كيفية بناء شفرات لمولد الرياح بيديك: أمثلة على شفرات توربينات الرياح محلية الصنع
يعد استخدام مصادر الطاقة البديلة أحد الاتجاهات الرئيسية في عصرنا.يمكن تحويل طاقة الرياح النظيفة وبأسعار معقولة إلى كهرباء حتى في منزلك عن طريق بناء توربينات الرياح وربطها بمولد.
يمكنك بناء شفرات مولد الرياح بيديك من مواد عادية دون استخدام معدات خاصة. سنخبرك بأي شكل من أشكال الشفرة أكثر كفاءة وسنساعدك في اختيار الرسم المناسب لمحطة طاقة الرياح.
محتوى المقال:
كيف يعمل مولد الرياح البسيط؟
مولد الرياح هو جهاز يسمح لك بتحويل طاقة الرياح إلى كهرباء.
مبدأ عملها هو أن الريح تقوم بتدوير الشفرات، وتحريك العمود، والذي من خلاله يتم توفير الدوران للمولد من خلال علبة التروس، مما يزيد من السرعة.
هناك نوعان رئيسيان من مولدات الرياح:
- رَأسِيّ;
- أفقي.
تم تصميم النماذج ذات التوجه الرأسي بحيث يكون محور المروحة عموديًا على الأرض. وبالتالي، فإن أي حركة للكتل الهوائية، بغض النظر عن الاتجاه، تؤدي إلى تحريك الهيكل.
يشبه مولد الرياح الأفقي ريشة الطقس. لكي تدور الشفرات، يجب أن يتم تدوير الهيكل في الاتجاه المطلوب، اعتمادًا على اتجاه حركة الهواء.
لرصد التغيرات في اتجاه الرياح والتقاطها، يتم تركيب أجهزة خاصة. الكفاءة مع هذا الترتيب اللولبي أعلى بكثير من الاتجاه الرأسي. للاستخدام المنزلي، من الأكثر عقلانية استخدام مولدات الرياح من هذا النوع.
ما هو شكل الشفرة الأمثل؟
أحد العناصر الرئيسية لمولد الرياح هو مجموعة من الشفرات.
هناك عدد من العوامل المرتبطة بهذه الأجزاء والتي تؤثر على كفاءة الطاحونة:
- وزن؛
- مقاس؛
- استمارة؛
- مادة؛
- كمية.
إذا قررت تصميم شفرات لطاحونة هوائية محلية الصنع، فيجب أن تأخذ في الاعتبار كل هذه المعلمات. ويعتقد البعض أنه كلما زاد عدد الأجنحة في المروحة المولدة، كلما أمكن إنتاج المزيد من طاقة الرياح. وبعبارة أخرى، كلما كان أكثر مرحا.
ولكن هذا ليس هو الحال. يتحرك كل جزء على حدة ضد مقاومة الهواء. وبالتالي، فإن وجود عدد كبير من الشفرات في المروحة يتطلب المزيد من قوة الرياح لإكمال دورة واحدة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتسبب عدد كبير جدًا من الأجنحة العريضة في تكوين ما يسمى بـ "غطاء الهواء" أمام المروحة، عندما لا يمر تدفق الهواء عبر طاحونة الهواء، بل يدور حولها.
الأكثر كفاءة هو مولد الرياح ذو الشفرة الواحدة. لكن بناءها وموازنتها بيديك أمر صعب للغاية. تبين أن التصميم غير موثوق به، على الرغم من أنه ذو كفاءة عالية. وفقا لتجربة العديد من المستخدمين والمصنعين لتوربينات الرياح، فإن النموذج الأمثل هو نموذج ثلاثي الشفرات.
إن شكل الشفرة المحدد بشكل صحيح لمولد الرياح هو الأساس لتشغيله الجيد.
الخيارات التالية مناسبة للإنتاج المنزلي:
- نوع الإبحار
- نوع الجناح.
