مصدر طاقة بديل. مصادر طاقه بديله. بناء واستخدام مجمعات الطاقة الشمسية
عزبة صديقة للبيئة: يعرف كل ساكن على كوكبنا جيدًا أن احتياطيات الوقود الطبيعي ليست غير محدودة ، وأن أسعار الطاقة في تزايد مستمر. الطاقة البديلة قادرة على استبدال مصادر الطاقة المعتادة: بيديك يمكنك ترتيب تركيب فعال للغاية لإنتاجها.
يدرك كل سكان كوكبنا جيدًا أن احتياطيات الوقود الطبيعي ليست غير محدودة ، وأن أسعار الطاقة في تزايد مستمر. الطاقة البديلة قادرة على استبدال مصادر الطاقة المعتادة: بيديك يمكنك ترتيب تركيب فعال للغاية لإنتاجها. ستعمل "التقنيات الخضراء" على تقليل تكاليف المنزل بشكل كبير من خلال استخدام مصادر مجانية تقريبًا.
المصادر الشعبية للطاقة المتجددة
منذ العصور القديمة ، استخدم الناس الآليات والأجهزة في الحياة اليومية ، والتي كان عملها يهدف إلى تحويل قوى الطبيعة إلى طاقة ميكانيكية. الطواحين المائية وطواحين الهواء هي أمثلة رئيسية على ذلك. مع ظهور الكهرباء ، أتاح وجود المولد تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.
طاحونة المياه هي سابقة المضخة الأوتوماتيكية ، والتي لا تتطلب وجودًا بشريًا للقيام بالمهمة. تدور العجلة تلقائيًا تحت ضغط الماء وتسحب الماء من تلقاء نفسها
اليوم ، يتم توليد قدر كبير من الطاقة عن طريق مزارع الرياح ومحطات الطاقة الكهرومائية. بالإضافة إلى الرياح والمياه ، يمكن للناس الوصول إلى مصادر مثل الوقود الحيوي ، وطاقة باطن الأرض ، وضوء الشمس ، وطاقة السخانات والبراكين ، وقوة المد والجزر.
في الحياة اليومية ، تُستخدم الأجهزة التالية على نطاق واسع للحصول على الطاقة المتجددة:
- الألواح الشمسية.
- مضخات حرارية.
- توربينات الرياح.
التكلفة العالية لكل من الأجهزة نفسها وأعمال التثبيت توقف الكثير من الناس في طريقهم للحصول على طاقة مجانية على ما يبدو. يمكن أن يصل الاسترداد إلى 15-20 سنة ، لكن هذا ليس سببًا لحرمان نفسك من الآفاق الاقتصادية. كل هذه الأجهزة يمكن تصنيعها وتركيبها بنفسك.
عند اختيار مصدر للطاقة البديلة ، فأنت بحاجة إلى التركيز على مدى توفره ، ومن ثم سيتم تحقيق الحد الأقصى من الطاقة بأقل قدر من الاستثمار
الألواح الشمسية ذاتية الصنع
تكلف الألواح الشمسية الجاهزة الكثير من المال ، لذلك لا يستطيع الجميع شرائها وتثبيتها. إذا قمت بإنشاء اللوحة بنفسك ، فيمكن تقليل التكاليف بمقدار 3-4 مرات. قبل أن تبدأ في بناء لوح شمسي ، عليك أن تعرف كيف يعمل كل شيء.
نظام الطاقة الشمسية: مبدأ العمل
سيسمح لك فهم الغرض من كل عنصر من عناصر النظام بتخيل عمله ككل. المكونات الرئيسية لأي نظام طاقة شمسية هي:
- الألواح الشمسية.هذا مركب من العناصر المتصلة في كل واحد يحول ضوء الشمس إلى تيار من الإلكترونات. ميزتها الرئيسية هي أنها لا تستطيع توليد تيارات عالية الجهد. عنصر منفصل في النظام قادر على توليد تيار بجهد 0.5-0.55 فولت.وبناءً على ذلك ، فإن بطارية شمسية واحدة قادرة على توليد تيار بجهد 18-21 فولت ، وهو ما يكفي لشحن 12 فولت. بطارية تخزين.
- بطاريات.لن تدوم بطارية واحدة طويلاً ، لذا يمكن للنظام أن يعد عشرات من هذه الأجهزة. يتم تحديد عدد البطاريات حسب الطاقة المستهلكة. يمكن زيادة عدد بطاريات التخزين في المستقبل عن طريق إضافة العدد المطلوب من الألواح الشمسية إلى النظام ؛
- تحكم شحن الطاقة الشمسية.هذا الجهاز مطلوب لضمان الشحن العادي للبطارية. والغرض الرئيسي منه هو منع إعادة الشحن المتكرر للبطارية.
- العاكس.جهاز مطلوب لتحويل التيار. توفر البطاريات تيارًا منخفضًا الجهد ، ويقوم العاكس بتحويله إلى الجهد العالي المطلوب للوظيفة - طاقة الخرج. بالنسبة للمنزل ، سيكون العاكس بقدرة خرج من 3-5 كيلو واط كافياً.
إذا كان من الأفضل شراء العاكس والبطاريات ووحدة التحكم في الشحن الجاهزة ، فمن الممكن تمامًا صنع الألواح الشمسية بنفسك.
سيساعد جهاز التحكم عالي الجودة والاتصال الصحيح في الحفاظ على أداء البطاريات واستقلالية المحطة الشمسية بأكملها لأطول فترة ممكنة
تصنيع الخلايا الشمسية
لتصنيع بطارية ، من الضروري شراء الخلايا الشمسية على أساس أحادي أو متعدد البلورات. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن عمر خدمة البلورات المتعددة أقصر بكثير من عمر البلورات المفردة. بالإضافة إلى أن كفاءة البلورات المتعددة لا تزيد عن 12٪ ، بينما يصل هذا الرقم للبلورات المفردة إلى 25٪. من أجل صنع لوحة شمسية واحدة ، تحتاج إلى شراء 36 عنصرًا على الأقل من هذه العناصر.
