در حالی که مهندسان و فن‌آوران شرکت‌های بزرگ در حال توسعه پروژه‌هایی برای استفاده از منابع انرژی جایگزین در صنعت هستند، صنعتگران خانگی راه‌هایی برای استفاده از آن در خانه پیدا می‌کنند. علاوه بر این، انتقال به مولدهای انرژی غیر استاندارد نه تنها با تمایل به صرفه جویی در برق تعیین می شود. در سکونتگاه های ویلا و کلبه، وقفه در تحویل برق غیرمعمول نیست و در برخی از مناطق اصلاً شبکه های تامین مرکزی وجود ندارد. برای صاحبان املاک خصوصی از راه دور و کسانی که صرفاً می‌خواهند خانواده خود را با منبع مستقل انرژی تأمین کنند، ایده ساخت یک ژنراتور بادی خانگی در انواع مختلف پیشنهاد شده است.
طراحی اصلی یک آسیاب بادی
در خانه، ساخت ژنراتور بادی آسان است. کافی است قسمت کار پروانه یا گروه پره را بردارید، آن را با مبدل الکتریکی به موتور متصل کنید و به سیستم ذخیره انرژی فکر کنید. سپس فقط سازماندهی شرایط فنی برای کار ایجاد شده باقی می ماندزیر ساخت. مشکل این است که برای حجم کم و بیش قابل توجهی از تولید، طرح باید شامل موارد کار در مقیاس کامل باشد. اول از همه، محور چرخ، جهت و مواد مونتاژ آن محاسبه می شود. به عنوان مثال، توربین‌های بادی عمودی خانگی از صفحات فلزی ساخته می‌شوند که به روشی خاص روی ماشین‌ابزار یا با ابزار دستی پردازش می‌شوند. هندسه نادرست تیغه می تواند منجر به از دست دادن رانش به دلیل معکوس شدن جریان شود. این طرح در برابر جریان باد کار خواهد کرد.
به نوبه خود، تأسیسات افقی در آرایش اندام های عملکردی چندان نیاز ندارند. آنها همچنین به تیغه هایی با پیکربندی خاص، اما با شکل ساده نیاز دارند.
علاوه بر قسمت مکانیکی کار، طراحی آسیاب بادی شامل موتوری است که قبلاً ذکر شد. باید تبدیل و انباشت انرژی را فراهم کند. به عنوان یک قاعده، یک ژنراتور بادی خانگی برای خانه از موتورهای لوازم خانگی ساخته شده است، اما ممکن است گزینه های دیگری نیز وجود داشته باشد. توجه ویژه ای به ساختار پشتیبانی می شود. این توسط یک قاب عظیم مبتنی بر فلز، یک قاب محافظ، یک پایه قاب برای اتصال واحدهای کمکی، یک قفسه و سایر اجزا تشکیل خواهد شد.
مشخصات
بدون محاسبه اولیه ظرفیت ها، شروع توسعه بیشتر یک ژنراتور بادی منطقی نیست. نحوه استفاده از نصب در نهایت به مقدار انرژی تبدیل شده بستگی دارد. و باز هم عملکردطراحی با توجه به ابعاد بدنه کار و پیکربندی طراحی فنی آن تعیین می شود. میانگین پارامترهای یک توربین بادی خانگی را می توان به صورت زیر نشان داد:
- قطر پروانه 200cm
- تعداد بخش‌های پارو – ۶.
- ولتاژ ژنراتور 24W است.
- جریان - حدود 250 A.
- قدرت ژنراتور - محدوده از 0.2 تا 3 کیلو وات.
- سرعت باد تا 12 متر بر ثانیه.
