تتناول هذه المقالة بالتفصيل نوعًا من المعدات مثل مولد الرياح لمنزل خاص: ميزات التصميم والغرض منه ونطاقه والهيكل الداخلي والتصنيف. في النص ، يمكنك العثور على معلومات مفيدة ستساعدك على اتخاذ قرار بشأن اختيار توربينات الرياح عالية الجودة ، ومتوسط أسعار الأنواع الشائعة من المعدات ، بالإضافة إلى وصف تفصيلي لتكنولوجيا التصنيع.
المحتوى
توربينات الرياح لمنزل خاص: ميزات الغرض والتصميم
تُستخدم مزارع الرياح المنزلية الخاصة على نطاق واسع كمصادر بديلة للطاقة الكهربائية لتحقيق وفورات. في كثير من الأحيان ، يتم تثبيت هذه الأجهزة في الأكواخ الصيفية.
تستخدم توربينات الرياح كمصادر بديلة للطاقة الكهربائية
غالبًا ما يتم استخدامها في المناطق البعيدة عن شبكات الطاقة الرئيسية. ومع ذلك ، هذا أبعد ما يكون عن السبب الوحيد لصالح شراء توربينات الرياح لمنزل خاص. يستخدم معظم مالكي الأراضي هذه التصاميم لتحقيق الاستقلال والادخار.
ليس كل موقع مناسبًا لتركيب مثل هذه الأجهزة ، حيث لا تفي جميع الشروط بمتطلبات هذا الجهاز. هذا يتعلق في المقام الأول بسرعة الرياح. لكي تعمل مزرعة الرياح بشكل طبيعي ، يجب ألا يقل متوسط سرعة الرياح عن 4-4.5 م / ث. فقط في هذه الحالة سيكون تركيب الهيكل مبررًا اقتصاديًا.
يمكنك استخدام خريطة الرياح لمعرفة متوسط سرعة الرياح السنوية. يعكس البيانات التقريبية حسب المنطقة. يمكن الحصول على قراءات أكثر دقة باستخدام جهاز خاص - مقياس شدة الريح ، بالإضافة إلى جهاز لقراءة إشاراته.
ملحوظة! يجب أن يكون جهاز القياس مثبتًا على مستوى عالٍ جدًا ، وإلا فإن الأشجار والمباني ستشوه النتيجة.
من أجل التشغيل الفعال لتوربينات الرياح ، يجب أن تكون منطقة تركيبها توربينات الرياح
مبدأ التشغيل وهيكل مولد الرياح
مولد الرياح هو نوع خاص من المعدات التي تحول طاقة الرياح الحركية إلى طاقة ميكانيكية. إنه يقود شفرات الدوار المركبة على المولد. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء تيار متناوب في لفاته. يتم تخزين الطاقة الكهربائية المتولدة في بطاريات التخزين ، حيث يتم تغذيتها على الأجهزة المنزلية.
مخطط العمل الموصوف مبسط. بطبيعة الحال ، فإن بناء مولد الرياح أكثر تعقيدًا. هناك أيضًا وحدة تحكم في سلسلة الطاقة. وتتمثل مهمتها في تحويل التيار المتردد ثلاثي الأطوار إلى تيار مستمر. ثم يذهب لشحن البطاريات.
لا يمكن تشغيل معظم الأجهزة المنزلية بواسطة طاقة التيار المستمر. لذلك ، يتم تثبيت العاكس في السلسلة خلف البطارية. إنه يحول التيار المباشر إلى تيار متردد بجهد 220 فولت. تستهلك كل هذه العمليات جزءًا من الطاقة الأولية - حوالي 15-20٪.
يمكن إعادة شحن المبنى ليس فقط من مزرعة الرياح ، ولكن أيضًا من الألواح الشمسية ، وكذلك من مولدات البنزين أو الديزل. إذا كانت هذه العناصر موجودة في السلسلة ، فسيتم استكمال الدائرة بمكون آخر - قاطع الدائرة. عندما يتم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة الرئيسي ، فإنه يبدأ في النسخ الاحتياطي.