يتم تجميع البطارية الشمسية من وحدات. تحتوي كل وحدة منزلية على 30 أو 36 أو 72 قطعة. العناصر المتصلة في سلسلة بمصدر طاقة بجهد أقصى يبلغ حوالي 50 فولت
الإسكان الألواح الشمسية
يبدأ العمل في تصنيع العلبة ، وسيتطلب ذلك المواد التالية:
- قضبان خشبية
- خشب رقائقي
- شبكي
- اللوح الليفي
يجب قطع الجزء السفلي من العلبة من الخشب الرقائقي وإدخاله في إطار مصنوع من قضبان بسمك 25 مم. يتم تحديد الحجم السفلي من خلال عدد الخلايا الشمسية وحجمها. على طول محيط الإطار بالكامل في قضبان بخطوة من 0.15 إلى 0.2 متر ، من الضروري حفر ثقوب بقطر 8-10 مم. وهي مطلوبة لمنع ارتفاع درجة حرارة خلايا البطارية أثناء التشغيل.
جهاز الألواح الشمسية
حسب حجم العلبة ، من الضروري قطع الركيزة للخلايا الشمسية من اللوح الليفي باستخدام سكين كتابي. عند تثبيته ، من الضروري أيضًا توفير فتحات تهوية مرتبة كل 5 سم بطريقة متداخلة مربعة. يجب طلاء الجسم النهائي وتجفيفه مرتين.
ضع الخلايا الشمسية رأسًا على عقب على ركيزة من اللوح الليفي وغير مجندة. إذا لم تكن المنتجات النهائية مجهزة بالفعل بموصلات ملحومة ، فسيتم تبسيط العمل إلى حد كبير. ومع ذلك ، يجب إجراء عملية إزالة اللحام في أي حال.
يجب أن نتذكر أن اتصال العناصر يجب أن يكون متسقًا. في البداية ، يجب توصيل العناصر في صفوف ، وعندها فقط يجب دمج الصفوف النهائية في مجمع من خلال الانضمام إلى الحافلات الحاملة للتيار. عند الانتهاء ، يجب قلب العناصر ووضعها كما هو متوقع وتثبيتها في مكانها بالسيليكون.
يجب تثبيت كل عنصر بشكل آمن على الركيزة باستخدام شريط أو سيليكون ، في المستقبل سوف يتجنب هذا الضرر غير المرغوب فيه (+)
ثم تحتاج إلى التحقق من قيمة جهد الخرج. تقريبًا ، يجب أن يكون في حدود 18-20 فولت. الآن يجب تشغيل البطارية لعدة أيام ، تحقق من القدرة على شحن البطاريات. فقط بعد التحقق من قابلية التشغيل يتم إغلاق المفاصل.
بعد التأكد من الوظيفة التي لا تشوبها شائبة ، يمكنك تجميع نظام إمداد الطاقة. يجب إخراج أسلاك اتصال الإدخال والإخراج للتوصيل اللاحق للجهاز. يجب قطع الغطاء من زجاج شبكي وتثبيته بمسامير ذاتية التنصت على جوانب العلبة من خلال الثقوب المحفورة مسبقًا.
بدلاً من الخلايا الشمسية لتصنيع البطارية ، يمكنك استخدام دائرة الصمام الثنائي مع الثنائيات D223B. لوحة مكونة من 36 صمامًا ثنائيًا متصلة بالسلسلة قادرة على توصيل جهد 12 فولت.
يجب أولاً نقع الثنائيات في الأسيتون لإزالة الطلاء. احفر ثقوبًا في اللوحة البلاستيكية وأدخل الثنائيات وافكها. يجب وضع اللوحة النهائية في غلاف شفاف ومحكم الإغلاق.
تضمن الألواح الشمسية المثبتة والموجهة بشكل صحيح أقصى قدر من كفاءة الطاقة الشمسية وسهولة الصيانة
القواعد الأساسية لتركيب الألواح الشمسية
تعتمد كفاءة النظام بأكمله إلى حد كبير على التركيب الصحيح للبطارية الشمسية. أثناء التثبيت ، يجب مراعاة المعلمات المهمة التالية:
- تظليل.إذا كانت البطارية في ظل الأشجار أو الهياكل الأعلى ، فلن تعمل بشكل طبيعي فحسب ، بل قد تفشل أيضًا.
- توجيه.لتعظيم أشعة الشمس على الخلايا الضوئية ، يجب توجيه البطارية نحو الشمس. إذا كنت تعيش في نصف الكرة الشمالي ، فيجب أن تكون اللوحة موجهة إلى الجنوب ، وإذا كنت في نصف الكرة الجنوبي ، فعندئذٍ العكس.
- يميل.يتم تحديد هذه المعلمة من خلال الموقع الجغرافي. يوصي الخبراء بتثبيت اللوحة بزاوية تساوي خط العرض الجغرافي.
- التوفر.من الضروري مراقبة نظافة الجانب الأمامي باستمرار وإزالة طبقة الغبار والأوساخ في الوقت المناسب. وفي فصل الشتاء ، يجب تنظيف اللوحة بشكل دوري من الالتصاق بالثلوج.
من المرغوب فيه ألا تكون زاوية الميل ثابتة أثناء تشغيل الألواح الشمسية. سيعمل الجهاز إلى أقصى حد له فقط في حالة تعرض غلافه لأشعة الشمس المباشرة. في الصيف ، من الأفضل وضعه على منحدر 30 درجة في الأفق. في فصل الشتاء ، يوصى برفع درجة حرارة 70 درجة مئوية.
يشمل عدد من خيارات الخلايا الشمسية الصناعية أجهزة تتبع الطاقة الشمسية. للاستخدام المنزلي ، يمكنك التفكير مليًا وتوفير حوامل تسمح لك بتغيير زاوية ميل اللوحة
مضخات حرارية للتدفئة
تعد المضخات الحرارية من أكثر الحلول التكنولوجية تقدمًا في الحصول على الطاقة البديلة لمنزلك. فهي ليست فقط الأكثر ملاءمة ، ولكنها أيضًا صديقة للبيئة. سيؤدي تشغيلهم إلى تقليل التكاليف المرتبطة بالدفع مقابل التبريد والتدفئة للمباني بشكل كبير.