- ظرفیت باتری - 500 Ah
مونتاژ تیغه های چرخ
همانطور که قبلاً اشاره شد، در ساخت یک ساختار پیچیده یک آسیاب بادی عمودی، نمی توان بدون ورق فلزی کار کرد. می توان از آلومینیوم آنودایز شده استفاده کرد، اما قطعات فولادی برای ویژگی های استحکام بهتر هستند، اگرچه نیاز به ماشین کاری دارند. در هر صورت، فقط فلز سخت امکان جمع آوری تیغه های قابل اعتماد برای ساخت یک ژنراتور عمودی بادی خانگی را فراهم می کند. شما همچنین می توانید با استفاده از پلی وینیل کلرید (PVC) یک چرخ باد برای یک سازه افقی با دستان خود بسازید. پلاستیک در پردازش انعطاف پذیرتر است، به تأثیرات محیطی و نور حساس نیست. معایب آن بر انعطاف مکانیکی است، بنابراین ابتدا باید روی آلیاژهای PVC سفت و سخت تمرکز کنید.
تشکیل‌های مناسب ساختاری را می‌توان در لوله‌های تحت فشار یا بخش‌های ناودانی یافت. در مورد پلاستیک، ارزش تمرکز بر روی دیوار 5 میلی متر، طول حدود 100 سانتی متر و قطر تا 15 سانتی متر است. برای تشکیل یک قطعه، توصیه می شود از آن استفاده کنید.یک الگوی آماده، خطوطی را از آن بکشید و با استفاده از یک اره منبت کاری اره مویی یا یک اره فلزی برش بزنید. متعادل کردن پره های خانگی برای یک توربین بادی با سنگ زنی و سنگ زنی ریزدانه سطوح انجام می شود. تمام گوشه‌ها و لبه‌ها با دقت به یک شکل گرد می‌شوند.
بعد باید 6 المان تیغه ای روی پایه چرخ باد نصب شود که ژنراتور در آن ادغام می شود. بستن از طریق یک آستین فلزی به قطر 20 سانتی متر و ضخامت 1 سانتی متر انجام می شود و با استفاده از جوش ظریف اینورتر باید نوارهای فرود فولادی به طول 30 سانتی متر و عرض 1.2 سانتی متر به آستین جوش داده شود و سوراخ هایی در آن ایجاد شود. آنها برای تعمیر تیغه ها.
موتور ژنراتور دوچرخه
مسئله انتخاب نیروگاه مولد شاید مهم ترین باشد، بنابراین چندین گزینه در نظر گرفته می شود. کاربردی ترین و راحت ترین واحد از نظر نصب یک موتور دوچرخه برقی است که می توان آن را به طور متوسط 7-10 هزار روبل خریداری کرد. مدلی با مشخصات ولتاژ تا 250 ولت و سرعت چرخش حدود 200 دور در دقیقه خواهد بود. در مرحله بعد، کوپلینگ چرخ باد و ژنراتور خانگی متصل می شوند. ژنراتور باد را می توان با پیچ و مهره به بدنه ثابت کرد و سوراخ هایی را برای بستن پره ها انتخاب کرد. نتیجه باید یک نصب فشرده، نسبتا سبک، اما نه پربازده ترین نصب برای تولید برق باشد. بنابراین، ارزش آن را دارد که جایگزین های قدرتمندتری در نظر بگیریم.
طراحی با دینام خودرو
از نظر کلیت کیفیت کار، چنین نصبی خواهد بودواحد قدرت بهینه و در صورت امکان استفاده از استارت های تراکتور و بار توصیه می شود. مشکل اصلی در پیچیدن دستگاه با آهنرباهای نئودیمیم خواهد بود. آنها باید به دیسک های روتور چسبانده شوند. عناصر مغناطیسی بهینه با فرمت 25x8 میلی متر در حجم 20 عدد. در این حالت، قطب ها باید کاملاً متناوب باشند، در غیر این صورت استارت در طراحی بی فایده خواهد بود.
همچنین ارزش دارد آهن رباهای گرد را به نفع آهنرباهای مستطیلی کنار بگذاریم. واقعیت این است که یک ژنراتور بادی خانگی از یک ژنراتور خودرو باید امواج الکترومغناطیسی را به طور مساوی توزیع کند و عناصر گرد شکل قادر به پشتیبانی از این عملکرد به میزان مناسب نیستند. در امتداد خطوط بیرونی و داخلی محل قرارگیری آهنرباها، خطوط کناره ها نیز سازماندهی شده اند. آنها را می توان از پلاستیکی که با چسب اپوکسی ثابت شده است، درست کرد. با این حال، برای اطمینان بیشتر، ارزش آن را دارد که کل استارتر را با رزین قابض پر کنید.
