرًا مستحيلًا.
ملحوظة: دعنا نتحدث عن الدوارات الشراعية على وجه الخصوص - لا يبدو أنها تتناسب مع الكلاسيكيات.
تتمتع وحدات APU ذات المحور الرأسي للدوران بميزة لا جدال فيها في الحياة اليومية: حيث تتركز وحداتها التي تتطلب الصيانة في الأسفل ولا توجد حاجة لرفعها. لا يزال هناك ، وحتى ذلك الحين ليس دائمًا ، محمل دفع ذاتي المحاذاة ، لكنه قوي ودائم. لذلك ، عند تصميم توربينات رياح بسيطة ، يجب أن يبدأ اختيار الخيارات بوحدات عمودية. أنواعها الرئيسية موضحة في الشكل.
في الموضع الأول - الأبسط ، وغالبًا ما يطلق عليه دوار سافونيوس. في الواقع ، تم اختراعه في عام 1924 في الاتحاد السوفياتي بواسطة Ya. A. و A. لكن الإدخال في مصير الاختراع يعني الكثير ، لذلك ، من أجل عدم إثارة الماضي وعدم إزعاج رماد الموتى ، سنسمي هذه التوربينات الريحية دوار فورونين سافونيوس ، أو باختصار VS .
VS جيد لمنشئ المنزل ، باستثناء KIEV "القاطرة" بنسبة 10-18٪. ومع ذلك ، فقد عملوا عليه كثيرًا في الاتحاد السوفياتي ، وهناك بعض التطورات. أدناه سننظر في تصميم محسّن ، ليس أكثر تعقيدًا ، ولكن وفقًا لـ KIEV يعطي السبق للشفرات.
ملحوظة: الطائرة ذات الشفرتين لا تدور بل تهتز ؛ الشفرات الأربعة أكثر سلاسة قليلاً ، لكنها تفقد الكثير في KIEV. لتحسين 4 - يتم حمل "الحوض الصغير" في أغلب الأحيان على طابقين - زوج من الشفرات في الأسفل ، وزوج آخر ، يتم تدويرهما بزاوية 90 درجة أفقيًا ، فوقهما. يبقى KIEV ، وتضعف الأحمال الجانبية على الميكانيكا ، لكن أحمال الانحناء تزداد قليلاً ، ومع رياح تزيد عن 25 م / ث ، مثل APU على العمود ، أي بدون تحمل الجزء المتحرك الممتد بواسطة الأكفان ، "يمزق البرج".
التالي هو دوار داريوس. KIEV - حتى 20٪. إنه أبسط: الشفرات مصنوعة من شريط مرن بسيط بدون أي ملف تعريف. لم يتم تطوير نظرية الدوار لداريوس بشكل كافٍ بعد. من الواضح فقط أنه يبدأ في الاسترخاء بسبب الاختلاف في المقاومة الديناميكية الهوائية للسنام وجيب الشريط ، ثم يصبح سريعًا نوعًا ما ، ويشكل دورانه الخاص.
عزم الدوران صغير ، وفي مواضع بدء الدوار لا يوجد موازٍ أو عمودي للريح على الإطلاق ، لذا فإن الدوران الذاتي ممكن فقط مع عدد فردي من الشفرات (الأجنحة؟). على أي حال ، فإن الحمل من يجب فصل المولد أثناء الدوران.
يحتوي دوار Darrieus على نوعين من الصفات السيئة الأخرى. أولاً ، أثناء الدوران ، يصف متجه الدفع للشفرة ثورة كاملة بالنسبة لتركيزها الديناميكي الهوائي ، وليس بسلاسة ، ولكن في الهزات. لذلك ، فإن دوار Darrieus يكسر ميكانيكا بسرعة حتى في ظل ريح متساوية.
ثانيًا ، داريا لا تصدر ضوضاء فحسب ، بل تصرخ وتصرخ لدرجة أن الشريط ينكسر. هذا بسبب اهتزازها. وكلما زاد عدد الشفرات ، كان الزئير أقوى. لذلك ، إذا تم تصنيع داريا ، فهي ذات شفرتين ، مصنوعة من مواد عالية القوة لامتصاص الصوت (ألياف الكربون ، مايلر) ، ويتم تكييف طائرة صغيرة للغزل في منتصف عمود الصاري.
على نقاط البيع. 3 - الدوار المتعامد الرأسي ذو الشفرات الجانبية. متعامد لأن الأجنحة تبرز عموديا. الانتقال من VS إلى المتعامد موضح في الشكل. اليسار.
يمكن أن تكون زاوية تركيب الشفرات بالنسبة إلى ظل الدائرة التي تلامس البؤر الديناميكية الهوائية للأجنحة إما موجبة (في الشكل) أو سالبة ، وفقًا لقوة الرياح. في بعض الأحيان ، يتم تدوير الشفرات ويتم وضع عربات الطقس عليها ، وتحمل تلقائيًا "ألفا" ، ولكن غالبًا ما تنكسر هذه الهياكل.
يسمح لك الجسم المركزي (الأزرق في الشكل) بإحضار KIEV إلى ما يقرب من 50٪. لكن نظرية المتعامد تعطي العدد الأمثل للشفرات بشكل لا لبس فيه: يجب أن يكون هناك 3 منها بالضبط.
متعامد يشير إلى توربينات الرياح عالية السرعة مع OSS ، أي يتطلب بالضرورة ترقية أثناء التكليف وبعد الهدوء. يتم إنتاج وحدات APU التسلسلية غير المراقبة بسعة تصل إلى 20 كيلو وات وفقًا للمخطط المتعامد.
دوار Helicoid ، أو دوار Gorlov (مفتاح 4) - نوع من المتعامد ، يوفر دورانًا موحدًا ؛ المتعامد مع الأجنحة المستقيمة "تمزقات" أضعف قليلاً من ذات الشفرتين BC. إن ثني الشفرات على طول الحلزوني يجعل من الممكن تجنب خسائر KIEV بسبب انحناءها. على الرغم من أن الشفرة المنحنية ترفض جزءًا من التدفق دون استخدامه ، فإنها تقوم أيضًا بدفع جزء منه إلى المنطقة ذات السرعة الخطية الأعلى ، لتعويض الخسائر. يتم استخدام الهليكويدات في كثير من الأحيان أقل من توربينات الرياح الأخرى ، لأن نظرًا لتعقيد التصنيع ، فقد أصبحوا أكثر تكلفة من نظرائهم من نفس الجودة.
5 نقاط البيع. - دوار من النوع BC ، محاط بدوارات توجيه ؛ يظهر مخططها في الشكل. على اليمين. نادرا ما توجد في التصميم الصناعي ، لأن إن حيازة الأراضي باهظة الثمن لا تعوض عن الزيادة في السعة ، كما أن استهلاك المواد وتعقيد الإنتاج كبير. لكن باني المنزل الذي يخاف من العمل لم يعد سيدًا ، بل أصبح مستهلكًا ، وإذا لم تكن هناك حاجة إلى أكثر من 0.5-1.5 كيلو واط ، فعندئذٍ له معلومة:
في الستينيات في الاتحاد السوفياتي ، حصل بيريوكوف على براءة اختراع لوحدة APU دائرية بنسبة 46 ٪ KIEV. بعد ذلك بقليل ، حقق V. Blinov 58 ٪ من التصميم بناءً على نفس مبدأ KIEV ، لكن لا توجد بيانات حول اختباراته. وأجرى طاقم مجلة Inventor and Rationalizer اختبارات واسعة النطاق للقوات المسلحة في بيريوكوف. دوار ذو طابقين يبلغ قطره 0.75 متر وارتفاعه 2 متر مع رياح جديدة تدور بكامل طاقتها مولد غير متزامن 1.2 كيلو واط وتحمل 30 م / ث دون أن ينكسر. تظهر رسومات بيريوكوف APU في الشكل.
تلقى بيريوكوف العديد من شهادات حقوق النشر لوحدة APU الخاصة به. أولاً ، لاحظ قطع الدوار. عند التسارع ، تعمل مثل الطائرة ، مما يخلق لحظة انطلاق رائعة. مع تقدم الدوران ، يتم إنشاء وسادة دوامة في الجيوب الخارجية للشفرات. من وجهة نظر الرياح ، تصبح الشفرات محددة ، ويتحول الدوار إلى متعامد عالي السرعة ، مع تغيير المظهر الجانبي الافتراضي وفقًا لقوة الرياح.
ثانيًا ، تعمل القناة المحددة بين الشفرات في نطاق سرعة التشغيل كجسم مركزي. إذا زادت الرياح ، فسيتم أيضًا إنشاء وسادة دوامة تمتد إلى ما بعد الدوار. تظهر الشرنقة الدوامة نفسها حول APU مع دوارات التوجيه. يتم أخذ الطاقة اللازمة لإنشائها من الريح ، ولم تعد كافية لتكسير طاحونة الهواء.
ثالثًا ، تم تصميم جهاز التحكم في السرعة بشكل أساسي للتوربين. إنه يحافظ على معدل دورانها بشكل مثالي من وجهة نظر KIEV. ويتم ضمان السرعة المثلى للمولد من خلال اختيار نسبة التروس للميكانيكيين.