الشفرات من نوع الشراع عبارة عن خطوط عريضة بسيطة، مثل تلك الموجودة في طاحونة الهواء.هذا النموذج هو الأكثر وضوحًا والأسهل في التصنيع. ومع ذلك، فإن كفاءته منخفضة جدًا لدرجة أن هذا النموذج لا يستخدم عمليًا في مولدات الرياح الحديثة. الكفاءة في هذه الحالة حوالي 10-12٪.
الشكل الأكثر فعالية هو الشفرات ذات الشكل المجنح. أنها تنطوي على مبادئ الديناميكا الهوائية التي ترفع الطائرات الضخمة في الهواء. من السهل تحريك المسمار بهذا الشكل ويدور بشكل أسرع. يقلل تدفق الهواء بشكل كبير من المقاومة التي تواجهها الطاحونة على طول طريقها.
تصل كفاءة هذا النموذج إلى 30-35%. والخبر السار هو أنه يمكنك بناء شفرة مجنحة بنفسك باستخدام الحد الأدنى من الأدوات. يمكن تكييف جميع الحسابات والرسومات الأساسية بسهولة مع طاحونتك الهوائية واستخدام طاقة الرياح المجانية والنظيفة دون قيود.
ما هي الشفرات المصنوعة من المنزل؟
المواد المناسبة لبناء مولد الرياح هي في المقام الأول البلاستيك والمعادن الخفيفة والخشب والحل الحديث - الألياف الزجاجية. السؤال الرئيسي هو مقدار العمل والوقت الذي ترغب في إنفاقه على صنع طاحونة هوائية.
أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية
المادة الأكثر شيوعًا وانتشارًا لصنع الشفرات البلاستيكية لمولدات الرياح هي أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية العادية. بالنسبة لمعظم المولدات المنزلية التي يصل قطرها اللولبي إلى 2 متر، يكفي أنبوب 160 ملم.
تشمل مزايا هذه الطريقة ما يلي:
- سعر منخفض؛
- التوفر في أي منطقة؛
- سهولة التشغيل؛
- عدد كبير من المخططات والرسومات على الإنترنت، وخبرة واسعة في الاستخدام.
الأنابيب مختلفة. وهذا معروف ليس فقط لأولئك الذين يصنعون محطات طاقة الرياح محلية الصنع، ولكن أيضًا لكل من واجه تركيب الصرف الصحي أو إمدادات المياه. وهي تختلف في السمك والتكوين والشركة المصنعة. الأنبوب غير مكلف، لذلك ليست هناك حاجة لمحاولة تقليل تكلفة طاحونة الهواء الخاصة بك بشكل أكبر من خلال توفير الأنابيب البلاستيكية.
تحتاج أولا إلى اتخاذ قرار بشأن النمط. هناك العديد من الخيارات، كل شكل له عيوبه ومزاياه. قد يكون من المفيد التجربة أولاً قبل الاستغناء عن الإصدار النهائي.
نظرًا لأن سعر الأنابيب منخفض، ويمكنك العثور عليها في أي متجر لاجهزة الكمبيوتر، فهذه المادة مثالية للخطوات الأولى في تشكيل الشفرات. إذا حدث خطأ ما، يمكنك دائمًا شراء أنبوب آخر والمحاولة مرة أخرى، ولن تعاني محفظتك كثيرًا من مثل هذه التجارب.
يفضل المصممون الهواة PVC، لأنه أثناء الاختبار يمكن استبدال الشفرة المكسورة بشفرة جديدة، ويتم تصنيعها في غضون 15 دقيقة على الفور إذا كان النمط المناسب متاحًا. بسيطة وسريعة، والأهم من ذلك – بأسعار معقولة.
ستساعدك تعليمات الصور الخاصة بصنع شفرات طاحونة الهواء من أنابيب البوليمر على إتقان خطوات العملية وتسلسلها بصريًا:
تم الانتهاء من جميع الخطوات التحضيرية، والآن يجب ربط الشفرات بالجزء الذي يدور مع الريح:
الألومنيوم - رقيق وخفيف ومكلف
الألومنيوم معدن خفيف الوزن ومتين. يتم استخدامه تقليديًا لصنع شفرات توربينات الرياح. نظرًا لوزنها المنخفض، إذا أعطيت اللوحة الشكل المطلوب، فستكون الخصائص الديناميكية الهوائية للمروحة ممتازة.