تصنيف المضخة الحرارية
تصنف المضخات الحرارية حسب عدد الدوائر ومصدر الطاقة وطريقة الحصول عليها. اعتمادًا على الاحتياجات النهائية ، يمكن أن تكون المضخات الحرارية:
- دائرة واحدة أو اثنتين أو ثلاث ؛
- مكثف مفرد أو مزدوج ؛
- مع امكانية التسخين او مع امكانية التسخين والتبريد.
حسب نوع مصدر الطاقة وطريقة الحصول عليه تتميز المضخات الحرارية التالية:
- الأرض ماء.يتم استخدامها في منطقة مناخية معتدلة مع تسخين منتظم للأرض ، بغض النظر عن الموسم. للتثبيت ، استخدم جامعًا أو مسبارًا ، اعتمادًا على نوع التربة. حفر الآبار الضحلة لا يتطلب الحصول على تصاريح.
- الهواء هو الماء.تتراكم الحرارة من الهواء وترسل لتسخين الماء. سيكون التثبيت مناسبًا في المناطق المناخية ذات درجات الحرارة الشتوية التي لا تقل عن 15 درجة.
- الماء ماء.التثبيت بسبب وجود الخزانات (بحيرات ، أنهار ، مياه جوفية ، آبار ، خزانات ترسيب). كفاءة هذه المضخة الحرارية رائعة للغاية ، بسبب ارتفاع درجة حرارة المصدر خلال موسم البرد.
- الماء هو الهواء.في هذه الحزمة ، تعمل الخزانات نفسها كمصدر للحرارة ، لكن الحرارة تنتقل عن طريق ضاغط مباشرة إلى الهواء المستخدم لتدفئة المباني. في هذه الحالة ، لا يعمل الماء كحامل حرارة.
- الأرض جو.في هذا النظام ، التربة هي موصل للحرارة. يتم نقل الحرارة من التربة إلى الهواء من خلال الضاغط. تستخدم السوائل غير المجمدة كناقلات للطاقة. يعتبر هذا النظام الأكثر تنوعًا.
- الهواء هو الهواء.يشبه تشغيل هذا النظام تشغيل مكيف هواء قادر على تسخين الغرفة وتبريدها. هذا النظام هو الأرخص حيث أنه لا يتطلب حفر وأنابيب.
عند اختيار نوع مصدر الحرارة ، تحتاج إلى التركيز على جيولوجيا الموقع وإمكانية التنقيب دون عوائق ، فضلاً عن توفر المساحة الخالية. إذا كان هناك نقص في المساحة الحرة ، فسيتعين عليك التخلي عن مصادر الحرارة مثل الأرض والماء وأخذ الحرارة من الهواء.
كيف تعمل المضخة الحرارية
يعتمد مبدأ تشغيل المضخات الحرارية على استخدام دورة كارنو ، والتي ، نتيجة للضغط الحاد لسائل التبريد ، توفر زيادة في درجة الحرارة. وفقًا للمبدأ نفسه ، ولكن مع التأثير المعاكس ، تعمل معظم الأجهزة المناخية المزودة بوحدات ضاغط (ثلاجة ، فريزر ، مكيف هواء).
تفترض دورة العمل الرئيسية ، التي تتحقق في غرف هذه الوحدات ، تأثيرًا معاكسًا - نتيجة للتوسع الحاد ، يتعاقد المبرد.
هذا هو السبب في أن واحدة من أكثر الطرق ميسورة التكلفة لتصنيع المضخة الحرارية تعتمد على استخدام وحدات وظيفية منفصلة مستخدمة في معدات التحكم في المناخ.
لذلك ، لتصنيع المضخة الحرارية ، يمكن استخدام ثلاجة منزلية. سوف يلعب المبخر والمكثف دور المبادلات الحرارية ، حيث يأخذ الطاقة الحرارية من البيئة ويوجهها مباشرة إلى تسخين المبرد الذي يدور في نظام التدفئة.
تدخل حرارة منخفضة الدرجة من التربة أو الهواء أو الماء ، جنبًا إلى جنب مع المبرد ، في المبخر ، حيث يتحول إلى غاز ، ثم يتم ضغطها بشكل أكبر بواسطة الضاغط ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة (+)
مضخة حرارية بمكونات من الاجهزة المنزلية
يبدأ العمل بإعداد جزء الضاغط من المضخة ، وسيتم تخصيص وظائفه للوحدة المقابلة لمكيف الهواء أو الثلاجة. يجب تثبيت هذه الوحدة بتعليق ناعم على أحد جدران غرفة العمل حيث تكون ملائمة.
بعد ذلك ، تحتاج إلى عمل مكثف. يعتبر خزان الفولاذ المقاوم للصدأ بسعة 100 لتر مثاليًا لهذا الغرض. من الضروري تركيب ملف فيه (يمكنك أن تأخذ أنبوبًا نحاسيًا منتهيًا من مكيف هواء قديم أو ثلاجة. يجب قطع الخزان المُجهز بالطول إلى جزأين متساويين بمساعدة طاحونة - وهذا ضروري للتثبيت والإصلاح الملف الموجود في جسم المكثف المستقبلي.
بعد تثبيت الملف في أحد النصفين ، يجب توصيل كلا الجزأين من الحاوية ولحامهما معًا بطريقة يتم بها الحصول على خزان مغلق. يرجى ملاحظة أنه عند اللحام ، تحتاج إلى استخدام أقطاب كهربائية خاصة ، بل والأفضل من ذلك ، استخدام لحام الأرجون ، فقط يمكنه ضمان أقصى جودة للدرز.
لتصنيع المكثف ، تم استخدام خزان من الفولاذ المقاوم للصدأ بحجم 100 لتر ، بمساعدة طاحونة تم قطعه إلى نصفين ، وتم تركيب ملف ولحام خلفي
لصنع المبخر ، ستحتاج إلى خزان بلاستيكي محكم الإغلاق بحجم 75-80 لترًا ، حيث ستحتاج إلى وضع ملف من أنبوب بقطر بوصة.