ملاحظة: بعد المنشورات في IR لعام 1965 ، غرقت القوات المسلحة الأوكرانية Biryukova في غياهب النسيان. ولم يتلق صاحب البلاغ أي رد من السلطات. مصير العديد من الاختراعات السوفيتية. يقولون إن بعض اليابانيين أصبحوا مليارديرًا ، يقرؤون بانتظام المجلات التقنية الشعبية السوفيتية ويسجلون براءات اختراع لكل ما يستحق الاهتمام.
كما ذكر أعلاه ، فإن توربينات الرياح الأفقية ذات الشفرة الدوارة هي الأفضل في الكلاسيكيات. لكنه يحتاج أولاً إلى رياح مستقرة متوسطة القوة على الأقل. ثانيًا ، إن بناء DIYer محفوف بالكثير من المزالق ، ولهذا السبب غالبًا ما تضيء ثمرة العمل الشاق الطويل ، في أحسن الأحوال ، المرحاض أو الرواق أو الشرفة ، أو حتى يتضح أنها قادرة فقط على حل نفسها.
حسب المخططات في الشكل. دعونا نلقي نظرة فاحصة؛ المناصب:
ملحوظة: الحماية من الإعصار لريشة أفقية يبلغ قطرها أكثر من 1 متر ضرورية للغاية ، لأن إنه غير قادر على صنع شرنقة دوامة حول نفسه. بأبعاد أصغر ، يمكن تحقيق قدرة تحمل الدوار تصل إلى 30 م / ث باستخدام شفرات البروبيلين.
فأين العثرة إذن؟
توقع تحقيق طاقة على عمود المولد تزيد عن 150-200 واط على شفرات من أي حجم ، مقطوعة من جدار سميك انبوب بلاستيكي، كما ينصح في كثير من الأحيان - آمال داهية ميؤوس منها. الريشة المصنوعة من الأنبوب (ما لم تكن سميكة جدًا بحيث يتم استخدامها ببساطة فارغة) سيكون لها ملف تعريف مجزأ ، أي سيكون قمته ، أو كلاهما ، أقواسًا دائرية.
الملامح المجزأة مناسبة لوسط غير قابل للضغط ، مثل القوارب المائية أو شفرات المروحة. بالنسبة للغازات ، هناك حاجة إلى شفرة ذات مقطع جانبي متغير ودرجة حرارة متغيرة ، على سبيل المثال ، انظر الشكل ؛ يمتد - 2 متر. سيكون منتجًا معقدًا ويستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب حسابًا دقيقًا مسلحًا بالكامل بالنظرية ، والنفخ في أنبوب واختبارات واسعة النطاق.
عندما يتم تثبيت الدوار مباشرة على عمود الدوران ، فإن المحمل القياسي سوف ينكسر قريبًا - لا يحدث نفس الحمل على جميع الشفرات في توربينات الرياح. أنت بحاجة إلى عمود وسيط مع محمل دعم خاص وناقل ميكانيكي منه إلى المولد. بالنسبة لتوربينات الرياح الكبيرة ، يتم أخذ محمل مزدوج الصف ذاتي المحاذاة ؛ الخامس أفضل الموديلات- ثلاث طبقات ، التين. د في الشكل. فوق. هذا يسمح لعمود الدوار ليس فقط بالانحناء قليلاً ، ولكن أيضًا للتحرك قليلاً من جانب إلى آخر أو لأعلى ولأسفل.
ملحوظة: استغرق الأمر حوالي 30 عامًا لتطوير محمل الدفع لـ EuroWind APU.
يظهر مبدأ عملها في FIG. ج- تتزايد الريح وتضغط على الجرافة ، ويمتد الزنبرك ، وتتقلبات الدوار ، وتسقط ثوراته ، وفي النهاية تصبح موازية للتيار. يبدو أن كل شيء على ما يرام ، لكنه كان سلسًا على الورق ...
في يوم عاصف ، حاول إمساك غطاء الغليان أو قدر كبير من المقبض الموازي للرياح. فقط بعناية - يمكن لقطعة حديد مملوءة أن تضرب الوجه بطريقة تحك الأنف ، أو تقطع الشفة ، أو حتى تقطع العين.
تحدث الرياح المسطحة فقط في الحسابات النظرية وبدقة كافية للممارسة في أنفاق الرياح. في الواقع ، فإن توربينات الرياح في الأعاصير مع مجرفة الإعصار تتلف أكثر من التوربينات التي لا حول لها ولا قوة. من الأفضل تغيير الشفرات الملتوية بعد كل شيء بدلاً من القيام بكل شيء مرة أخرى. الخامس المنشآت الصناعية- شيء آخر. هناك ، تتم مراقبة درجة صوت الشفرات ، كل منها على حدة ، وتعديلها عن طريق الأتمتة تحت سيطرة جهاز كمبيوتر على اللوحة. وهي مصنوعة من مركبات شديدة التحمل ، وليس من أنابيب المياه.
هذا موقع يتم خدمته بانتظام. يعرف أي مهندس طاقة أن المجمع الذي يحتوي على فرش يحتاج إلى التنظيف والتشحيم والتنظيم. والصاري مصنوع من أنبوب ماء. لن تدخل ، مرة واحدة في الشهر أو شهرين سوف تضطر إلى رمي الطاحونة بالكامل على الأرض ثم رفعها مرة أخرى. إلى متى سيستمر من مثل هذا "المنع"؟
ولكن مع انخفاض حجم الريشة ، تقع الصعوبات على طول مربع قطر العجلة. من الممكن بالفعل تصنيع وحدة APU ذات ريش أفقي بمفردنا بطاقة تصل إلى 100 وات. 6 شفرات ستكون الأمثل. مع المزيد من الشفرات ، سيكون قطر الدوار لنفس القوة أصغر ، ولكن سيكون من الصعب تثبيتها بإحكام على المحور. يمكن تجاهل الدوارات التي تقل عن 6 شفرات: تحتاج الشفرة ذات 100 وات 2 إلى دوار 6.34 م ، بينما تحتاج الشفرة ذات 4 شفرات من نفس الطاقة إلى 4.5 م. بالنسبة للشفرات ذات الشفرات الستة ، يتم التعبير عن العلاقة بين القوة والقطر على النحو التالي :
الأفضل هو الاعتماد على قوة 10-20 واط. أولاً ، لن تصمد الشفرة البلاستيكية التي يزيد ارتفاعها عن 0.8 متر عن الرياح التي تتجاوز 20 م / ث بدون تدابير حماية إضافية. ثانيًا ، بامتداد شفرة يصل إلى 0.8 متر ، لن تتجاوز السرعة الخطية لنهاياتها سرعة الرياح بأكثر من ثلاث مرات ، ويتم تقليل متطلبات التنميط مع الالتواء بأوامر من حيث الحجم ؛ هنا "حوض" مع ملف تعريف مجزأ من أنبوب ، نقاط البيع. ب في الشكل. وستوفر 10-20 واط الطاقة للجهاز اللوحي أو إعادة شحن الهاتف الذكي أو إضاءة ضوء التدبير المنزلي.
بعد ذلك ، حدد المولد. المحرك الصيني مثالي - محور عجلات للدراجات الكهربائية ، نقاط البيع. 1 في الشكل. تبلغ قوتها كمحرك 200-300 واط ، ولكن في وضع المولد ستعطي حوالي 100 واط. ولكن هل يناسبنا من حيث حجم المبيعات؟
مؤشر السرعة z لـ 6 شفرات هو 3. معادلة حساب سرعة الدوران تحت الحمل هي N = v / l * z * 60 ، حيث N هي سرعة الدوران ، 1 / min ، v هي سرعة الرياح ، و l هي محيط الدوار. بامتداد شفرة 0.8 متر ورياح 5 م / ث ، نحصل على 72 دورة في الدقيقة ؛ بسرعة 20 م / ث - 288 دورة في الدقيقة. تدور عجلة الدراجة بنفس السرعة تقريبًا ، لذلك سنزيل 10-20 واط من مولد قادر على إعطاء 100. يمكنك تثبيت الدوار مباشرة على عمود الدوران.
ولكن بعد ذلك تظهر المشكلة التالية: بعد أن أنفقنا الكثير من العمل والمال ، على الأقل من أجل محرك ، حصلنا على ... لعبة! ما هو 10-20 ، حسنًا ، 50 واط؟ ولا يمكنك صنع طاحونة ذات شفرات قادرة على تشغيل جهاز تلفزيون على الأقل في المنزل. هل من الممكن شراء مولد رياح صغير جاهز وهل سيكلف أقل؟ قدر الإمكان ، وحتى أرخص ، انظر نقاط البيع. 4 و 5. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون أيضًا متحركًا. ضعه على جذع شجرة - واستخدمه.
الخيار الثاني هو إذا كان محرك السائر موجودًا في مكان ما من محرك قديم بحجم 5 أو 8 بوصات ، أو من محرك ورقي أو عربة طابعة نفث الحبر أو طابعة نقطية غير صالحة للاستعمال. يمكن أن يعمل كمولد ، ومن الأسهل إرفاق دوار دوار من العلب (مفتاح 6) به بدلاً من تجميع هيكل مثل ذلك الموضح في نقاط البيع. 3.
بشكل عام ، الاستنتاج حول "الشفرات" لا لبس فيه: مصنوعة في المنزل - على الأرجح من أجل تعديل محتوى قلبك ، ولكن ليس لإنتاج طاقة حقيقي على المدى الطويل.