تهدف الأحمال الرئيسية التي تواجهها طاحونة الهواء أثناء الدوران إلى ثني الشفرة وكسرها. إذا كان البلاستيك يتشقق بسرعة ويفشل أثناء هذا العمل، فيمكنك الاعتماد على برغي الألمنيوم لفترة أطول.
عيب آخر لأجزاء الألومنيوم هو تعقيد التصنيع. إذا كان أنبوب PVC يحتوي على انحناء سيتم استخدامه لنقل الخصائص الديناميكية الهوائية إلى الشفرة، فسيتم أخذ الألومنيوم، كقاعدة عامة، على شكل ورقة.
بعد قطع الجزء وفقًا للنمط، وهو في حد ذاته أصعب بكثير من العمل بالبلاستيك، ستظل قطعة العمل الناتجة بحاجة إلى دحرجتها ومنحها الانحناء الصحيح. لن يكون من السهل القيام بذلك في المنزل وبدون أدوات.
بدلاً من الألومنيوم الباهظ الثمن، يمكنك استخدام قصاصات من صفائح التسقيف أو قطع من الصفائح المموجة المتبقية بعد التثبيت:
الألياف الزجاجية أو الألياف الزجاجية - للمحترفين
إذا قررت التعامل مع مسألة إنشاء شفرة بوعي وعلى استعداد لبذل الكثير من الجهد والأعصاب عليها، فإن الألياف الزجاجية مناسبة.إذا لم تكن قد تعاملت سابقًا مع مولدات الرياح، فإن البدء في التعرف على نموذج طاحونة هوائية مصنوعة من الألياف الزجاجية ليس هو أفضل فكرة. ومع ذلك، فإن هذه العملية تتطلب الخبرة والمهارات العملية.
يتم استخدام الألياف الزجاجية في التصنيع - وهي مادة رقيقة ومتينة يتم إنتاجها بشكل لفات. بالإضافة إلى الألياف الزجاجية، يعد غراء الإيبوكسي مفيدًا لتأمين الطبقات.
يبدأ العمل بإنشاء مصفوفة. هذا فراغ يمثل قالبًا لجزء مستقبلي.
من الصعب جدًا أن تصنع قطعة فارغة بنفسك، يجب أن يكون أمام عينيك نموذج جاهز للشفرة مصنوع من الخشب أو مادة أخرى، وعندها فقط يتم قطع مصفوفة للجزء من هذا النموذج. أنت بحاجة إلى مصفوفتين على الأقل، ولكن بعد أن صنعت شكلًا ناجحًا مرة واحدة، يمكن استخدامه عدة مرات، وبهذه الطريقة يمكنك بناء أكثر من طاحونة هوائية واحدة.
يتم تشحيم الجزء السفلي من القالب جيدًا بالشمع. يتم ذلك بحيث يمكن إزالة الشفرة النهائية بسهولة لاحقًا. ضع طبقة من الألياف الزجاجية وقم بتغطيتها بغراء الإيبوكسي. يتم تكرار العملية عدة مرات حتى تصل قطعة العمل إلى السمك المطلوب.
عندما يجف الغراء الايبوكسي، تتم إزالة نصف الجزء بعناية من المصفوفة. يفعلون نفس الشيء مع الشوط الثاني.يتم لصق الأجزاء معًا لتكوين جزء مجوف ثلاثي الأبعاد. خفيفة الوزن، ومتينة، وذات شكل ديناميكي هوائي، تُعد شفرة الألياف الزجاجية قمة التميز لهواة مزرعة الرياح المنزلية.
عيبها الرئيسي هو صعوبة تنفيذ الفكرة وكثرة العيوب في البداية، حتى يتم الحصول على المصفوفة المثالية وإتقان خوارزمية الإنشاء.