لعمل ملف ، يكفي لف أنبوب نحاسي حول أنبوب فولاذي بقطر 300-400 مم ، متبوعًا بتثبيت المنعطفات بزاوية مثقبة
في نهايات الأنبوب ، من الضروري قطع الخيوط للاتصال اللاحق بخط الأنابيب. بعد الانتهاء من التجميع والتحقق من الضيق ، يجب تثبيت المبخر على جدار غرفة العمل باستخدام أقواس بالحجم المناسب.
من الأفضل تكليف متخصص بإنجاز التجميع. إذا كان من الممكن إجراء جزء من التجميع بشكل مستقل ، فيجب أن يعمل المحترف مع الأنابيب النحاسية النحاسية وضخ المبردات. ينتهي تجميع الجزء الرئيسي من المضخة بتوصيل بطاريات التدفئة والمبادل الحراري. وتجدر الإشارة إلى أن هذا النظام منخفض الطاقة. لذلك ، سيكون من الأفضل أن تصبح المضخة الحرارية جزءًا إضافيًا من نظام التدفئة الحالي.
ترتيب وتوصيل جهاز خارجي
أفضل مصدر للحرارة هو الماء من البئر أو البئر. لا يتجمد أبدًا ، ونادرًا ما تنخفض درجة حرارته في فصل الشتاء عن +12 درجة. ستكون هناك حاجة إلى بئرين من هذا القبيل. سيتم أخذ الماء من بئر واحد مع الإمداد اللاحق للمبخر. ثم يتم تصريف المياه العادمة في البئر الثاني. يبقى توصيل كل هذا بمدخل المبخر والمخرج وختمه.
من حيث المبدأ ، النظام جاهز للتشغيل ، ولكن من أجل استقلاليته الكاملة ، ستكون هناك حاجة إلى نظام أتمتة يتحكم في درجة حرارة سائل التبريد المتحرك في دوائر التسخين وضغط الفريون. في البداية ، يمكنك الحصول على بداية عادية ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن بدء تشغيل النظام بعد إيقاف تشغيل الضاغط يمكن تنفيذه في غضون 8-10 دقائق - هذه المرة ضرورية لموازنة ضغط الفريون في النظام.
توفر توربينات الرياح كيلوواط من الكهرباء
استخدم أسلافنا طاقة الرياح. منذ تلك الأوقات البعيدة ، من حيث المبدأ ، لم يتغير شيء. والفرق الوحيد هو أن أحجار الرحى في المطحنة يتم استبدالها بمولد ومحرك ، مما يحول الطاقة الميكانيكية للشفرات إلى طاقة كهربائية.
يعتبر تركيب توربينات الرياح مجديًا اقتصاديًا إذا تجاوز متوسط سرعة الرياح السنوية 6 م / ث. من الأفضل إجراء التثبيت على التلال والسهول ؛ تعتبر ضفاف الأنهار والمسطحات المائية الكبيرة ، بعيدًا عن المرافق المختلفة ، أماكن مثالية.
تصنيف توربينات الرياح
يعتمد تصنيف توربينات الرياح على المعلمات الرئيسية التالية:
- اعتمادًا على الموضع ، يمكن أن تكون المحاور رأسية أو أفقية. يوفر التصميم الأفقي القدرة على تدوير الجسم الرئيسي تلقائيًا للعثور على الريح. توجد المعدات الرئيسية لتوربينات الرياح الرأسية على الأرض ، لذلك يسهل صيانتها ، بينما تكون كفاءة الشفرات الموجودة عموديًا أقل.
- اعتمادًا على عدد الشفرات ، تتميز مولدات الرياح أحادية وثنائية وثلاثية ومتعددة الشفرات. تُستخدم مولدات الرياح متعددة الشفرات بمعدلات تدفق هواء منخفضة ، ونادرًا ما يتم استخدامها بسبب الحاجة إلى تثبيت علبة تروس.
- اعتمادًا على المواد المستخدمة في صنع الشفرات ، يمكن أن تكون الشفرات متينة وصلبة. من السهل تصنيع وتثبيت الشفرات من نوع الشراع ، ولكنها تتطلب استبدالًا متكررًا ، حيث تفشل بسرعة تحت تأثير هبوب الرياح الحادة.
- اعتمادًا على درجة اللولب ، يتم التمييز بين النغمات المتغيرة والثابتة. عند استخدام درجة متغيرة ، من الممكن تحقيق زيادة كبيرة في نطاق سرعة تشغيل توربينات الرياح ، ولكن هذا سيؤدي إلى تعقيد لا مفر منه للهيكل وزيادة وزنه.
تعتمد قوة جميع أنواع الأجهزة التي تحول طاقة الرياح إلى نظير كهربائي على مساحة الشفرات.
للتشغيل ، لا تحتاج مولدات الرياح عمليًا إلى مصادر طاقة كلاسيكية. استخدام محطة بسعة حوالي 1 ميجاوات سيوفر 92000 برميل من النفط أو 29000 طن من الفحم على مدى 20 عامًا
جهاز مولد الرياح
يحتوي أي توربين هوائي على العناصر الأساسية التالية:
- ريش تدور تحت تأثير الرياح وتضمن حركة الدوار ؛
- مولد ينتج تيار متردد ؛
- وحدة التحكم في الشفرة مسؤولة عن تكوين التيار المتردد إلى تيار مباشر ، وهو مطلوب لشحن البطاريات ؛
- هناك حاجة لبطاريات قابلة لإعادة الشحن لتخزين ومعادلة الطاقة الكهربائية ؛
- يقوم العاكس بالتحويل العكسي للتيار المباشر إلى تيار متردد ، حيث تعمل جميع الأجهزة المنزلية ؛
- الصاري ضروري لرفع الشفرات فوق الأرض حتى الوصول إلى ارتفاع حركة الكتلة الهوائية.
في هذه الحالة ، يعتبر المولد والشفرات والصاري الأجزاء الرئيسية لمولد الرياح ، وكل شيء آخر عبارة عن مكونات إضافية تضمن التشغيل الموثوق والمستقل للنظام ككل.