يُعرف مولد رياح الإبحار منذ فترة طويلة ، لكن الألواح اللينة لشفراته (انظر الشكل) بدأت مع ظهور الأقمشة والأغشية الاصطناعية عالية القوة المقاومة للاهتراء. يتم توزيع طواحين الهواء متعددة الشفرات المزودة بأشرعة صلبة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم كمحرك لمضخات المياه الأوتوماتيكية منخفضة الطاقة ، ولكن بياناتها الفنية أقل حتى من بيانات الدوارات.
ومع ذلك ، يبدو أن الشراع الناعم مثل جناح الطاحونة ليس بهذه البساطة. لا يتعلق الأمر بمقاومة الرياح (لا يحد المصنعون من الحد الأقصى لسرعة الرياح المسموح بها): تعرف اليخوت الشراعية بالفعل أنه يكاد يكون من المستحيل أن تكسر الرياح أشرعة برمودا. وبدلاً من ذلك ، فإن الصفيحة ستمزق ، أو تنكسر الصاري ، أو ستؤدي السفينة بأكملها إلى "منعطف زائد". يتعلق الأمر بالطاقة.
لسوء الحظ ، لا يمكن العثور على بيانات اختبار دقيقة. وفقًا لتعليقات المستخدمين ، كان من الممكن وضع تبعيات "اصطناعية" لتركيب توربينات الرياح - 4.380 / 220.50 المنتجة في تاجانروج بقطر عجلة رياح يبلغ 5 أمتار ، ووزن رأس الرياح 160 كجم وسرعة دوران تبلغ ما يصل إلى 40 دورة في الدقيقة ؛ تظهر في الشكل.
بالطبع ، لا يمكن أن تكون هناك ضمانات للموثوقية بنسبة 100٪ ، ولكن مع ذلك فمن الواضح أنه لا توجد علامة على وجود نموذج ميكانيكي مسطح هنا. لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تعطي عجلة طولها 5 أمتار على رياح مسطحة تبلغ 3 م / ث حوالي 1 كيلو وات ، عند 7 م / ث لتصل إلى هضبة في السلطة ثم تبقيها حتى هبوب عاصفة شديدة. بالمناسبة ، يعلن المصنعون أنه يمكن الحصول على 4 كيلو واط عند 3 م / ث ، ولكن عند تثبيتها من قبل قواتهم وفقًا لنتائج دراسات علم الهواء المحلية.
لا توجد نظرية كمية أيضًا ؛ تفسيرات المطورين غامضة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الناس يشترون توربينات الرياح تاغانروغ ، وهم يعملون ، يبقى افتراض أن الدوران المخروطي المعلن والتأثير الدافع ليسا خيالين. على أي حال ، فهي ممكنة.
ثم اتضح أنه قبل الدوار ، وفقًا لقانون الحفاظ على الزخم ، يجب أن تكون هناك أيضًا دوامة مخروطية ، ولكنها تتمدد وبطيئة. وسيؤدي مثل هذا القمع إلى دفع الريح إلى الدوار ، وسيصبح سطحه الفعال أكثر انجرافًا ، و KIEV - أكثر من الوحدة.
يمكن إلقاء الضوء على هذا السؤال عن طريق القياسات الميدانية لمجال الضغط أمام الدوار ، على الأقل باستخدام اللاسائلية المنزلية. إذا اتضح أنه أعلى من الجانب إلى الجانب ، فعندئذٍ ، تعمل وحدات APU الشراعية بالفعل مثل ذباب الخنفساء.
مما قيل أعلاه ، من الواضح أنه من الأفضل لبناة المنازل أن يأخذوا المراكب الشراعية أو العمودية. لكن كلاهما بطيء للغاية ، والانتقال إلى مولد عالي السرعة عمل غير ضروري وتكاليف وخسائر غير ضرورية. هل يمكنك صنع مولد كهربائي فعال منخفض السرعة بنفسك؟
نعم ، يمكنك ، باستخدام مغناطيس مصنوع من سبيكة النيوبيوم ، ما يسمى ب. مغناطيسات فائقة. تظهر عملية تصنيع الأجزاء الرئيسية في الشكل. الملفات - كل من 55 لفة من الأسلاك النحاسية 1 مم في عزل المينا عالي القوة المقاوم للحرارة ، FEMM ، PETV ، إلخ. ارتفاع اللفات 9 ملم.
انتبه للممرات الرئيسية في نصفي الدوار. يجب أن تكون موجودة بحيث المغناطيس (يتم لصقها على الدائرة المغناطيسية بالإيبوكسي أو الأكريليك) بعد التجميع تأتي مع أقطاب متقابلة. يجب أن تكون "الفطائر" (النوى المغناطيسية) مصنوعة من مغناطيس مغناطيسي ناعم ؛ ستفعل الفولاذ الهيكلي العادي. سمك "الفطائر" 6 مم على الأقل.
بشكل عام ، من الأفضل شراء مغناطيس بفتحة محورية وشدها بمسامير ؛ المغناطيسات الفائقة تجتذب بقوة رهيبة. لنفس السبب ، يتم وضع فاصل أسطواني بارتفاع 12 مم على العمود بين "الفطائر".
ترتبط اللفات التي تشكل أجزاء الجزء الثابت وفقًا للمخططات الموضحة أيضًا في الشكل. لا ينبغي شد الأطراف الملحومة ، ولكن يجب أن تشكل حلقات ، وإلا فإن الإيبوكسي الذي سيملأ الجزء الثابت ، المتصلب ، قد يكسر الأسلاك.
يُسكب الجزء الثابت في القالب بسمك 10 مم. ليست هناك حاجة للتوسيط والتوازن ، فالجزء الثابت لا يدور. الفجوة بين العضو الدوار والجزء الثابت 1 مم على كل جانب. يجب تثبيت الجزء الثابت في مبيت المولد بإحكام ليس فقط ضد الإزاحة المحورية ، ولكن أيضًا ضد الدوران ؛ سوف يسحبه المجال المغناطيسي القوي مع وجود تيار في الحمل.
وماذا لدينا في النهاية؟ يُفسر الاهتمام بـ "الشفرات" بدلاً من ذلك من خلال كونها مذهلة مظهر خارجيمن الأداء الفعلي في تصميم محلي الصنع وبطاقة منخفضة. ستوفر وحدة APU الدوارة ذاتية الصنع طاقة "الاستعداد" لشحن بطارية السيارة أو توفير الطاقة لمنزل صغير.
ولكن مع APU الإبحار ، يجدر تجربة الأساتذة بخط إبداعي ، خاصة في نسخة مصغرة ، بقطر عجلة من 1-2 متر. إذا كانت افتراضات المطورين صحيحة ، فسيكون من الممكن إزالتها ، عن طريق مولد المحرك الصيني الموصوف أعلاه ، كل 200-300 واط.
قال أندريه:
شكرًا لك على استشارتك المجانية ... والأسعار "من الشركات" ليست باهظة حقًا ، وأعتقد أن الحرفيين من المقاطعات سيكونون قادرين على صنع مولدات مشابهة لمولداتك. ويمكن طلب بطاريات Li-po من الصين ، العواكس في تشيليابينسك تصنع جيوبًا جيدة جدًا) والأشرعة أو الشفرات أو الدوارات - وهذا سبب آخر لرحلة تفكير رجالنا الروس المفيدين.
قال إيفان:
سؤال:
بالنسبة لتوربينات الرياح ذات المحور الرأسي (الموضع 1) ونسخة "لينز" ، من الممكن إضافة تفاصيل إضافية - المكره الذي يتعرض للرياح ويغلق الجانب غير المجدي منه (باتجاه الريح) . أي أن الريح لن تبطئ النصل ، لكن هذه "الشاشة". الاستقرار في مهب الريح مع وجود "الذيل" خلف الطاحونة نفسها أسفل وفوق الريش (النتوءات). قرأت المقال وولدت فكرة.
بالنقر فوق الزر "إضافة تعليق" ، أوافق على الموقع.
العديد من الملاك بيوت البلدترغب في استخدام مصادر الطاقة البديلة. ولدى سكان شقق المدينة رأي مماثل بسبب الزيادة المستمرة في تكلفة الكهرباء. إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك تجميع مولد رياح بسيط وتثبيته على موقعك.
قبل البدء في إنشاء مولد للرياح بيديك ، يجب أن تفهم شرعية استخدام هذه الوحدة. لتزويد كوخ صيفي بالكهرباء ، يكفي استخدام منشآت بسعة لا تتجاوز 1 كيلو واط. على أراضي روسيا ، يُعتبرون منزليين ، ولا يتطلب استخدامها تصريحًا أو شهادة.
كما أن الدولة لا تفرض ضرائب إضافية على إنتاج الطاقة لتلبية احتياجات الأسرة. نتيجة لذلك ، يمكنك جمع توربينات الرياح بأمان بأيديكم لمنزلك واستخدام الكهرباء المجانية. ومع ذلك ، فإن الأمر يستحق التشاور بالإضافة إلى ذلك السلطات المحليةالسلطات لوجود أي لوائح قانونية بشأن هذه المسألة.
بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي لأحد أن يستبعد إمكانية تقديم شكاوى من الجيران إذا بدأوا في الشعور بالإزعاج عند استخدام هذه الوحدة. بعد أن قررت تجميع مولد الرياح بيديك ، يجب الانتباه إلى العديد من معلماته:
بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هناك مطالبات من الخدمات البيئية إذا كانت توربينات الرياح تتداخل مع هجرة الطيور. ومع ذلك ، فإن مثل هذا الوضع غير محتمل للغاية.