مبدأ تشغيل مولد الرياح
تتكون مزرعة الرياح من المكونات التالية:
- دوار به شفرات (اعتمادًا على ميزات النموذج ، يمكن أن يكون هناك عدة شفرات لمولد الرياح ، كقاعدة عامة ، هناك 2 أو 3 منها ، على الرغم من وجود خيارات متعددة الشفرات أيضًا) ؛
- علبة تروس أو علبة تروس تتحكم في السرعة بين المولد والدوار ؛
- غلاف واقي يحمي الأجزاء الهيكلية من التأثير السلبي للعوامل الخارجية ؛
- "الذيل" ، الذي يضمن دوران الهيكل باتباع اتجاه الريح ؛
- بطارية تخزين تخزن كمية معينة من الطاقة ؛
- تركيب العاكس الذي يحول أحد أنواع التيار إلى نوع آخر.
ما نوع مزرعة الرياح التي يمكنك شراؤها: تصنيف المعدات
هناك عدة تصنيفات يتم على أساسها تقسيم محطات طاقة الرياح إلى مجموعات:
- في اتجاه الحركة الدورانية للشفرات - طواحين الهواء الأفقية والعمودية.
- حسب عدد الشفرات - أجهزة ثنائية وثلاثية ومتعددة الشفرات.
- حسب نوع المادة المستخدمة في صنع الشفرات - تصميمات الشفرات الشراع والصلبة.
- وفقًا لطريقة التحكم - طواحين الهواء ذات النصل الثابت أو القابل للتعديل.
الهيكل الداخلي لمولد الرياح
نصيحة مفيدة! في معظم الحالات ، يوصي الخبراء بأن يشتري أصحاب مساكن الضواحي توربينات رياح ذات نصل ثابت ، حيث يصعب تشغيل الأجهزة القابلة للتعديل.
يتم وضع مزرعة رياح ذات محور أفقي بشكل عمودي على تدفق الهواء. التصميم له هيكل ووظائف مماثلة على نفس مبدأ ريشة الطقس التقليدية. تتميز طواحين الهواء ذات المولد الدوار بكفاءة عالية ، في حين أنها ميسورة التكلفة. يعتمد تشغيل هذه الأجهزة على مقاومة تدفق الهواء.
توربينات الرياح ذات المحور الرأسي ، أو توربينات الرياح المتعامدة ، لها تصميم مضغوط ، لكن سعرها أعلى بكثير. نظرًا للهيكل الخاص ، فإن هذا النوع من المعدات مستقل تمامًا عن اتجاه الرياح. تبدو الشفرات مثل التوربينات ، مما يقلل بشكل كبير من الحمل على جزء المحور. يُنصح بشراء مولد رياح عمودي إذا غيرت الرياح على الموقع اتجاهها باستمرار.
مزايا وعيوب محطات طاقة الرياح المنزلية
مثل أي نوع آخر من المعدات ، فإن مزارع الرياح لها مزايا وعيوب. من أجل اتخاذ قرار بشأن شراء هذا الجهاز ، يُنصح بموازنة نقاط القوة والضعف فيه.
تعود شعبية استخدام مزارع الرياح إلى العدد الكبير من المزايا
لماذا من المربح شراء مولد الرياح (220 فولت) لمنزل خاص:
- لا توجد تكاليف إضافية ، حيث لا حاجة للوقود لتشغيل الجهاز.
- ليست هناك حاجة للمراقبة المستمرة. يولد الهيكل الكهرباء من تلقاء نفسه في كل مرة تهب فيها الرياح.
- طريقة توليد الكهرباء هادئة نسبيًا وصديقة للبيئة تمامًا.
- يمكن استخدام الجهاز في أي ظروف مناخية تقريبًا.
- ارتداء الأجزاء ضئيل.
يصاحب تثبيت مولد الرياح للمنزل العيوب التالية:
- تسدد تكاليف شراء المعدات في 5-6 سنوات ؛
- عامل كفاءة منخفض نسبيًا ، مما يؤثر على الطاقة ؛
- ارتفاع أسعار توربينات الرياح ؛
- للتعويض عن عدم نشاط الجهاز في الأيام الخالية من الرياح ، يلزم وجود معدات إضافية: مولد وبطارية تخزين (تكلفة هذه العناصر عالية جدًا) ؛
- في بعض الأوضاع ، تنبعث توربينات الرياح الخاصة بالمنزل من الأشعة تحت الصوتية (يحدث الشيء نفسه إذا تم تركيب الجهاز مع وجود أخطاء) ؛
- الصيانة الدورية مطلوبة ؛
- يمكن أن يؤدي إعصار إلى إتلاف المعدات بشكل خطير.