کاربرد موتور ناهمزمان
برای راحتی در هنگام انجام کار نصب، می توانید یک نیروگاه ناهمزمان بگیرید و پس از یک تغییر ساده، آن را با قسمت مکانیکی کار آسیاب بادی ترکیب کنید. بخش اصلی پالایش با شیار روتور روی ماشین تراش مرتبط است. تکمیل با توجه به ضخامت عناصر مغناطیسی انجام می شود. مشکل پردازش به این دلیل است که طراحی موتورهای ناهمزمان آستین های خاصی را برای قرار دادن آهنربا ارائه نمی دهد، بنابراین شیارها به طور مستقل خسته می شوند.
همانطور که با انتخاب الکترومغناطیسی مستطیلی شکلعناصر، تشکیل درج در محفظه برای جهت صحیح میدان به استارت انجام می شود. پس از اصلاح فنی و معرفی تجهیزات کار، امکان پر کردن سازه با رزین اپوکسی وجود دارد. خروجی باید یک ژنراتور بادی خانگی با قدرت 2 کیلو وات یا بیشتر باشد - عملکرد به توان نامی و فرمت آهنرباهای مورد استفاده بستگی دارد. به هر حال، نترسید که زمینه درمان با ترکیب چسب، ولتاژ را کمی کاهش دهد. برای عملکرد آسیاب بادی اهمیت اساسی ندارد، اما ممکن است قدرت فعلی را افزایش دهد.
استفاده از ژنراتور مغناطیسی خانگی
برای تعمیر و نگهداری باتری های کوچک، می توانید خود را به نصب یک استارتر ساخت خودتان محدود کنید. در مقایسه با دستگاه های کارخانه ای معایب زیادی خواهد داشت، اما برای مصرف کنندگان کم مصرف، چنین سیستمی کافی خواهد بود. مهمترین مرحله در ساخت، محاسبه صحیح چرخش سیم پیچ است. تعداد آنها در یک مولد باد خانگی با آهنربا به تعداد سیم پیچ ها بستگی دارد. به طور متوسط، کل توان توسط 1000-1200 دور در دقیقه تامین می شود.
اگر از سیم بزرگتری برای سیم پیچی استفاده کنید، مقاومت کاهش می یابد و برعکس، قدرت جریان افزایش می یابد. اما در هر صورت برای ایجاد سیم پیچ با سیم پیچ به ماشینی نیاز خواهید داشت. این فرآیند معمولی و طولانی است، بنابراین مکانیزاسیون ضروری است. واحد سیم پیچ می تواند بر اساس یک میز کار دستی باشد. کافی است یک تجهیزات دوار را روی یک میله فلزی سازماندهی کنید و به آن بیاوریدسیم پیچ با سیم مسی خود سیم پیچ گرد خواهد بود. موضوع مهمتر در مورد طول آن است، زیرا طراحی کشیده چرخش های مستقیم تری را با مصرف زیاد مس در بخش فراهم می کند. بخش‌های جداگانه برای توزیع صحیح سیم‌پیچ روی منطقه را می‌توان در ابتدا روی کاغذ علامت‌گذاری کرد، پس از آن می‌توان از همان موانع پلاستیکی روی سیم‌پیچ استفاده کرد.
برای افزایش استحکام یک مولد باد خانگی با دستان خود، توصیه می شود کف قالب را از فایبرگلاس استفاده کنید. برای جلوگیری از چسبیدن آن به سطح، توصیه می شود پشت آن را با موم یا ژله نفتی درمان کنید. در سیستم استارت، گروه کویل بدون تماس مستقیم مونتاژ می شود. هر عنصر باید به طور ایمن ثابت شود و انتهای مراحل با عایق چند لایه بیرون آورده می شود. چندین سیم را می توان به یک شکل ترکیب کرد - یک ستاره یا یک مثلث.