مولد الرياح هو جهاز يحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية مع تحويلها لاحقًا إلى طاقة كهربائية. يحدث هذا بسبب دوران دوار المولد. تتكون الوحدة من العناصر التالية:
تعمل ثلاث قوى على الشفرات ، اثنتان منها ، رفع ودفع ، تتغلب على الثالثة (الكبح) وتحرك دولاب الموازنة. حركة دورانيةينتقل إلى دوار المولد ، وعندما يدور ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي في الجزء الثابت. نتيجة لذلك ، يظهر تيار متناوب ، يتم تحويله بعد ذلك إلى تيار مباشر باستخدام وحدة تحكم خاصة وشحن البطارية.
عادة ما يتم تصنيف التركيبات الكهربائية من هذا النوع وفقًا لعدة معايير. يمكن اعتبار أحد أهمها عدد الشفرات ، حيث تبدأ الشفرات متعددة الشفرات في العمل حتى مع وجود رياح ضعيفة. بعد أن قررت تجميع مولد رياح لمنزلك بيديك ، يجب أن تتذكر أن الشفرات يمكن أن تكون شراعًا أو صلبة. أسهل طريقة هي صنع منتجات من النوع الأول ، لكنها ليست متينة للغاية وتتطلب إصلاحات متكررة.
تختلف توربينات الرياح أيضًا في موقع محور الدوران - أفقيًا وعموديًا. كل من هذه الأنواع له مزايا وعيوب. إذا كانت الأجهزة الرأسية أكثر حساسية ، فإن الأجهزة الأفقية تكون ذات طاقة عالية. العلامة الأخيرة لتصنيف توربينات الرياح هي درجة ثابتة أو متغيرة. في المنزل ، من الأسهل تجميع وحدة من النوع الأول.
من السهل جدًا تجميع مزرعة الرياح هذه بيديك. في الوقت نفسه ، ستكون سعتها كافية لتلبية جميع احتياجات الطاقة الكهربائية في منطقة الحديقة.
يمكن لمالكي المنازل الريفية التركيز بأمان على المنشآت بسعة حوالي 1.5 كيلو واط. سيكون أبسط جهاز عبارة عن وحدة ذات محور دوران عمودي. لإنشائه ، ستحتاج إلى الأجزاء والمواد التالية:
بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج إلى براغي بها صواميل وأداة قياس وطاحونة أو مقص معدني ومثقاب.
سيكون أساس الوحدة المستقبلية عبارة عن حاوية أسطوانية ، على سبيل المثال ، برميل أو دلو. من الضروري وضع العلامات عليها ، وتقسيم الحاوية إلى أربعة أجزاء متساوية. بعد ذلك ، يجب قطع المعدن (ليس تمامًا) للحصول على الشفرات. يتم حفر الثقوب في البكرة وقاع الحاوية ، والتي يجب أن تكون متناسقة بدقة حتى لا يحدث خلل أثناء التشغيل.
بعد ذلك ، يتم ثني الشفرات مع مراعاة اتجاه دوران المولد المستخدم ، غالبًا في اتجاه عقارب الساعة. يجب أن نتذكر أيضًا أن زاوية الانحناء للشفرات تؤثر على سرعة المروحة. بعد تثبيت الشفرات على البكرة ، يتم تثبيت المولد على الصاري باستخدام المشابك.
اكتمل الجزء الرئيسي من العمل في هذا الصدد ، وكل ما تبقى هو تجميع الدائرة الكهربائية. لتسهيل هذه المهمة ، يجدر رسم مخطط الأسلاك عند تثبيت المولد على الصاري. لتوصيل البطارية ، استخدم قطعة سلك طولها متر واحد مع مقطع عرضي 4 مم 2. في المقابل ، لتوصيل الوحدة بالشبكة ، يجدر استخدام موصل 2.5 مم 2. العاكس متصل أيضًا بسلك أكبر.
إذا تم تنفيذ جميع الأعمال وفقًا للتعليمات ، فعندئذٍ ستعمل توربينات الرياح بشكل جيد ، ولا ينبغي أن تنشأ مشاكل أثناء تشغيلها. في الوقت نفسه ، فإن مزايا التثبيت الدوار أكبر بكثير من العيوب. هذا الأخير لا يتضمن سوى حساسية عالية إلى حد ما لهبوب الرياح القوية.
منذ أن أصبح السوق مشبعًا بمغناطيس النيوديميوم ، انخفضت تكلفة هذه المنتجات بشكل كبير. نتيجة لذلك ، من الممكن تجميع توربينات رياح فعالة على أساسها. سيكون أساس المولد المحوري محورًا بأقراص الفرامل من الماكينة. قبل البدء في العمل ، يجب تنظيفه وفحص المحامل وتشحيمها وطلائها.
في المجموع ، ستحتاج إلى حوالي 20 مغناطيسًا بقياس 20 × 8 ملم. يمكن استخدام المزيد من هذه المنتجات إذا رغبت في ذلك. ومع ذلك ، في مثل هذه الحالة ، يجب اتباع قاعدتين:
يتم لصق المغناطيس ببساطة على أقراص الدوار، ولكن في نفس الوقت يجب أن يتناوب أقطابهم. لفعل كل شيء بشكل صحيح ، يجب عليك أولاً إنشاء قالب ورقة غش. يجب إعطاء الأفضلية للمغناطيسات المستطيلة ، لأنها أثناء التشغيل تخلق مجالًا مغناطيسيًا بطول كامل. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المغناطيس المتعارض يجب أن يكون له أقطاب مختلفة.
عند مقارنة جهاز أحادي الطور وثلاثي الطور ، يبدو الثاني هو الأفضل. أحد العيوب الرئيسية للمولد أحادي الطور هو الاهتزاز الذي يحدث أثناء التشغيل. يكمن سبب ظهورهم في الاختلاف في اتساع التيار ، حيث أن عودته غير متساوية. بفضل تعويض الطور في النموذج ثلاثي الطور ، يتم الحفاظ على الطاقة الثابتة.
بالإضافة إلى ذلك ، كفاءة الجهاز أحادي الطور أقل بحوالي 50٪. لا تنتهي مزايا المولد ثلاثي الطور عند هذا الحد. نظرًا لأن الاهتزاز لا يحدث أثناء تشغيله ، فإن مؤشرات الضوضاء لتوربينات الرياح بأكملها ستكون أقل بكثير. في الوقت نفسه ، لا تنسَ زيادة عمر الخدمة إذا وقع الاختيار على نموذج مولد ثلاثي الطور.
في التوربينات الهوائية التي يتم إنشاؤها ، يجب أن تبدأ عملية شحن البطارية بسرعة الدوار من 100-150 دورة في الدقيقة. وبالتالي ، فإن إجمالي عدد الدورات على جميع الملفات يتراوح بين 1000-1200. إذا تم تقسيم هذه الأرقام على عدد الملفات المستخدمة ، فيمكنك حساب عدد الدورات على كل منها.
يجب أن نتذكر أنه من خلال زيادة عدد الأعمدة ، يمكن زيادة قوة التثبيت بالكامل عند التشغيل بسرعات منخفضة. تتأثر خصائص المولد محلي الصنع بشكل خطير ليس فقط بعدد المغناطيسات ، ولكن أيضًا بسمكها. يمكن حساب الطاقة الإجمالية للمولد بشكل تجريبي. للقيام بذلك ، بعد تصنيع ملف واحد ، يجب تمريره في الجهاز وقياس الجهد عند عدد معين من الثورات دون تحميل.
مزيد من الحسابات بسيطة للغاية. يمكننا أن نفترض أنه بمقاومة 3 أوم عند 150 دورة في الدقيقة ، يكون الخرج 27 فولت. إذا طرحت الجهد الاسمي للبطارية (في هذه الحالة ، 12 فولت) ، فستحصل على 15 فولت. لتحديد القوة الحالية ، يجب تقسيم النتيجة التي تم الحصول عليها (15 فولت) على مقاومة الملف (3 أوم) ، والتي تعطي 5 أمبير. يجب تثبيت الملفات معًا بشكل ثابت ، وأن يتم توصيل أطراف المراحل التي يتم إخراجها إلى الخارج بواسطة مثلث أو نجمة. بعد تجميع المولد ، يجب التحقق من قابليته للتشغيل.
يجب أن يتراوح متوسط ارتفاع الصاري بين 6 و 12 مترًا ، ويجب أن تكون قاعدتها خرسانية. يتم تثبيت توربينات الرياح على الجزء العلوي من الصاري وتبسيطها أعمال الترميممن المفيد توفير آلية لرفعها وخفضها ، والتي سيتم تشغيلها باستخدام رافعة يدوية.
لتصنيع المروحة ، فإن الأنبوب PVC بقطر 160 مم مثالي. يتم اختيار شكل الشفرات بشكل تجريبي ، وتتمثل المهمة الرئيسية في هذه المرحلة في زيادة عزم الدوران عند التشغيل بسرعات منخفضة. لحماية المروحة من هبوب الرياح القوية ، يجب أن تكون مزودة بذيل قابل للطي.
كل من نماذج توربينات الرياح المدروسة لها مزايا وعيوب معينة. يمكن أن تكون فعالة جدًا في مناطق مختلفة ، ولكن سيتم الحصول على أفضل النتائج في المناطق ذات الرياح المتكررة والقوية.