مولد الرياح بطيء السرعة من مولد تلقائي
يُعتقد أن هذا التصميم هو الأبسط والأكثر تكلفة للإنتاج الذاتي. يمكن أن يصبح مصدرًا مستقلاً للطاقة ويتولى جزءًا من قدرة نظام إمداد الطاقة الحالي. إذا كان لديك مولد كهربائي وبطارية للسيارة ، فيمكن تصنيع جميع الأجزاء الأخرى من مواد الخردة.
صنع عجلة الرياح
تعتبر الشفرات من أهم أجزاء مولد الرياح ، حيث أن تصميمها يحدد عمل باقي الوحدات. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد لصنع الشفرات - النسيج والبلاستيك والمعدن وحتى الخشب. سنصنع شفرات من أنبوب بلاستيكي للصرف الصحي. المزايا الرئيسية لهذه المواد هي التكلفة المنخفضة ، مقاومة الرطوبة العالية ، سهولة المعالجة. يتم تنفيذ العمل بالترتيب التالي:
- يتم حساب طول الشفرة ، بينما يجب أن يكون قطر الأنبوب البلاستيكي 1/5 من اللقطات المطلوبة ؛
- باستخدام بانوراما ، يجب قطع الأنبوب بالطول إلى 4 أجزاء ؛
- سيصبح جزء واحد نموذجًا لتصنيع جميع الشفرات اللاحقة ؛
- بعد قطع الأنبوب ، يجب غرس الحواف الموجودة على الحواف ؛
- يجب تثبيت الشفرات المقطوعة على قرص من الألومنيوم مُجهز مسبقًا مع الحامل المرفق ؛
- أيضًا ، بعد التغيير ، تحتاج إلى ربط المولد بهذا القرص.
يرجى ملاحظة أن الأنابيب البلاستيكية ليست قوية بما يكفي لتحمل هبوب الرياح القوية. لتصنيع الشفرات ، من الأفضل استخدام أنبوب PVC بسمك لا يقل عن 4 سم ، ولحجم الشفرة دور مهم في حجم الحمل. لذلك ، لن يكون من غير الضروري التفكير في خيار تقليل حجم الشفرة عن طريق زيادة عددها.
قم بموازنة عجلة الرياح بعد التجميع. للقيام بذلك ، تحتاج إلى إصلاحه أفقيًا على حامل ثلاثي الأرجل في غرفة مغلقة. سيؤدي التجميع الصحيح إلى ثبات العجلة. إذا كانت الشفرات تدور ، فمن الضروري شحذها بمادة كاشطة لموازنة الهيكل.
تصنيع صاري توربينات الرياح
لتصنيع الصاري ، يمكنك استخدام أنبوب فولاذي بقطر 150-200 مم. يجب أن يكون الحد الأدنى لطول الصاري 7 أمتار ، وإذا كانت هناك عوائق أمام حركة الكتل الهوائية في الموقع ، فيجب رفع عجلة مولد الرياح إلى ارتفاع يتجاوز العائق بمقدار 1 متر على الأقل.
يجب صب الأوتاد الخاصة بتأمين أسلاك الشد والصاري بالخرسانة. يمكن استخدام كبل فولاذي أو مجلفن بسمك 6-8 مم كأسلاك شد.
إعادة تجهيز مولد كهربائي
يتكون التغيير فقط من إعادة لف سلك الجزء الثابت ، وكذلك في تصنيع الدوار بمغناطيس نيوديميوم. تحتاج أولاً إلى حفر الثقوب اللازمة لإصلاح المغناطيس في أقطاب الدوار. يتم تركيب المغناطيس بطريقة متناوبة. عند الانتهاء من العمل ، يجب ملء الفراغات المغناطيسية براتنج الإيبوكسي ، كما يجب تغليف الدوار نفسه بالورق.
عند إعادة لف الملف ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أن كفاءة المولد ستعتمد على عدد الدورات. يجب أن يتم لف الملف في مخطط من ثلاث مراحل في اتجاه واحد. يجب اختبار المولد النهائي ، وستكون نتيجة العمل الذي تم تنفيذه بشكل صحيح عبارة عن مؤشر 30 فولت عند 300 دورة للمولد.
المولد المحول جاهز للاختبار لإخراج الجهد المقنن قبل التثبيت النهائي لنظام توربينات الرياح البطيئة السرعة بالكامل
الانتهاء من تجميع توربينات الرياح منخفضة السرعة
يتكون المحور المحوري للمولد من أنبوب به محملان مثبتان ، ويتم قطع الجزء الخلفي من الحديد المجلفن بسمك 1.2 مم. قبل توصيل المولد بالصاري ، من الضروري عمل إطار ؛ الأنبوب الجانبي هو الأفضل لهذا الغرض. عند التثبيت ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الحد الأدنى للمسافة من الصاري إلى الشفرة يجب أن يكون أكثر من 0.25 متر.
تحت تأثير تدفق الرياح ، تتحرك الشفرات والدوار ، ونتيجة لذلك ، يتم تحقيق دوران علبة التروس والحصول على الطاقة الكهربائية (+)
لكي يعمل النظام ، بعد مولد الرياح ، تحتاج إلى تثبيت وحدة تحكم في الشحن وبطاريات وعاكس. يتم تحديد سعة البطارية بواسطة طاقة مولد الرياح. يعتمد هذا المؤشر على حجم عجلة الرياح وعدد الشفرات وسرعة الرياح.
السمة المميزة لمصادر الطاقة البديلة هي ملاءمتها للبيئة وسلامتها. تجعل الطاقة المنخفضة نوعًا ما للمنشآت والاتصال بظروف تضاريس معينة من الممكن التشغيل الفعال فقط للأنظمة المدمجة من المصادر التقليدية والبديلة.نشرت من قبل
الطاقة البديلة هي الطاقة ، مصدرها يختلف عن تلك التي اعتدنا استخدامها (الفحم ، الغاز ، الوقود النووي ، النفط ، إلخ) ؛ غالبًا ما تستخدم في سياق التوافر المحدود للوقود الأحفوري ووجود مثل هذه الانبعاثات من غازات الاحتباس الحراري الضارة في الغلاف الجوي. الطاقة البديلة هي صناعة جديدة نسبيًا (حيث لم تكن هناك حاجة للبحث عن شيء أقل كفاءة ، ولكن أنظف من الفحم ، على سبيل المثال) لا تجد عددًا كبيرًا من المؤيدين ، لكن الانتقال إليها أمر لا مفر منه. عندما نجد طرقًا لإنتاج كمية كبيرة من الكهرباء (بدلاً من تخزينها) ، واستخدام الهيدروجين وعناصر أخرى ، والطاقة الشمسية أو الطاقة الحرارية النووية الفعالة لتحل محل المصادر المعتادة ، سيتغير العالم بشكل لا يمكن التعرف عليه.