رخيصة ومبهجة: جزء خشبي لعجلة الرياح
تعتبر الشفرة الخشبية طريقة قديمة وسهلة التنفيذ، ولكنها غير فعالة على مستوى استهلاك الكهرباء اليوم. يمكن أن يكون الجزء مصنوعًا من لوح صلب من الخشب الخفيف، مثل الصنوبر. من المهم اختيار قطعة خشب مجففة جيدًا.
تحتاج إلى اختيار الشكل المناسب، ولكن تأخذ في الاعتبار حقيقة أن الشفرة الخشبية لن تكون لوحة رقيقة، مثل الألومنيوم أو البلاستيك، ولكن هيكل ثلاثي الأبعاد. لذلك، لا يكفي إعطاء شكل لقطعة العمل، بل تحتاج إلى فهم مبادئ الديناميكا الهوائية وتخيل الخطوط العريضة للشفرة في جميع الأبعاد الثلاثة.
العيب الرئيسي لهذا التصميم هو الوزن الكبير للمسمار. لتحريك هذا العملاق، يجب أن تكون الرياح قوية بما فيه الكفاية، وهو أمر يصعب تحقيقه من حيث المبدأ. ومع ذلك، فإن الخشب مادة ميسورة التكلفة. يمكن العثور على الألواح المناسبة لإنشاء مروحة توربينات الرياح في حديقتك مباشرةً دون إنفاق فلس واحد. وهذه هي الميزة الرئيسية للخشب في هذه الحالة.
كفاءة الشفرة الخشبية تميل إلى الصفر.كقاعدة عامة، فإن الوقت والجهد المبذول في إنشاء مثل هذه الطاحونة الهوائية لا يستحق النتيجة التي تم الحصول عليها، معبرًا عنها بالواط. ومع ذلك، كنموذج تدريب أو قطعة اختبار، فإن الجزء الخشبي له مكانه. وتبدو ريشة الطقس ذات الشفرات الخشبية مثيرة للإعجاب على الموقع.
ستعرّفك مجموعة الصور التالية بخطوات صنع طاحونة هوائية بشفرات مقطوعة من الخشب الرقائقي:
جزء العمل جاهز واختباره من حيث الأداء الوظيفي، مما يعني أن كل ما تبقى هو طلاءه وربطه بالصاري:
رسومات وأمثلة للشفرات
من الصعب جدًا إجراء الحساب الصحيح لمروحة مولد الرياح دون معرفة المعلمات الأساسية التي يتم عرضها في الصيغة، فضلاً عن عدم وجود فكرة عن كيفية تأثير هذه المعلمات على تشغيل توربينات الرياح.
من الأفضل ألا تضيع وقتك إذا كنت لا ترغب في التعمق في أساسيات الديناميكا الهوائية. ستساعدك الرسومات والمخططات الجاهزة ذات المؤشرات المحددة على اختيار الشفرة المناسبة لمحطة طاقة الرياح.
لن يتمكن مولد الرياح الصغير هذا من تزويدك بالطاقة العالية.على الأرجح، من غير المرجح أن تتمكن من الضغط على أكثر من 50 واط من هذا التصميم. ومع ذلك، فإن المروحة ذات الشفرتين المصنوعة من أنبوب PVC خفيف ورقيق ستوفر سرعة دوران عالية وتضمن تشغيل طاحونة الهواء حتى في ظل الرياح الخفيفة.
يمكن استخدام مروحة ثلاثية الشفرات من هذا الشكل لوحدات أكثر قوة، حوالي 150 وات عند 12 فولت. يصل قطر المروحة بالكامل في هذا الطراز إلى 1.5 متر. ستدور عجلة الرياح بسرعة ويمكن تشغيلها بسهولة. غالبًا ما توجد طاحونة الهواء ثلاثية الأجنحة في محطات توليد الطاقة المنزلية.