من الصعب ألا نلاحظ كيف يختلف استقرار إمداد الكهرباء لمرافق الضواحي عن تزويد مباني وشركات المدينة بالكهرباء. اعترف أنك ، بصفتك مالكًا لمنزل خاص أو كوخًا صيفيًا ، واجهت مرارًا الانقطاعات والإزعاج والأضرار التي لحقت بالمعدات المرتبطة بها.
المواقف السلبية المدرجة ، إلى جانب العواقب ، ستتوقف عن تعقيد حياة عشاق المساحات الطبيعية. علاوة على ذلك ، مع الحد الأدنى من العمالة و التكاليف المالية... للقيام بذلك ، تحتاج فقط إلى إنشاء مولد لطاقة الرياح ، والذي نتحدث عنه بالتفصيل في المقالة.
يتزايد سعر الكهرباء باستمرار ، وبطبيعة الحال ، يحاول كل مالك تحسين تكلفة دفع ثمنها. هنا ، كل الوسائل جيدة - بدءًا من التوفير ، والمعدات ذات مؤشر استهلاك الطاقة المنخفض ، والمصابيح الموفرة للطاقة ، وانتهاءً باستخدام عدادات الكهرباء متعددة التعريفات. ومع ذلك ، فإن احتمال الحصول على الكهرباء ليس من الدولة ، ولكن من الطبيعة سيظل دائمًا مغريًا. أحد أكثر هذه الأجهزة فعالية هو مولد الرياح ، والذي يستخدم في الغرب على قدم المساواة ، إن لم يكن على نطاق أوسع ، من محطات الطاقة الحرارية التقليدية أو محطات الطاقة النووية.
بطبيعة الحال ، سيكون الحل الأكثر عملية لتوليد الكهرباء من طاقة الرياح هو جهاز قوي قادر على توليد الكمية المطلوبة من الطاقة لتزويد المستهلكين في جميع أنحاء المنزل. يمكن أن تكون توربينات الرياح التي تصنعها بنفسك من أجل 220 فولت ذات سعات مختلفة وسننظر في مبادئ تصنيع كل منها جهاز ممكنمما قد يكون في متناول كل مالك متحمس.
لكن أولاً ، من المفيد إجراء حساب أولي على الأقل لمولد الرياح وربحيته. على سبيل المثال ، جهاز منزلي بقدرة 800 كيلو واط الجمعية الروسيةسيكلف ألف ونصف دولار أمريكي للكيلووات. مكلفة. المنتجات الصينية التي لا تختلف في موثوقية ودقة التصنيفات ستنتج 900 دولار لكل 1 كيلو وات. باهظ الثمن أيضا. لاحظ أن هذا هو المولد نفسه فقط ، ولا توجد معدات طرفية. هذا في الواقع سعر لا يمكن تحمله لمتداول خاص ، لذلك سنحاول استخدام كل ما هو في متناول اليد وإنشاء نظام مستقل خاص بنا.
يعد حساب قوة مولد الرياح عملية معقدة وتستغرق وقتًا طويلاً وتنطبق على مولد مصدر معين. أسهل خيار هو استخدام دينامو من جرار أو سيارة. مثل هذا الجهاز لا يتطلب في الواقع أي تعديلات ويمكن استخدامه في نظام الإمداد بالطاقة "كما هو". بالطبع ، يمكنك التحدث لفترة طويلة عن الأجهزة التي تحتوي على مغناطيس نيوديميوم ، فقط ، على سبيل المثال ، في قرية Arkhipovka ، منطقة Oryol ، لم تكن ولن تكون أبدًا ، وهناك الكثير من الجرارات التي تم إيقاف تشغيلها.
تعد المولدات الرأسية ذات الشفرة واحدة من أكثر المولدات شيوعًا في العالم ، ومع ذلك ، من أجل بنائها ، من الضروري حساب الشفرة وشكلها وحجمها بدقة. كما تظهر تجربة إنشاء مثل هذه الأجهزة من قبل المتحمسين ، فإن أكثر مولدات الشفرة كفاءة هي بزاوية دوران للشفرة قابلة للتعديل. يبلغ متوسط أبعاد كل من الشفرات الست 650 × 120 مم ، وزاوية الدوران الأكثر فاعلية حول محورها حوالي 12 درجة ، على الرغم من إمكانية إجراء التجارب في كل حالة على حدة.
طاحونة دوارة للمنزل مصنوعة من محور أفقي للمولد ، حيث يتم تثبيت الدوار. يمكن إجراؤها وفقًا للعديد من المخططات الموضحة أدناه. أسهل خيار هو صنع دوار من حاوية أسطوانية. يمكن أن يكون مثل برميل بلاستيك، أسطوانة الغاز ، بعد كل شيء ، قدر. يجب تقسيم الحاوية إلى أربعة أجزاء ، كل منها متصل بمحور. تم تركيب المحور على الذبيحة المعدنية، الرسم التقريبي الذي يظهر في الشكل.
يمكن تجميع توربينات الرياح منخفضة الطاقة للمنزل مع مجموعة متواضعة من الأجهزة والأجزاء المستخدمة:
بطارية السيارة ، كلما كانت السعة أكثر حداثة ، كلما كان ذلك أفضل ،
العاكس 300-700 واط ،
مرحل شحن السيارة أو الجرار (حسب جهد المولد) ،
جهاز التحكم (الفولتميتر) ،
لتوصيل الجهاز بالشبكة الشبكة الكهربائيةيتم استخدام أسلاك ذات مقطع عرضي لا يقل عن 4 مم². يتم توصيل التثبيت النهائي وفقًا للمخطط الموضح في الصورة من خلال الصمامات 8 ، والتي يتم فتحها بواسطة المفتاح 9 للصيانة والإصلاح. يتم تحديد قيمة المقاوم 1 بشكل تجريبي ، ويمكن تثبيت مقياس التيار 5 عند خرج المحول 5 حسب الرغبة. أيضًا ، لسهولة استخدام الهيكل ، يمكن استخدام المقاوم المتغير 4 لضبط الجهد. ويرد أدناه مخطط أكثر تفصيلا للعاكس.
بهذه الطريقة ، يمكن تجميع توربينات الرياح لتلبية الحد الأدنى من متطلبات الكهرباء. استخدم الطاقة وانتجها بحكمة ، ونتمنى لك التوفيق للجميع!
توربينات الرياح 220 فولت DIY
توربينات الرياح 220 فولت افعلها بنفسك يتزايد سعر الكهرباء باستمرار ، وبطبيعة الحال ، يحاول كل مالك تحسين تكلفة دفع ثمنها. كل الوسائل جيدة هنا - من
مولد الرياح أو التوربينات الهوائية ، من بين عامة الناس ، هو جهاز بسيط يوفر لمالكه وفورات كبيرة بسبب توليد الكهرباء المجانية. مثل هذا التثبيت هو حلم أي مالك لقطعة أرض مقطوعة عن الشبكات المركزية أو مقيم في الصيف غير راضٍ عن إيصال استلام حديث لاستهلاك الكهرباء.
بعد أن فهمت تصميم مولد الرياح ، ومبدأ تشغيله ، وبعد دراسة الرسومات ، يمكنك صنع وتثبيت توربينات الرياح بشكل مستقل ، مما يوفر لمنزلك طاقة بديلة غير محدودة.
ملخص المقال:
إن إنشاء محطة توليد الطاقة الخاصة بك ، وإن كانت مدمجة ، أمر خطير ، لذا فمن المنطقي أن يطرح السؤال بشكل لا إرادي: هل استخدامها قانوني؟ نعم ، إذا كانت طاقة التثبيت المنبعثة من الرياح لا تتجاوز 1 كيلوواط ، وهو ما يكفي تمامًا لتزويد منزل ريفي متوسط بالتيار الكهربائي.
والحقيقة هي أنه باستخدام مؤشر الطاقة هذا ، يعتبر الجهاز منزليًا ولا يتطلب التسجيل الإلزامي ، والشهادة ، والموافقة ، والتسجيل ، علاوة على ذلك ، لا يخضع لأي ضريبة.
ومع ذلك ، قبل إنشاء مولد للرياح لمنزلك ، من الأفضل حماية نفسك ومراعاة بعض النقاط:
إذا كنت تفكر في جميع الفروق الدقيقة مسبقًا ، فلن تتمكن الضرائب ولا الخدمات البيئية ولا الجيران من تقديم مطالبات ومنع الحصول على الكهرباء المجانية.
في الصورة ، يتم تمثيل مولدات الرياح الجاهزة محليًا بهياكل معدنية مستطيلة على ثلاثة أو أربعة دعامات ، مع ريش تتحرك من الريح. نتيجة لذلك ، يتم تحويل الطاقة الحركية التي يتلقاها تدفق الرياح إلى طاقة ميكانيكية ، والتي بدورها تبدأ الدوار وتصبح تيارًا كهربائيًا.
هذه العملية هي نتيجة العمل الراسخ للعديد من العناصر المكونة الإلزامية لمحطة طاقة الرياح (WPP):
من الضروري أيضًا توفير وحدة الكبح ، والكنية ، والصاري ، وريشة الطقس ، وعمود السرعة المنخفض والعالي. يحدد الجهاز أيضًا مبدأ تشغيل مولد الرياح: ينتج الدوار الدوار تيارًا متناوبًا ثلاثي الأطوار يمر عبر نظام التحكم ويشحن بطارية التيار المستمر.