اعتمادًا على قوة الجهاز وخريطة الرياح للمنطقة ، يمكن أن توفر توربينات الرياح الكهرباء لكل من منزل ريفي صغير وكوخ ريفي كبير
نصيحة مفيدة! من الضروري حساب الربحية قبل شراء مولد الرياح لمنزلك ، فقد يكون سعر المعدات مرتفعًا للغاية ، ولن تؤتي تكلفة شرائها ثمارها. للقيام بذلك ، تحتاج إلى حساب متوسط مؤشر الطاقة للمنزل (يتم أخذ قوة جميع الأجهزة الكهربائية في الاعتبار) ، وتقييم المنطقة التي سيتم فيها تركيب المعدات ، ومعرفة عدد أيام الرياح في السنة.
جدوى الشراء: أسعار توربينات الرياح لمنزل خاص
تكلفة توربينات الرياح للمنازل الخاصة مرتفعة للغاية. تكلفة شراء المعدات لن تؤتي ثمارها إلا إذا توفرت المنطقة ظروف مناسبة.
تركيب مزرعة الرياح له ما يبرره في الحالات التالية:
- الأرض تلبي متطلبات المعدات ؛
- تعتبر الرياح القوية نموذجية للمنطقة التي يقع فيها الموقع ؛
- لا توجد إمكانية لاستخدام مصادر بديلة أخرى للطاقة الكهربائية.
في حالات أخرى ، لن تؤتي ثمار شراء مولد رياح للمنزل. إذا كان عدد أيام الرياح في السنة صغيرًا ، فيمكن استكمال هذه الأجهزة بألواح شمسية أو مولدات تعمل بالديزل أو البنزين.
اعتمادًا على نوع البناء ، يمكن أن تكون توربينات الرياح عمودية أو أفقية
كيفية زيادة ربحية توربينات الرياح لمنزل خاص
تعتبر المناطق الساحلية وكذلك المناطق المفتوحة في المناطق الجبلية مثالية لتركيب معدات الرياح. في هذه المناطق ، تزيد سرعة الرياح عن 60-70 م / ث. يمكن لسكان هذه المناطق التخلي تمامًا عن أنظمة الإمداد بالطاقة المركزية والانتقال إلى مزارع الرياح. في المناطق المسطحة ، تكون تدفقات الرياح أكثر اتساقًا ، لكن قوتها لا تكفي لتزويد المنزل بالكامل بالكهرباء.
من غير المرغوب فيه للغاية تركيب المعدات بالقرب من الغابات والمزارع. ستحتجز الأشجار بعض الطاقة ، مما يقلل من ربحية توربينات الرياح. يزداد تدفق الهواء مع زيادة المسافة من الأرض. هذا يعني أنه كلما ارتفع صاري مزرعة الرياح ، زادت قوة الدفع التي يمكن للجهاز التقاطها. من ناحية أخرى ، يحتاج الهيكل الطويل بلا داع إلى تعزيز إضافي. هبوب الرياح القوية ستجعل هدمها أسهل من طواحين الهواء التي يصل ارتفاعها إلى 5-7 أمتار.
يوصي الخبراء بتركيب المعدات على ارتفاع 10-15 مترًا من الأرض. هناك طريقتان لإصلاح مثل هذا الهيكل:
- عن طريق صب الخرسانة على القاعدة.
- استخدام الأقواس المعدنية.
يعتبر الأكثر فاعلية لتوليد الكهرباء هو مزيج من توربينات الرياح والألواح الشمسية.
ستحتاج إلى حفر أربعة آبار عميقة بقطر صغير لتركيب قاعدة الطاحونة. يتم غمر امتدادات الصاري فيها ، وبعد ذلك يتم سكبها بمدافع الهاون الأسمنتية. هذه العملية شاقة للغاية ومكلفة ، لكنها موثوقة للغاية. حتى مع هبوب رياح قوية ، سيبقى الصاري ثابتًا. الخطر الوحيد هو كسر الشفرة.