إن تكلفة إنتاج الطاقة من ما يسمى بالمصادر المتجددة ، مثل الرياح وضوء الشمس ، تنخفض ببطء ولكن بثبات كل عام. ومع ذلك ، فإن إحدى عيوب هذا الإنتاج لا تزال دون حل - ما العمل مع فائض الطاقة المنتجة ، وكيف يتم تخزينها؟ على سبيل المثال ، في ظروف الرياح ، تنتج توربينات الرياح طاقة كافية لتشغيل الشبكة الكهربائية. ولكن بمجرد توقف الريح ، لا توجد طاقة. تحاول العديد من الشركات حول العالم حل هذه المشكلة. على سبيل المثال ، تقوم الشركة بتطوير بطاريات موفرة للطاقة. لكن على نطاق عام ، إنها قطرة في محيط. بالإضافة إلى أنها باهظة الثمن.
أنت على الأرجح مخترع مشهور ورائد أعمال موهوب بلا شك
يوجد في المدن الحديثة نسبة عالية من السكان ، والتي يتم تزويدها بالطاقة الكهربائية عالية الجودة. وفي المناطق الريفية التي تتميز بخطوط نقل جوية طويلة ، لم يتم حل هذه المشكلة بشكل كامل.
الجهد الموفر للمباني الواقعة على الأطراف البعيدة لخط النقل ليس فقط غير مستقر ، ولكن يمكن إيقافه لأسباب مختلفة.
في هذه الحالة ، يبحث الناس عن مصادر بديلة للطاقة الكهربائية قادرة على الحفاظ على مصدر طاقة عادي في الدولة وفي منزل خاص.
ستساعد نصيحتنا الحرفي في المنزل على اختيار نوع المولدات الأنسب لاستعادة الجهد أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها على خط نقل الطاقة أو سيسمح باستخدام طاقته لتوفير مصدر طاقة ثابت.
ملخص قدرات محطة الطاقة المنزلية
يشير مصطلح "مولد" إلى الأجهزة التقنية القادرة على توليد تيار كهربائي بتحويل بعض الطاقة الأولية إلى كهرباء. على سبيل المثال ، في السيارة ، يتم إنشاؤه بسبب الدوران الميكانيكي للعضو الدوار داخل الجزء الثابت ، وفي الخلية الشمسية - نتيجة تشعيع الخلايا الضوئية الحساسة بأشعة الشمس.
تتوفر المولدات الكهربائية في نطاق واسع وتقوم بمهام مختلفة لإمداد الطاقة. من أجل الاختيار الصحيح لمصدر طاقة بديل ، يجب تحليله بدقة وفقًا لخصائصه:
- أقصى قوة تحميل
- أنواع التيار الكهربائي: شكل ثابت أو جيبي ؛
- معلمات المستهلك (الحمل المقاوم أو التفاعلي) التي أثرت على بدء التشغيل والتشغيل ؛
- مدة دورة العمل
- طرق التبديل: الوضع اليدوي أو التلقائي ؛
- ظروف التشغيل المحددة الأخرى.
هذا يعني أن أحد المصادر البديلة للطاقة قادر على توفير الطاقة الكهربائية بشكل مستقل ليس فقط لمنزل خاص ، ولكن أيضًا للقرية ، والآخر بالكاد يمكنه التعامل مع قوة المستهلكين لشقة واحدة. لكن تكلفتها ستختلف بعدة أوامر من حيث الحجم.
الحد الأدنى من متطلبات الطاقة المنزلية
قبل اختيار أبسط مولد للمنزل ، يجب أن تأخذ في الاعتبار الأجهزة الرئيسية التي يجب تشغيلها فقط ، وتحديدها وفقًا لمعاييرها. على سبيل المثال ، إذا انقطعت الكهرباء لبضع ساعات فقط ، فيمكنك استبعاد تشغيل الثلاجات والمجمدات ، لأنها قادرة على الحفاظ على البرودة خلال هذه الفترة.
يمكن توفير الحد الأدنى من وظائف مصدر الطاقة الكهربائية في الميزانية بواسطة بطارية سيارة عادية بجهد 12 فولت من أي طاقة ، ولكن يفضل زيادة واحدة. يمكنك الاتصال به:
ستعمل البطارية على تشغيل هذه الأجهزة وتفريغها تدريجيًا. لإعادة شحنه ، يكفي استخدام مولد تمت إزالته من السيارة ، حيث يمكن قلب دواره باستخدام جهاز محاكاة دراجة.
تحقيقا لهذه الغاية ، يتم تعليق العجلة الخلفية للدراجة ببساطة على حامل ، ويتم تثبيت سلسلة ثانية على أحد العجلة المسننة الحرة ، والتي ستنقل عزم الدوران من الدواسات إلى دوار مولد السيارة.
يمكن استخدام أي طريقة أخرى متاحة لنقل طاقة الدوران ، على سبيل المثال ، عن طريق إنشاء اتصال مباشر من إطار العجلة مباشرة إلى طرف عمود الدوار.
بسبب هذا التصميم البسيط ، من الملائم ممارسة الرياضة على دراجة ثابتة وفي نفس الوقت مشاهدة التلفزيون أو استخدام الإنترنت من جهاز كمبيوتر محمول أو كمبيوتر. في ظروف قلة النشاط البدني ، فهذه طريقة جيدة للحفاظ على الصحة وفي نفس الوقت توفير الطاقة للمنزل.