يتم تحويل الأمبيرات النهائية بواسطة العاكس وتوجيهها عبر الأسلاك المتصلة إلى نقاط الإخراج: المنافذ ، الإضاءة ، الأجهزة المنزليةوالأجهزة الكهربائية.
يعتبر التصميم الأكثر موثوقية وبساطة هو توربينات الرياح الدوارة ، وهي عبارة عن تركيب بمحور دوران عمودي. يمكن لمولد محلي الصنع من هذا النوع أن يوفر بشكل كامل استهلاك الطاقة في الكوخ ، بما في ذلك معدات أماكن المعيشة والمباني الملحقة وإنارة الشوارع (وإن لم تكن شديدة السطوع).
لإنشاء مولد للرياح ، ستحتاج إلى تفاصيل البناء ، مواد مستهلكةوالأدوات. تتمثل الخطوة الأولى في العثور على المكونات المناسبة لطاحونة الهواء ، والتي يمكن العثور على العديد منها بين المخزونات القديمة:
ستحتاج أيضًا إلى مواد استهلاكية:
يُنصح بالعثور على رسومات مولدات الرياح ودراستها وطباعتها بأيديكم. ستحتاج أيضًا إلى أدوات ، بما في ذلك مطحنة ، ومتر ، وزردية ، ومثقاب ، وسكين حاد ، ومثقاب كهربائي ، ومفكات براغي (صليب ، ناقص ، مؤشر) ومفاتيح ربط.
بعد أن أعددت كل ما تحتاجه ، يمكنك البدء في التجميع والتركيز عليه تعليمات خطوه بخطوهتخبر كيف تصنع مولد الرياح بيديك:
مولدات الرياح التي تعمل بأيديهم بجهد 220 فولت هي فرصة لتوفير كوخ صيفي أو منزل الأجازةكهرباء مجانية في أقصر وقت ممكن. يمكن حتى للمبتدئين إعداد مثل هذا التثبيت ، وكانت معظم أجزاء البناء معطلة لفترة طويلة في المرآب.
مساعد رئيسي للمنزل عبر الإنترنت
كيف تستخدم الرياح لأغراضك الخاصة وكيف يعمل مولد الرياح بيديك. كيف تعمل طاحونة الهواء الحديثة وكيف تصنعها بنفسك. صور من افضل و ابسط الموديلات.
مبدأ تشغيل محطة طاقة الرياح المنزلية بسيط: يقوم تدفق الهواء بتدوير ريش الدوار المثبتة على عمود المولد ويخلق تيارًا متناوبًا في ملفاته.
تم العثور على وظيفة مفيدة له مرة أخرى اليوم. أصبح مولد الرياح لمنزل خاص من فئة الابتكارات التقنية عاملاً حقيقياً في حياتنا.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على مزارع الرياح ، ونقيم شروط استخدامها الفعال من حيث التكلفة ونأخذ في الاعتبار الأصناف الموجودة. سيتلقى الحرفيون المنزليون معلومات للتفكير حول الموضوع في مقالتنا. التجميع الذاتيالتوربينات الهوائية والأجهزة اللازمة لها عمل فعال.
مبدأ تشغيل محطة طاقة الرياح المنزلية بسيط: يقوم تدفق الهواء بتدوير ريش الدوار المثبتة على عمود المولد ويخلق تيارًا متناوبًا في ملفاته. يتم تخزين الكهرباء الناتجة في بطاريات وتستهلكها الأجهزة المنزلية حسب الحاجة. بالطبع ، هذا رسم تخطيطي مبسط لكيفية عمل توربينات الرياح المنزلية. من الناحية العملية ، يتم استكماله بأجهزة تحويل الكهرباء.
توجد وحدة تحكم خلف المولد مباشرة في سلسلة الطاقة. إنه يحول التيار المتردد ثلاثي الأطوار إلى تيار مباشر ويوجهه لشحن البطاريات. غالبية الأجهزة المنزليةلا يمكن أن يعمل من "ثابت" ، لذلك يتم وضع جهاز آخر خلف البطاريات - العاكس.
ينفذ العملية المعاكسة:يتحول العاصمةفي جهد متناوب منزلي 220 فولت.
من الواضح أن هذه التحولات لا تمر دون ترك أثر وتأخذ جزءًا لائقًا إلى حد ما من الطاقة الأولية (15-20 ٪).
لو يتم إقران طاحونة الهواء البطاريات الشمسية أو مولد كهرباء آخر (بنزين ، ديزل) ، ثم يتم استكمال الدائرة بمفتاح أوتوماتيكي (ATS). عندما يتم فصل مصدر الطاقة الرئيسي ، فإنه يقوم بتنشيط مصدر الطاقة الاحتياطي.
للحصول على أقصى طاقة ، يجب وضع مولد الرياح على طول تيار الرياح. في الأنظمة البسيطة ، يتم تنفيذ مبدأ ريشة الطقس.
لهذا الغرض ، يتم تثبيت شفرة عمودية في الطرف المقابل للمولد ، والتي تحولها نحو الريح.
في التركيبات الأكثر قوة ، يوجد محرك كهربائي دوار يتم التحكم فيه بواسطة مستشعر الاتجاه.
هناك نوعان من توربينات الرياح:
النوع الأول هو الأكثر شيوعًا. يتميز بكفاءة عالية (40-50٪) ، ولكن لديه مستوى متزايد من الضوضاء والاهتزاز. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب تركيبه مساحة حرة كبيرة (100 متر) أو سارية عالية (من 6 أمتار).
المولدات ذات الدوار الرأسي أقل كفاءة في استخدام الطاقة (تكون الكفاءة أقل بثلاث مرات تقريبًا من تلك الأفقية).
تشمل مزاياها التركيب البسيط والموثوقية الهيكلية.يسمح مستوى الضوضاء المنخفض بتركيب المولدات الرأسية على أسطح المنازل وحتى على مستوى الأرض. هذه المنشآت لا تخاف من الجليد والأعاصير.
يتم إطلاقها من رياح ضعيفة (من 1.0-2.0 م / ث) ، بينما تحتاج توربينات الرياح الأفقية إلى تدفق هواء بقوة متوسطة (3.5 م / ث وما فوق). في شكل المكره (الدوار) ، مولدات الرياح العمودية متنوعة للغاية.
نظرًا لانخفاض سرعة الدوار (حتى 200 دورة في الدقيقة) ، فإن العمر الميكانيكي لمثل هذه التركيبات يتجاوز بشكل كبير أداء مولدات الرياح الأفقية.
الرياح ليست غازًا طبيعيًا يتم ضخه عبر الأنابيب ، ولا هي الكهرباء التي تتدفق عبر الأسلاك إلى منزلنا دون انقطاع. إنه متقلب ومتقلب. اليوم يقطع الإعصار الأسطح ويكسر الأشجار ، ويؤدي غدًا إلى الهدوء التام.
لذلك ، قبل الشراء أو الإنتاج الذاتييحتاج توربينات الرياح إلى تقييم إمكانات طاقة الهواء في منطقتك. للقيام بذلك ، يجب تحديد متوسط قوة الرياح السنوية. يمكن العثور على هذه القيمة على الإنترنت عند الطلب.
بعد الحصول على مثل هذا الجدول ، نجد مساحة إقامتنا وننظر إلى كثافة لونها ، ومقارنتها بمقياس التصنيف. إذا تبين أن متوسط سرعة الرياح السنوية أقل من 4.0 أمتار في الثانية ، فلا معنى لتركيب توربينات الرياح. لن يوفر الكمية المطلوبة من الطاقة.
إذا كانت قوة الرياح كافية لتثبيت مزرعة الرياح ، فيمكنك المتابعة إلى الخطوة التالية: اختيار طاقة المولد.
إذا كنا نتحدث عن مصدر طاقة مستقل في المنزل ، فسيتم أخذ متوسط استهلاك الكهرباء لعائلة واحدة في الاعتبار. يتراوح من 100 إلى 300 كيلو واط في الساعة شهريًا. في المناطق ذات إمكانات الرياح السنوية المنخفضة (5-8 م / ث) ، يمكن توليد مثل هذه الكمية من الكهرباء بواسطة توربينات رياح تبلغ 2-3 كيلو وات.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن s متوسط سرعة الرياح لدي أعلىلذلك ، سيكون إنتاج الطاقة خلال هذه الفترة أكبر منه في الصيف.
دعنا نقول على الفور أن صنع مولد للرياح بيديك بالكامل وفعال ليس بالأمر السهل. يعد الحساب الكفء لعجلة الرياح وآلية النقل واختيار المولد المناسب للطاقة والسرعة موضوعًا منفصلاً. سنقدم فقط توصيات موجزة حول المراحل الرئيسية لهذه العملية.
مولد كهرباء
مولدات السيارات والمحركات الكهربائية من غسالات الدفع المباشر ليست مناسبة لهذا الغرض. إنهم قادرون على توليد الطاقة من عجلة الرياح ، لكنها ستكون ضئيلة. للتشغيل الفعال ، تحتاج المولدات الذاتية إلى سرعات عالية جدًا لا تستطيع توربينات الرياح تطويرها.
محركات الغسالة لديها مشكلة مختلفة.توجد مغناطيسات من الفريت هناك ، وهناك حاجة إلى مولدات رياح أكثر إنتاجية - النيوديميوم. قم بمعالجتها التجميع الذاتييتطلب لف اللفات الحية الصبر والدقة العالية.
لا تتجاوز قوة الجهاز المُجمَّع ذاتيًا ، كقاعدة عامة ، 100-200 واط.