يتضمن تثبيت الصاري بحبال الشد استخدام كابل معدني. يتم شدها حتى يتم وضع توربينات الرياح بشكل عمودي تمامًا على سطح الأرض. بعد ذلك ، يتم تثبيت روابط الكابلات بإحكام في الأرض.
مهم! يجب تأريض توربينات الرياح ذات الصواري العالية.
أيهما أفضل لشراء مولد الرياح للمنزل: الشركات المصنعة والتكلفة
يجب التعامل مع اختيار مزرعة الرياح بدقة. المعايير الرئيسية هي قوة الجهاز ونوع المحور (أفقي أو رأسي) والشركة المصنعة. قبل الشراء ، يجب عليك دراسة الخصائص التقنية بعناية ومقارنة المنتجات من مختلف الشركات المصنعة.
أسعار توربينات الرياح روسية الصنع:
| الصانع | السعر ألف روبل |
| شركة طاقة الرياح | 30-300 |
| ركرافت | 65-908 |
| قوة الرياح | 78-130 |
| سابسان للطاقة | 149-319 |
| عمودي GRC | 204-600 |
تقوم العديد من هذه المنظمات بتصنيع معدات مخصصة وتساعد في التصميم والحسابات.
أسعار توربينات الرياح المحلية الصنع أعلى بكثير. الحد الأدنى لتكلفة التركيب 120 ألف روبل. تتميز منتجات الشركات الأجنبية بمستوى عالٍ من الجودة بسبب استخدام معدات عالية التقنية في الإنتاج. ومع ذلك ، فإن إصلاح هذه الوحدات سيكون مكلفًا وقد يكون شراء قطع الغيار أمرًا صعبًا.
يمكن أن تختلف تكلفة توربينات الرياح في مصنع روسي في حدود 30-600 ألف روبل.
فوائد توربينات الرياح المصنعة في المصنع:
- القدرة على شراء جهاز في مجموعة كاملة وحتى طلب تركيبه الاحترافي ؛
- مجموعة واسعة من الشركات المصنعة والتعديلات ذات الخصائص المختلفة ؛
- تاكيد الجودة؛
- القدرة على الاتصال بأخصائي مؤهل للقيام بأعمال الإصلاح.
نظرًا لارتفاع تكلفة معدات المصانع ، يفضل العديد من مالكي مناطق الضواحي الهياكل التي تعمل بأيديهم. يستغرق الأمر حوالي 3000-5000 روبل لصنع مولد رياح محلي الصنع. يتم إنفاق معظم هذا المبلغ على شراء بطارية عالية الجودة يمكنها تحمل الشحن لفترة طويلة.
مقالات لها صلة:
الألواح الشمسية DIY: مصدر طاقة ميسور التكلفة
ما هو الجهاز وكيف يعمل. أنواع مختلفة من الألواح الشمسية. جدوى استعماله للسكن الصيفي والمنزل.
مزايا مزارع الرياح DIY:
- وفورات كبيرة في المال ؛
- عند إنشاء طاحونة هوائية محلية الصنع ، سيعرف المصمم جميع ميزات هيكلها ؛
- القدرة على صنع الأجزاء والشفرات الرئيسية لمولد الرياح بيديك من مواد الخردة.
الهياكل محلية الصنع ، على عكس مزارع الرياح في المصانع ، تفشل كثيرًا.
ملحوظة! من الأفضل استدعاء متخصص لتركيب تصميم المصنع. وإلا فإن أي خطأ يحدث أثناء عملية التثبيت سيؤدي إلى إبطال الضمان.
تعتبر التصميمات محلية الصنع لتوربينات الرياح أقل جودة وموثوقية من النماذج الصناعية
كيف تصنع طاحونة بيديك: التكنولوجيا والتوصيات
قد يتسبب استخدام جهاز محلي الصنع في الموقع في استياء الجيران.لذلك ، قبل أن تصنع مولدًا للرياح بيديك ، عليك الاهتمام بمراعاة عدة قواعد.
تخضع جميع المباني الفردية لقيود الارتفاع. يُحظر تركيب طاحونة هوائية بارتفاع صاري يزيد عن 15 مترًا إذا كانت الأشياء التالية قريبة:
- الأنفاق.