مراجعة خصائص مصادر الطاقة البديلة
قدرات البنيات المتزامنة وغير المتزامنة
يعمل المولد الذي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية على النحو التالي:
- يدور الملف الدوار داخل المجال المغناطيسي ويتدفق التيار خلاله ؛
- يخترق مجالها المغناطيسي من خلال الدائرة المغناطيسية دوران الجزء الثابت ويحفز تيارًا كهربائيًا جيبيًا فيها.
اعتمادًا على ميزات التصميم للجزء الثابت والدوار ، يمكن أن تدور المجالات الكهرومغناطيسية الخاصة بهم بنفس الطريقة كما في الهياكل المتزامنة ، أو - يتم إزاحتها بمقدار الانزلاق في الهياكل غير المتزامنة.
يمكن القيام بالبساطة بأيديكم من محرك غير متزامن عادي. يحتاج فقط إلى أن يتم اختياره وفقًا لخصائصه الكهربائية ، وخاصة كمية الطاقة المتولدة.
عند اختيار تصميم مولد لمنزل من حيث الطاقة ، يؤخذ في الاعتبار أنه عند بدء تشغيل أي محركات كهربائية ، تنشأ تيارات تحميل ذات مكونات غير دورية في دائرة الطاقة. لا يمكن القضاء عليها إلا عن طريق خاص ، والذي لا يزال نادرًا ما يستخدم في الممارسة.
يمكن أن تؤدي السعات الكبيرة من التيارات لبدء تشغيل المحرك التقليدي إلى إغراق تشغيل مولد من النوع غير المتزامن. لذلك ، عند اختياره لأحمال من هذا النوع الاستقرائي ، من الضروري توفير احتياطي طاقة ثلاثي. ولا تحتاج النماذج المتزامنة إلى إنشاء مثل هذا الاحتياطي.
على أساس الهياكل المتزامنة وغير المتزامنة ، تعمل المولدات المستقلة ، التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي ، بالإضافة إلى هياكل المياه والرياح التي تؤدي مهام إمداد الطاقة بطرق مختلفة.
مولدات على محركات الاحتراق الداخلي
الآن ليس من الصعب على الحرفي في المنزل شراء نموذج المصنع هذا ، مع التركيز ليس فقط على تكلفة الوقود والبناء ، ولكن أيضًا على سعر الإنتاج لإنتاج كيلوواط / ساعة من الكهرباء. من المستحسن حساب هذه الخاصية لجميع أنواع محركات الاحتراق.
يتم إنشاء هذه المصادر البديلة للطاقة الكهربائية للتشغيل المستمر لعدة ساعات عمل. أصغر الموديلات ، كونها خفيفة الوزن ، قادرة على توليد طاقة أقل من 1 كيلو واط.
يتميز التصميم البسيط بتبديد الحرارة من خلال إعادة تدوير الهواء الطبيعي. بعد ذلك يحتاج إلى التوقف للتبريد والصيانة.
يوجد على اللوحة الأمامية أدوات تحكم وأدوات أولية لمراقبة تشغيل محرك البنزين والخصائص الكهربائية للمولد. إنها ضرورية للمراقبة البصرية للمعلمات من قبل المشغل.
الطبقة الوسطى من مولدات الغاز قادرة على توصيل طاقة تصل إلى عدة كيلووات لإمداد الطاقة لمنزل خاص.
مولدات ديزل
تتكيف مصادر الطاقة البديلة التي تعمل بوقود الديزل بشكل أفضل لتزويد المستهلكين بالطاقة على المدى الطويل. يمكن أن يكون لديهم نظام نفخ ووظائف منفصلة لتسهيل التشغيل. عادة ما يتم إنتاجها بقوة متزايدة.
تشكل مولدات الديزل ، مثل مولدات البنزين ، عادمًا من منتجات احتراق الوقود المستهلك ، وهي غير سارة للإنسان ، وتحدث ضوضاء مزعجة أثناء التشغيل. لذلك ، فهي تتطلب التثبيت في غرف بعيدة وتركيب نظام لإزالة الغازات من المنزل في الغلاف الجوي.
مولدات الغاز
يتم تشغيل مصادر الطاقة البديلة هذه بواسطة أنواع مختلفة من الغاز الطبيعي ، بما في ذلك الميثان. يمكن أن تتراوح طاقة الخرج ، كما هو الحال في تصميمات الديزل ، من عدة كيلووات ، وهو ما يكفي تمامًا لتزويد منزل منفصل بالطاقة.
تشتمل الأجهزة من فئة الطاقة المتوسطة بالفعل على نظام أتمتة يستخدم وضع التبديل الاحتياطي التلقائي - ATS ، والذي يعيد الطاقة بسرعة إلى المنزل في حالة انقطاع التيار الكهربائي على خط إمداد الطاقة الرئيسي.
بالمقارنة مع نظائرها من الديزل ذات الطاقة المتساوية ، فإن مولدات الغاز أقل ضوضاء ، ومنتجات الاحتراق المنبعثة ليست عالية السمية.
غالبًا ما يتم إنتاج مولدات الغاز في تصميم حاوية معياري يسمح بتركيبها بالقرب من مبنى سكني. عند توصيلهم بنظام إمداد بالغاز أو بخزان خاص مملوء بالوقود بانتظام ، فإنهم قادرون على العمل كمصادر لإمدادات الطاقة المستمرة.
مولدات مجمعة
اعتمادًا على التصميم ، فإن مصادر الطاقة البديلة هذه قادرة على العمل على أنواع مختلفة من الوقود. في أغلب الأحيان ، يستخدمون مزيجًا من الغاز مع البنزين أو وقود الديزل.
تتميز المولدات المجمعة بمزايا تصميمات الغاز وفي نفس الوقت يمكن لمحركها العمل على أنواع أخرى من الوقود.
يتم توفير أجهزة المولدات المدرجة مع الحد الأدنى من مجموعة وظائف الإمداد بالطاقة التي قد يحتاجها مالك منزل خاص أو كوخ صيفي. الهياكل الأكثر قوة في كل فئة قادرة على أداء مهام متزايدة ، تعمل كمحطة طاقة مستقلة.
مولدات الطاقة الطبيعية
قد يكون الحرفي المنزلي مهتمًا بتصميمات مصادر الطاقة البديلة ، ويعمل من خلال:
- هبوب الرياح؛
- تدفق المياه؛
- التعرض لأشعة الشمس.