في الآونة الأخيرة ، أصبحت عجلات الدراجات البخارية والدراجات البخارية شائعة بين بناة المنازل.
من وجهة نظر طاقة الرياح ، هذه مولدات قوية من النيوديميوم مناسبة بشكل مثالي لعجلات الرياح العمودية وشحن البطارية. يمكن إزالة ما يصل إلى 1 كيلو واط من طاقة الرياح من هذا المولد.
أسهل المراوح هي المراوح الشراعية والدوارة. الأول يتكون من أنابيب منحنية خفيفة الوزن متصلة بلوحة مركزية. يتم سحب الشفرات المصنوعة من القماش المتين فوق كل أنبوب. تتطلب الرياح الكبيرة للمروحة مرفقًا مفصليًا للشفرات بحيث تطوي أثناء الإعصار ولا تتشوه.
يستخدم التصميم الدوار لعجلة الرياح للمولدات الرأسية. إنه سهل التصنيع وموثوق في التشغيل.
توربينات الرياح للمنزل: أنواعها ، وتصنيعها بنفسك
مبدأ تشغيل محطة طاقة الرياح المنزلية بسيط: يقوم تدفق الهواء بتدوير ريش الدوار المثبتة على عمود المولد ويخلق متغيرًا في اللفات الخاصة به.
توربينات الرياح مولد السيارة، يمكن أن تساعد في حالة عدم وجود إمكانية للاتصال بخط كهرباء في منزل خاص. أو سيكون بمثابة مصدر مساعد للطاقة البديلة. يمكن صنع هذا الجهاز بيديك من مواد الخردة ، باستخدام أعمال الحرفيين الشعبيين. ستوضح الصور ومقاطع الفيديو عملية إنشاء توربينات الرياح محلية الصنع.
هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من توربينات الرياح والرسومات الخاصة بتصنيعها. لكن أي تصميم يتضمن العناصر المطلوبة التالية:
مع بعض المهارات ، يمكنك صنع توربينات الرياح بيديك. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري التفكير مسبقًا في نظام التحكم والتوزيع للكهرباء ، ورسم مخطط التثبيت.
ربما تكون الشفرات أهم جزء في توربينات الرياح. سيعتمد تشغيل الوحدات المتبقية للجهاز على التصميم. انها مصنوعة من مواد مختلفة... حتى من أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية. الشفرات من الأنبوب سهلة التصنيع ورخيصة ولا تتأثر بالرطوبة. إجراءات تصنيع توربينات الرياح كالتالي:
ريش عجلة الرياح بعد التجميع ، تحتاج عجلة الرياح إلى موازنة. يتم تثبيته أفقيًا على حامل ثلاثي القوائم. تتم العملية في غرفة مغلقة من الرياح. في حالة التوازن الصحيح ، يجب ألا تتحرك العجلة. إذا قامت الشفرات بتدوير نفسها ، فيجب أن يتم شحذها حتى تتم موازنة الهيكل بأكمله.
فقط بعد الانتهاء بنجاح من هذا الإجراء ، يجب أن تشرع في التحقق من دقة دوران الشفرات ، يجب أن تدور في نفس المستوى دون انحراف. يسمح بخطأ 2 مم.
مخطط تجميع المولد لتصنيع الصاري القديم مناسب انبوب ماءبقطر لا يقل عن 15 سم بطول حوالي 7 أمتار.إذا كانت هناك مبانٍ على بعد 30 مترًا من موقع التركيب المقترح ، فسيتم تعديل ارتفاع الهيكل لأعلى. من أجل التشغيل الفعال لتوربينات الرياح ، يتم رفع الشفرة فوق العائق بمقدار متر واحد على الأقل.
قاعدة الصاري والأوتاد لتثبيت أسلاك الشد خرسانية. المشابك مع البراغي ملحومة على الرهانات. لعلامات التمدد ، يتم استخدام كابل 6 مم مجلفن.
النصيحة. يتمتع الصاري المُجمع بوزن كبير ؛ للتثبيت اليدوي ، ستحتاج إلى ثقل موازن من أنبوب به حمولة.
لتصنيع مولد توربينات الرياح ، يكون مولدًا من أي سيارة مناسبًا. تتشابه تصميماتها مع بعضها البعض ، ويتم تقليل التغيير إلى إعادة لف سلك الجزء الثابت وصنع دوار على مغناطيس نيوديميوم. يتم حفر الثقوب في أقطاب الدوار لإصلاح المغناطيس. قم بتثبيتها بالتناوب بين الأعمدة. الدوار ملفوف بالورق ، والفراغات الموجودة بين المغناطيس مملوءة بالإيبوكسي.
مولد السيارة بنفس الطريقة ، يمكنك إعادة صنع محرك من غسالة قديمة. يتم لصق المغناطيس فقط في هذه الحالة بزاوية لتجنب الالتصاق.
يتم لف اللف الجديد على طول الملف على السن الثابت. يمكنك عمل لف فضفاض ، إنه مريح مثل أي شخص. كلما زاد عدد الدورات ، زادت كفاءة المولد. يتم لف الملفات في اتجاه واحد في مخطط من ثلاث مراحل.
يستحق المولد الجاهز تجربة وقياس البيانات. إذا كان المولد عند 300 دورة في الدقيقة ينتج حوالي 30 فولت ، فهذه نتيجة جيدة.
مولد لتوربينات الرياح من مولد السيارة إطار المولد ملحوم من أنبوب جانبي. الذيل مصنوع من الصفائح المعدنية المجلفنة. المحور المحوري عبارة عن أنبوب به محملان. يتم توصيل المولد بالصاري بحيث لا تقل المسافة من الشفرة إلى الصاري عن 25 سم ، ولأسباب تتعلق بالسلامة ، يجدر اختيار يوم هادئ للتجميع النهائي للصاري وتثبيته. يمكن أن تنثني الشفرات تحت تأثير الرياح القوية وتكسر الصاري.
لاستخدام البطاريات لتشغيل المعدات التي تعمل من شبكة 220 فولت ، ستحتاج إلى تثبيت محول تحويل الجهد. يتم تحديد سعة البطارية بشكل فردي لمولد الرياح. يعتمد هذا المؤشر على سرعة الرياح على الأرض ، وقوة الجهاز المتصل وتكرار استخدامه.
جهاز مولد الرياح لمنع تلف البطارية بسبب الشحن الزائد ، ستحتاج إلى جهاز تحكم في الجهد. يمكنك أن تصنعها بنفسك إذا كانت لديك معرفة كافية في مجال الإلكترونيات ، أو يمكنك شراء واحدة جاهزة. هناك العديد من أدوات التحكم في السوق لآليات الطاقة البديلة.
النصيحة. لمنع النصل من الانكسار في الرياح القوية ، يتم تثبيت جهاز بسيط - ريشة واقية من الطقس.
يحتاج مولد الرياح ، مثل أي جهاز آخر ، إلى التحكم الفني والصيانة. من أجل التشغيل السلس لطاحونة الهواء ، يتم تنفيذ الأعمال التالية بشكل دوري.
مخطط مولد الرياح الآن وبعد اكتمال التثبيت ، يمكنك توصيل الأجهزة واستخدام الكهرباء. على الأقل عندما يكون الجو عاصفًا.
طوال فترة تطورها ، نجحت البشرية ، على حد سواء ، غير المهمة والهائلة ، في تغيير الواقع المعرفي والموضوعي وتصورات الاكتشافات بناءً على أوسع طيف من القوانين الموجودة على كوكب الأرض. كلهم ، بطريقة أو بأخرى ، مشروطون بعوامل معينة وكانوا ثمار الاحتياجات والحاجة إلى التحسين والإبداع والتغيير والتكيف مع أنفسهم. بناءً على ذلك ، توصلوا اليوم حرفيًا إلى استنتاج مفاده أن هناك احتياجات فردية بحتة في استخدام الأجهزة والآليات الحديثة والفعالة بالفعل والتي تتيح لك تحقيق أقصى استفادة من كل ما يحيط بك. سيكون حول جهاز مثل توربينات الرياح (بين الناس - منفاخ الرياح ، ومنفاخ الرياح) ، وكذلك كيفية الاستمرار في صنعه بأيديكم ، وإنفاق الحد الأدنى من الطاقة والمال ، والحصول على الحد الأقصى نتيجة.
يمكن أن تكون لعبة الكمبيوتر المعروفة Minecraft ، حيث يتم الكشف عن مولدات الرياح بجميع صفاتها ، مثالاً ممتازًا لعرض مولد الرياح وعمله. رتبت متوسط المولد الصغير بطريقة معينة.
يتم تمييز جميع مولدات الرياح في جوهرها إلى الأنواع الرئيسية التالية:
بالطبع ، أول الصور التي تتبادر إلى الذهن عند ظهور صورة مولد الرياح هي شفرات دوارة ، أو مروحة ، أو ذيل ، أو توربين ، أو كما يطلق عليه أيضًا توربين الرياح ، أو ما يسمى بالدوار.
الرابط الرئيسي في جميع الأنشطة هو مولد وصاري وبطاريات وعاكس متصل بالتيار الكهربائي ومضاعف (علبة التروس ، إذا لزم الأمر) وريشة الطقس.
مولدات الرياح العمودية هي الأكثر كفاءة وسهولة في التصنيع والتشغيل ، مما يجعلها منتشرة بشكل كبير ، سواء كانت آلية حلزونية أو مستقيمة.