- الجسور.
- المطارات.
يجب ألا تخلق توربينات الرياح تداخلًا محمولًا جواً. لمنع حدوثها ، يوصى باستخدام حماية خاصة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراقبة مستوى الضوضاء الصادرة عن الشفرات وإبقائها ضمن الحدود الطبيعية.
أبسط توربينات الرياح محلية الصنع مصنوعة من الزجاجات البلاستيكية
المواد المطلوبة لصنع مولد الرياح العمودي بيديك
يمكن استخدام مزرعة الرياح ذات المحور الرأسي لتوفير الكهرباء لمباني منزلية مختلفة أو منزل حديقة صغير. قوتها كافية لإلقاء الضوء على المنطقة المحلية في الظلام.
لإنشاء مولد للرياح بيديك من مولد السيارة ، ستحتاج إلى المواد التالية:
- بطارية قابلة لإعادة الشحن لـ 12 فولت (حمضية أو هيليوم) ؛
- حاوية أسطوانية رحبة مصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ (وعاء ، دلو) ؛
- مولد السيارة (12 فولت) ؛
- الفولتميتر.
- مفتاح الضغط شبه المحكم (12 فولت) ؛
- مرحل شحن بطارية السيارات أو مصباح مؤشر الشحن ؛
- محولات (12-220 فولت و 700-1500 واط) ؛
- أسلاك بمساحة مقطعية 2.5 و 4 مم ؛
- المشبك لتثبيت المولد على الصاري (2 قطعة).
جهاز هيكل توليد الرياح
للقيام بهذه المهمة ، ستحتاج إلى أدوات وأجهزة مثل:
- مطحنة (يمكنك استخدام مقص معدني) ؛
- علامة أو قلم البناء ؛
- كماشة وشريط قياس ؛
- حفر بمجموعة من التدريبات.
- مفك البراغي ومجموعة مفاتيح.
تكنولوجيا تصنيع مولد الرياح من مولد السيارة
كأساس ، سيتم استخدام وعاء أسطواني ، على سبيل المثال ، دلو ، أو غليان قديم أو قدر. باستخدام قلم رصاص وشريط قياس ، تحتاج إلى ترميزها بحيث تحصل على تقسيم إلى 4 أجزاء متساوية. وفقًا للعلامات ، يتم إجراء القطع باستخدام طاحونة بحيث يتم الحصول على ألواح الشفرات العمودية. في هذه الحالة ، من المهم جدًا عدم قطع المعدن حتى النهاية.
ملحوظة! إذا كانت الحاوية مصنوعة من صفائح مطلية أو من الصلب المجلفن ، فلا يمكنك استخدام طاحونة للتقطيع ، وإلا فسوف ترتفع درجة حرارة المعدن. في هذه الحالة ، من المستحسن استخدام المقص.
يجب عمل ثقوب للمسامير في البكرة وكذلك في قاع الحاوية. في هذه المرحلة من إنشاء مولد للرياح لمنزل خاص بيديك ، يجب أن تكون حذرًا وحذرًا للغاية بشأن التماثل. أي عدم دقة في وضع الثقب سوف ينتج عنه هيكل غير متوازن أثناء الدوران.
لإنشاء مولد للرياح بيديك ، يمكنك استخدام مولد السيارة
يجب أن تكون الشفرات مثنية ، بينما يجب ألا تبرز كثيرًا. عند القيام بهذا العمل ، من الضروري مراعاة اتجاه الحركة الدورانية للمولد. غالبًا ما تكون الطاحونة موجهة في اتجاه عقارب الساعة. تعتمد سرعة الدوران ومنطقة التلامس لتدفق الهواء مع الهيكل على الزاوية المختارة لانحناء الشفرات.
بعد ذلك ، يتم تثبيت الحاوية ذات الشفرات على البكرة. يتم تثبيت المولد على سارية ، وبعد ذلك يتم تثبيته بمشابك. كل ما تبقى هو توصيل جميع الأسلاك وتجميع الدائرة. يتم تثبيت جميع الكابلات على صاري الطاحونة. لتوصيل بطارية التخزين ، استخدم الأسلاك ذات المقطع العرضي 4 مم. لهذا الغرض ، سيكون طول قطعة 100 سم كافيًا ، ويتم توصيل الأجهزة المنزلية وأجهزة الإضاءة بالشبكة باستخدام أسلاك ذات مساحة مقطعية 2.5 مم. يتطلب العاكس أو المحول سلك 4 مم.