ستكون هذه المروحة ذات الخمس شفرات قادرة على إنتاج ما يصل إلى 225 دورة في الدقيقة مع سرعة رياح تقدر بـ 5 م/ث. لبناء شفرة حسب الرسومات المقترحة، تحتاج إلى نقل إحداثيات كل نقطة من أعمدة "إحداثيات النمط الأمامي/الخلفي" إلى سطح أنبوب الصرف الصحي البلاستيكي.
باستخدام الجدول أدناه، يمكنك حساب قطر طاحونة هوائية ذات 2-16 ريشة. في هذه الحالة، يمكنك تحديد الحجم مع الأخذ بعين الاعتبار قوة الإخراج المطلوبة.
كما تظهر الممارسة، من الصعب جدًا الحفاظ على مولد رياح يزيد قطره عن مترين. إذا كنت بحاجة إلى طاحونة هوائية أكبر وفقًا للجدول، ففكر في زيادة عدد الشفرات.
مع القواعد والمبادئ حساب مولد الرياح اقرأ المقال الذي يوضح عملية إجراء العمليات الحسابية خطوة بخطوة.
موازنة توربينات الرياح
إن موازنة شفرات مولد الرياح سيساعد على جعله يعمل بأكبر قدر ممكن من الكفاءة. لتحقيق التوازن، تحتاج إلى العثور على غرفة حيث لا توجد رياح أو مسودة. بالطبع، بالنسبة لعجلة الرياح التي يزيد قطرها عن 2 متر، سيكون من الصعب العثور على مثل هذه الغرفة.
يتم تجميع الشفرات في هيكل نهائي وتثبيتها في وضع العمل. يجب وضع المحور بشكل أفقي بشكل صارم. يجب ضبط المستوى الذي ستدور فيه المروحة بشكل عمودي بشكل صارم، متعامدًا مع المحور ومستوى الأرض.
المروحة التي لا تتحرك يجب أن تدور بمقدار 360 درجة، حيث x = عدد الشفرات. من الناحية المثالية، لن تنحرف طاحونة الهواء المتوازنة بمقدار درجة واحدة، ولكنها ستبقى بلا حراك. إذا تحولت الشفرة تحت ثقلها، فيجب تعديلها قليلاً، وتقليل الوزن على جانب واحد، وإزالة الانحراف عن المحور.
من المهم أيضًا التأكد من أن جميع الأجزاء تدور بدقة في نفس المستوى. وللتحقق من ذلك، يتم تركيب لوحات التحكم على مسافة 2 مم على جانبي إحدى الشفرات. أثناء الحركة، يجب ألا يلمس أي جزء من المسمار اللوحة.
لتشغيل مولد الرياح بشفرات مصنعة، ستحتاج إلى تجميع نظام يقوم بتجميع الطاقة المستقبلة وتخزينها ونقلها إلى المستهلك. أحد مكونات النظام هو وحدة التحكم. حول كيفية القيام به تحكم توربينات الرياح، سوف تكتشف ذلك من خلال قراءة مقالتنا الموصى بها.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
من الممكن تمامًا بناء طاحونة هوائية بيديك من مواد الخردة. إذا بدأت بنماذج أبسط، فمن المحتمل أن تكون محاولتك الأولى ناجحة. مع الخبرة، تعامل مع أفكار أكثر تعقيدًا للحصول على مولد الرياح الأكثر كفاءة وقوة.
الفيديو رقم 1. كيفية صنع طاحونة هوائية من الأنابيب البلاستيكية:
الفيديو رقم 2. مولد الرياح DIY:
الفيديو رقم 3. توربينات الرياح المصنوعة من الفولاذ المجلفن:
إذا كنت ترغب في استخدام طاقة الرياح النظيفة والآمنة لتلبية الاحتياجات المنزلية ولا تخطط لإنفاق الكثير من المال على معدات باهظة الثمن، فإن الشفرات محلية الصنع من المواد العادية ستكون فكرة مناسبة. لا تخف من التجربة، وستكون قادرًا على تحسين النماذج الحالية لمراوح طواحين الهواء.