من الأهمية بمكان أن يكون الغرض من إنشاء مولد للرياح والمنطقة التي سيتم تثبيتها عليها ، والتي يجب على المرء أن يبني عليها عند التخطيط.
هناك نقاط أساسية تتطلب اهتمامًا إلزاميًا عند إنشاء مولد للرياح. أول شيء يجب تحديده ، بالطبع ، محرك كل التقدم ، قلب النظام بأكمله - مولد يمكن شراؤه أو صنعه بنفسك ، والذي يتطلب ، في جوهره ، مهارة ومهارة معينة ، مع ذلك ، مع الرغبة المناسبة ، يمكن للمبتدئين أيضًا التعامل ... اعتمادًا على هدفك ، فأنت تريد جهازًا جادًا بقوة 10 كيلو وات ، 5 كيلو واط (5 كيلو واط) أو أقل قوة عند 12 فولت ، أو توربين هوائي للدراجات أصغر وأبسط يستخدم كتركيب كهربائي على شرفة الشقة.
يمكن تجهيز الحاجب بأي مولد كهربائي تقريبًا:
بعد ذلك ، نقرر الشفرات - تلك الأشياء الدوارة جدًا التي تشبه ريش الطاحونة. يمكن أيضًا تصنيع الشفرات من عدد كبير من المواد ، وأكثرها واعدة وشائعة ، على سبيل المثال ، الخشب الرقائقي ، والبلاستيك ، وأحيانًا القصدير (حواف البرميل ، على سبيل المثال) ، ومواد PVC ، وما إلى ذلك. عند التصنيع ، يجب مراعاة جميع العوامل المهمة - تأثير قوة الطرد المركزي وحجم الشفرات وتدفق الرياح على الأرض وغيرها. من الأكثر منطقية إنشاء شخصية تشبه الريشة ، بسبب زيادة الكفاءة ، من خلال التأثير على توزيع تدفق الرياح.
الخطوة التالية هي تصنيع جهاز لتحديد سرعة واتجاه الرياح - ريشة الطقس. إنه شيء يشبه العلم المعدني الذي يغير موقعه وفقًا لتيارات الرياح. يمكن استخدام أي طبقة معدنية قوية نسبيًا تقريبًا ولكن خفيفة الوزن كدليل للطقس.
الصاري - يمكن أيضًا استخدام مجموعة واسعة من الوسائل المرتجلة في دورها ، على سبيل المثال ، أنبوب ماء قوي. من الممكن تمامًا صنع توربينات الرياح محلية الصنع (منتجات محلية الصنع) بنفسك ، كما هو موضح سابقًا ، من أقصى الوسائل المتاحة ، وتعتمد قوة توربينات الرياح على المواد المستخدمة ومدى تفكير الاستخدام في ظروف معينة. إن أبسط ممثل لهذه الأجهزة قادر تمامًا على توليد الكهرباء لإضاءة الغرفة ، وأجهزة الشحن ، وإذا رغبت في ذلك ، حتى لتوفير الاحتياجات الأساسية لمنزل ريفي صغير نسبيًا.
المولد هو أهم عنصر في التركيب بأكمله ، وبدونه يستحيل إنشاء فولت واحد من الكهرباء. من الممكن تمامًا إنشاء مولد منخفض السرعة بنفسك من وسائل مرتجلة ، ولكن يجب اختيار جميع العناصر لأغراض محددة ، لأنه إذا كنا نتحدث عن تثبيت قوي ، فستكون هناك حاجة إلى تفاصيل جادة إلى حد ما هنا.
يشمل المولد:
في الوقت نفسه ، لأداء وظيفة المولد ، اعتمادًا على الغرض ، يمكنك استخدام أي آلية قابلة للتشغيل تقريبًا ، سواء كانت بقايا محرك جرار أو محرك كهربائي من طابعة أو مشغل مروحة.
من المهم كيفية اختيار الأسلاك النحاسية الكهربائية.
إذا كنا نتحدث عن إنشاء مولد من الصفر ، فهناك حاجة إلى العناصر هنا. المحور هو الجزء الأوسط من العجلة ، وهو قاعدة معدنية لمحرك المستقبل. مغناطيس نيوديميوم في قدر معينوأحجام. أنت بحاجة إلى أقراص معدنية سيتم تركيب مغناطيس عليها ، راتينج بوليستر أو طبقة مغناطيسية أخرى قادرة على التثبيت واللصق ، طبقة سميكة من الورق ، خشب رقائقي.
من الممكن تمامًا أن تصنع مولدًا للرياح بجهد 220 فولت ، وحتى هذا بعيد كل البعد عن حدود الاحتمالات ، مع الرغبة المناسبة وتوافر المواد اللازمة.
السمات المميزة للمولدات ذات الطاقة الكبيرة نسبيًا للمولدات الصغيرة ذات الطاقة المنخفضة هي:
من الأخير يتبع الحاجة إلى الأساس ، على الأقل في شكل ثقوب صغيرة معدة ومملوءة من أجل تثبيت نموذج فيها.كما أن المولدات المحورية تخلو من خصائص الالتصاق ، أو كما يقولون ، نقطة انطلاق ، نظرًا لأنه يمكن لأدنى رياح أن تحرك شفرات مثل هذا الجهاز.
بالنسبة للباقي ، فإن توربينات الرياح 220 فولت (بما في ذلك تصنيعها) لا تختلف عمليًا عن الممثلين الآخرين وتطيع قواعد عامةالمذكورة أعلاه.
أكثر مولدات الرياح شيوعًا ، والتي أساسها نظام محوري لتوربينات الرياح ، يعتمد على استخدام مغناطيس نيوديميوم فيه ، والذي حاز على مكانة عالية في السوق نظرًا لجودته ومتانته وتوافره.
إذا تحدثنا عن منطقة ضواحي لمنزل صيفي أو قصر ، ولكن يجب أن نفهم أنه كلما زادت الحاجة ، زادت التكلفة. خاصة إذا أخذنا في الاعتبار الغرض من التدفئة أو الصيانة المستمرة لجميع الأجهزة المنزلية ، وكثافة العمالة وصيانة هذا الجهاز ، حتى لو كان أحد أكثر الأجهزة ربحية.
قد تكون توربينات الرياح ، كما سبق ذكره أعلاه ، بمثابة المصدر الرئيسي للكهرباء ، حتى للمنزل بأكمله.
إذا قارنا مع نظائر قريبة ، على سبيل المثال ، فإن مصدر الطاقة الشمسية أدنى من نواح كثيرة من توربينات الرياح ، لأن الشمس لا تحدث كل يوم ، والمولد الكهربائي أسوأ من مولد الرياح من الناحية الاقتصادية والبيئية.
المكونات الرئيسية لتوربينات الرياح للمنزل (لبالطبع ، عند الحديث عن مولد الرياح للمنزل ، يجب أن يكون مفهوماً أن هناك حاجة إلى جميع العناصر الأساسية
بالإضافة إلى ذلك ، في التصنيع ، يمكنك أيضًا استخدام مبادئ اختراعات القوات المسلحة لـ Sklyarov أو Biryukov أو Tretyakov ، مما سيزيد بشكل كبير من العقلانية وفوائد استخدام النظام ، وللراحة ، يقلل من تأثيرات الضوضاء.
عملية صنع توربينات الرياح عملية إبداعية وكيفية ترتيبها تعتمد فقط على السيد. لا توجد تعليمات عامة ، لأن كل تصميم هو مزيج من أجزاء مختلفة وعوامل أخرى لكل حالة على حدة.
يتم كل شيء بمساعدة الأدوات الأساسية - مفك البراغي والمطرقة والمطحنة وغيرها.
أول شيء يجب القيام به في تصنيع مولد الرياح هو تحديد الهدف وإجراء الحسابات والرسومات الأساسية وتحديد الموقع وما إلى ذلك. بعد ذلك ، يجب عليك تجميع وإصلاح الشفرات والذيل للبطارية (توصيل المولد).
الرئيسية والأمثل واختبارها و تعليمات مفصلةلصنع مولد الرياح بيديك:
قم بالخرسانة وبناء قاعدة الهيكل من أجل تثبيته في الرياح القوية ، وحساب المعلمات الرئيسية ، لأنه بالنسبة للتثبيت الكبير ، قد لا تكون مسافة الخطوة كافية.
في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن مولد الرياح محلي الصنع هو مصدر طاقة ممتاز وحديث وبأسعار معقولة كل يوم ، وينتشر بسرعة لا تصدق. المزايا الرئيسية لمولد الرياح ، والتي لا يمكن أن تُنسب إلى المولدات الكهربائية القائمة على مولد الغاز ، هي الكفاءة العالية ، والتوافر ، والكفاءة ، وسهولة التركيب والتشغيل ، والحداثة ، ومعظمها منخفض الضوضاء ، وصديق للبيئة.
تعد مولدات الرياح اليوم واعدة وفعالة بشكل متزايد وتكتسب زخمًا لتوليد الكهرباء ، مع كونها اقتصادية نسبيًا وبأسعار معقولة جدًا ، حتى لو صنع مثل هذا الجهاز بيديك.
تُعد توربينات الرياح محلية الصنع طريقة رائعة لتعلم شيء جديد ، وتجربة عمل جديد ، وأيضًا توفير طريقة ميسورة التكلفة وسهلة لتزويد المنزل بالكهرباء في أبسط ظروف المنزل.