نصب ژنراتور روی قاب
واحد نیرو مونتاژ شده باید برای بارهای الکتریکی خاصی طراحی شود، اما تاثیر مکانیکی شخص ثالث را فراموش نکنید. برای اینکه سازه بتواند فشار دینامیکی و استاتیکی را تحمل کند، شفت ژنراتور باید به طور ایمن در قاب ثابت شود. برای این کار از یک اسکلت فلزی مناسب برای یک مولد باد خانگی در شکل و اندازه استفاده کنید. در موارد شدید، می توان از مواد میرایی برای بستن دستگاه به محفظه استفاده کرد. فریم های خیلی سنگین نیز نامطلوب هستند. بهترین گزینه یک قاب آلومینیومی به ضخامت 1-2 سانتی متر است.
محافظت در برابر باد بالا
Bدر حالت عادی، آسیاب بادی کار می کند و جریان پایدار با سرعت باد حدود 10 متر بر ثانیه تولید می کند. فراتر از این شاخص هم برای ساختار نگهدارنده و هم برای پر کردن الکتریکی تجهیزات مضر خواهد بود. بنابراین، نصب توسط یک سیستم پره جانبی محافظت می شود. برای مثال، توربین‌های بادی عمودی خانگی با استفاده از پانل‌هایی که نیروی فنر را فراهم می‌کنند، در برابر طوفان محافظت می‌شوند. در این طرح، ژنراتور در جهت جریان با دم کار خواهد کرد، یعنی عملکرد سیستم محدود به مکانیک است، اما بدون بارهای بیش از حد از جریان هوا.
دکل توربین بادی
جزء اصلی و یاتاقان نصب است که قابلیت اطمینان مکانیکی کل مجموعه به آن بستگی دارد. از گوشه های پروفیل، لوله ها و تیرک ها می توان به عنوان این میله استفاده کرد. لوله فلزی با قطر 10 سانتی متر کاربردی تر و راحت تر نصب می شود.در مورد طول باید در نظر داشت که موقعیت بهینه ژنراتور بالای سطح زمین 4-5 متر است.کارخانه های صنعتی نیز در محل نصب می شوند. ارتفاع بالاتر، اما برای نصب قابل اعتماد با چنین پارامترهایی تجهیزات اضافی مورد نیاز است. در این حالت با توجه به اصل پیچ شمع می توان یک مولد باد خانگی را بر روی لوله ای با عمق 1-1.5 متر در سطح زمین نصب کرد که هنگام انتخاب نقطه موقعیت باید به آن توجه شود. که نباید در یک سطح در شعاع 30 متری تداخل ایجاد شود. در موارد شدید، باید سازه کار را 1 متر بالاتر از مانع بالا ببرید.
همچنین می توانید دستگاه های فرود و صعود را از قبل محاسبه کنید.شما هنوز نمی توانید بدون تعمیر و نگهداری انجام دهید و پایه یک نردبان معمولی قابل اعتمادترین راه حل نیست. علاوه بر این، طراحان توصیه می کنند که سیم های محافظ ایمنی با فرورفتگی 5 متر در امتداد ارتفاع دکل نصب کنند. آنها با لنگرهایی در شعاع نیمی از ارتفاع قطب به زمین لنگر می زنند.
نتیجه گیری
مجموعه ژنراتورهایی که از منابع انرژی طبیعی تغذیه می شوند به دلیل هزینه بالای تجهیزات اولیه و هزینه های قابل توجه نگهداری هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. در این مورد، گران ترین می تواند یک ژنراتور بادی خانگی از یک موتور ناهمزمان باشد که به یک پایه قدرت قدرتمند و پشتیبانی فنی منظم نیاز دارد. از طرفی بالاترین بهره وری را نیز دارد (بازده حدود 80 درصد) که جبران هزینه های نصب و مصالح مربوطه را ممکن می سازد. چه مقدار انرژی از باتری متصل به چنین ژنراتوری کافی است؟ همانطور که تمرین نشان می دهد، حداقل آستانه انرژی یک سیستم با بازگشت 2-3 کیلو وات به شما امکان می دهد نیازهای سیستم های آب و هوا، گروه های خانگی وسایل روشنایی، تجهیزات برودتی و غیره را پوشش دهید.