كيفية صنع توربينات الرياح من الغسالة
لإنشاء مولد الرياح من الغسالة بيديك ، ستحتاج إلى قائمة بأجزاء معينة. يمكن إزالة بعضها من الأجهزة المنزلية القديمة ، والباقي يجب شراؤه.
يتكون تصميم توربينات الرياح من العناصر التالية:
- مخفض لضبط سرعة الدوران ؛
- دوار مع ريش
- غلاف واقي
- بطارية تخزين؛
- قسم الذيل
- العاكس.
- صواري لتثبيت المولد.
توربينات الرياح مصنوعة من أجزاء الغسالة
مولد التصميم مصنوع من محرك كهربائي من الغسالة. يجب أن تكون قوتها 1.5 كيلو واط على الأقل.
بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى:
- ورق الصنفرة والغراء.
- مغناطيس نيوديميوم 5 و 12 مم لكل منهما (32 قطعة) ؛
- راتنجات الايبوكسيأو اللحام البارد.
سيتم تثبيت مغناطيس النيوديميوم على الدوار. يمكن شراؤها من العديد من المتاجر الثابتة أو عبر الإنترنت. من الضروري إزالة النوى من دوار المحرك غير المتزامن. بعد ذلك ، يتم قطع هذه الأجزاء جزئيًا. يجب ألا يتجاوز عمق القطع 2 مم. يمكنك استخدام مخرطة لهذا الغرض. علاوة على ذلك ، يجب عمل أخاديد في النوى ، بعمق 5 مم.
في المرحلة التالية من تصنيع مولد الرياح للمنزل ، يتم تركيب المغناطيس يدويًا. بادئ ذي بدء ، يتم تثبيت غطاء صلب على القلب. بعد ذلك ، يتم وضع المغناطيس في الأماكن المناسبة على مسافة متساوية. من المهم جدًا الحفاظ على مسافة ، وإلا فإن المغناطيسات ستلتصق ببعضها البعض في المستقبل ، مما سيؤثر سلبًا على قوة مزرعة الرياح. من الأفضل استخدام الغراء الفائق لإصلاح هذه الأجزاء. يُنصح بارتداء نظارات واقية أثناء العمل ، لأن المغناطيس يمكن أن يرتد أثناء عملية اللصق.
موقع مغناطيس النيوديميوم في صناعة طاحونة هوائية محلية الصنع
عندما يكون القالب بالمغناطيس جاهزًا تمامًا ، فإنه يتناسب مع الدوار. يجب ملء الفجوات الناتجة راتنجات الايبوكسي أو اللحام البارد. في نهاية العمل ، يتم تثبيت الدوار برفق في نائب ، ويتم معالجة سطحه بورق الصنفرة. قبل بدء تشغيل الطاحونة الهوائية ، تحقق من قوة جميع المحامل والوصلات المسامير. يجب ألا تستخدم حتى الأجزاء البالية جزئيًا لتجميع الهيكل ؛ فمن الأفضل شراء أجزاء جديدة.
لإنشاء المكره ، من الأفضل اختيار مادة خفيفة بهامش أمان مرتفع. لهذه الأغراض ، الألياف الزجاجية مناسبة. نتيجة لذلك ، الشفرات خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل. أفضل استخدام للصاري هو الأنابيب الفولاذية. القطر الأمثل 32 مم.
يمكن لأي شخص لديه فكرة عن كيفية عمل الدوائر الكهربائية تجميع توربينات الرياح. الشيء الرئيسي في هذه الحالة هو الانتباه إلى كل التفاصيل والتحقق بعناية من جميع أفعالك. للتخلص من احتمال حدوث أخطاء ، يمكنك استخدام مقاطع الفيديو المرئية ، التي تصف بالتفصيل العملية الكاملة لتصنيع الأجزاء وتجميعها الإضافي.