هل تريد أن تخبرنا كيف صنعت شفرات طاحونة هوائية تزود منزلك بالكهرباء بيديك؟ هل ترغب في مشاركة معلومات مفيدة مع زوار الموقع أو طرح سؤال؟ يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه.
لقد قمت بتركيب مولد طاقة الرياح في منزلي الخاص. لقد أمضيت وقتًا طويلاً في البحث عن أفضل المواد لصنع الشفرات منها. في النهاية استقرت على الأنابيب البلاستيكية. بدت الشجرة أثقل وأقل كفاءة في توليد الكهرباء. وفي هذه المقالة يبدو أن الطاحونة الخشبية تستخدم كاختبار. كنت مهتمًا بصنع شفرات من الألياف الزجاجية. يا ترى هل هناك فرق كبير بينهما في الواتس اب؟
إذا قمت بذلك بنفسك، فإن الشفرات المصنوعة من أنابيب المياه البلاستيكية لا مثيل لها. مادة خفيفة الوزن وغير مكلفة، وعملية صنع الشفرة منها بسيطة للغاية. الألومنيوم أقوى وأكثر متانة، ولكن السعر المرتفع يشكل رادعًا.من الصعب جدًا تصنيع الألياف الزجاجية. تعتبر الشفرات الخشبية ثقيلة بعض الشيء، على الرغم من أنه من الممكن، في رأيي، صنع شفرات خشبية كافية تعمل بشكل طبيعي. الشيء الرئيسي هو أن الشجرة جافة وبدون عقدة.
أيهما أفضل: ثلاث شفرات طويلة أم ستة شفرات قصيرة؟ رأيك
لا يهم ما إذا كان 3 قصيرة أو ستة قصيرة. الشيء الرئيسي هو قطر السطح المغطى. إذن - ثلاثة طويلة. وفقًا للتقديرات التقريبية، للحصول على 1 كيلووات مع جميع الخسائر (مباشرة في الشبكة، باستثناء دائرة عاكس البطارية) بسرعة 4 م/ث، تحتاج إلى قطر يبلغ 13 م. نفس القطر عند سرعة رياح تبلغ 13 م. 10 م/ث تعطي بالفعل 17 كيلوواط. إذا صببت كل هذا في البطارية ثم عدتها، فسيكون هناك نصف خسارة في مكان آخر. ذلك يعتمد كثيرا على سرعة الرياح. إذا كانت المنطقة دائمًا هادئة تقريبًا، فلا فائدة من ذلك.
الشفرات فقط من موديل Wind-Force 2021. لكن لسوء الحظ لم يتم الانتهاء منها. ليت شخص ما يتولى القيام بنفس الشيء، ولكن بطريقة إنسانية. لم يكتمل الانتقال من النصل إلى البكرة. فهي أخف مرتين من الأنبوب. التوازن متروك للمشتري. بالعكس التصميم ممتاز
تتمتع Wind-Sil بشفرات ممتازة، لكن الانتقال من الشفرة إلى البكرة لم يتم الانتهاء منه بعد. ليت شخص ما يتولى القيام بنفس الشيء، ولكن بطريقة إنسانية.
تعتبر طاحونة الهواء المزودة بمولد مفيدة جدًا في منزلك في فصل الشتاء. للقيام بذلك، تحتاج إلى دفن دوامة من الأسلاك الفولاذية تحت المنزل، في عمق الأرض. عندما تم شحن البطارية، تم تحويل المولد إلى دوامة. في فصل الشتاء، لم يتم تسخين المرجل لمدة أسبوع. لم تنخفض درجة الحرارة في المقصورة عن 16*. هذه هي منطقة فلاديمير.
يوجد في الروبوت معدات لصنع شفرات مولد الرياح من بلاستيك ABS بالإضافة إلى المواد المضافة.
أي أنك تحتاج إلى عمل نمط. إذا كان هناك أحجام محددة، فأنا في انتظار الاقتراحات. 0673251548