توربينات الرياح
غالبًا ما تنتهي العروض المغرية لاستخدام طاقة الرياح بخيبة أمل.
هناك العديد من الأسباب لذلك لأن مصادر الطاقة البديلة هذه ، للوهلة الأولى ، لها تصميم بسيط ، ولكنها في الواقع تتطلب حسابات هندسية دقيقة وتحليلاً لخصائص الأرصاد الجوية للمنطقة.
العديد من المحاولات لجعل توربينات الرياح تفعل ذلك بنفسك تنتهي بالفشل بسبب:
- صعوبات إنشاء عجلة رياح فعالة ذات شفرات دوارة ذات شكل ديناميكي هوائي ، والتي استخدمت منذ فترة طويلة في بناء الطائرات ؛
- صعوبات في تفسير سرعة الرياح المتغيرة ؛
- موقع الأجزاء الدوارة على ارتفاع بعيد عن المبنى السكني ؛
- توفير هيكل صاري صلب وقوي يمكنه تحمل أحمال الأعاصير بشكل موثوق.
يقوم مصنعو توربينات الرياح بتوحيد منتجاتهم وفقًا للظروف المناخية المختلفة ، ويقدمون جميع أنواع الحلول التقنية من حيث الطاقة ، وطرق التركيب المختلفة ، وحتى التركيب البسيط على سطح المبنى. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتخاء عناصر بناء الجدران والسقف وتشكيل تشققات فيها.
محطات توليد الطاقة الكهرومائية محلية الصنع
من الأسهل صنع المصادر البديلة للطاقة الكهربائية ، باستخدام قوة تدفق المياه ، بيديك.
يمكنهم العمل من مجرى صغير ، كما هو موضح في الصورة ، أو تيار أقوى من النهر موجه نحوهم.
تم تجميع محطة الطاقة الكهرومائية الموضحة أدناه بأيدي العديد من الحرفيين. يوفر الكهرباء المجانية لـ 30 منزلا في الريف.
بالنسبة لمثل هذه التصميمات ، يمكنك استخدام محركات غير متزامنة تم تحويلها إلى وضع المولد. يتم تثبيتها على معدات مثبتة بشكل دائم ، كما هو موضح في الصورة أعلاه ، أو على محطات عائمة.
ينشئ عشاق الطاقة الكهرومائية أجهزتهم الخاصة من أنواع مختلفة ، ويستخدمونها في أكثر الأماكن غير المتوقعة ، على سبيل المثال ، تيارات المياه البرازية من محطات المعالجة.
مساوئ هذه التصاميم:
- الوجود الإجباري لتدفق مياه قادر على تدوير عجلة مائية ؛
- تجميد الخزانات أثناء الصقيع.
من أجل عدم فقد الكهرباء من محطة الطاقة الكهرومائية في الشتاء ، توجد هياكل من عجلات المياه الموجودة في قاع النهر. يتم إنشاؤها لإمداد الطاقة على مدار العام.
الألواح والمحطات الشمسية
إذا تم تطوير التصميمات الأصلية للخلايا الشمسية للمركبات الفضائية فقط ، فهي الآن تُنتج بكميات كبيرة للاستخدام المنزلي.
تعمل الألواح الشمسية بأجهزة مختلفة. يتم استخدامها لتزويد الأجهزة الصغيرة بالكهرباء كمصدر مستقل ومحطات طاقة قوية.
لإنشاء محطة شمسية منزلية ، يجب عليك استخدام:
- الألواح الشمسية التي تولد التيار المباشر ؛
- جهاز التحكم الذي يستقبل طاقة البطارية ويوزعها إلى:
- المراكم التي تعمل كأجهزة تخزين ؛
- مستهلكو DC
- عاكس يغير شكل الموجة إلى جيب نقي ويزيد جهده إلى 220/380 فولت.
يجب تنسيق كل هذه الأجهزة من حيث الطاقة والخصائص التقنية والأحمال.
عند اختيار أي تصميم لمصدر طاقة بديل لإمداد الطاقة لمنزل صيفي ومنزل ، لا تنسَ الأساسيات. تأكد من استخدام أجهزة الحماية التلقائية.
يمكن مشاهدة التنفيذ العملي لمبادئ الإمداد بالطاقة المستقلة للمنزل ومعدات المزرعة باستخدام مثال مولد الرياح ومحطة الطاقة الشمسية في فيديو شركة MicroArt.
يعتقد الكثير من الناس أن التدفئة الرخيصة لمنزل خاص ممكنة فقط بالغاز الرئيسي. دعونا نفكر فيما يجب فعله إذا لم يكن هناك ، ولم يتم التخطيط للاتصال ، وما هي الطاقة البديلة التي يمكن أن تكون للمنزل.
- كيف تعمل توربينات الرياح.
- كيفية تركيب مجمع الطاقة الشمسية.
- كيفية تجهيز المضخة الحرارية.
- كيفية اختيار العاكس.
اليوم ، عندما ترتفع أسعار الطاقة بشكل صاروخي ، وتكلفة التوصيل بأنابيب بها "الوقود الأزرق"مرتفع بشكل غير معقول ، يتخلى عدد متزايد من مالكي المنازل عن موارد الطاقة التقليدية ويحولون أعينهم إلى مصادر طاقة بديلة للمنزل.
بناءً على معرفة الخبراء وخبرة المشاركين في الموقع ، سنخبرك كيف يمكنك استبدال الغاز ؛ كيف تصبح الرياح والشمس ودفء الأرض بديلاً للكهرباء من الأسلاك - باستخدامها ، يمكنك إضاءة وتدفئة منزل ريفي.
مصدر بديل للكهرباء: مصطاد الرياح
هذا ما يمكن أن يسمى مولد الرياح. منذ فترة طويلة يستخدم الناس طاقة الرياح كمصدر للطاقة البديلة.
بعد أن قطعت شوطًا طويلاً ، تحولت طواحين الهواء المألوفة إلى محطات طاقة رياح حديثة قادرة على توليد الكهرباء.
ما هو مبدأ مولد الرياح
انها بسيطة جدا. يقوم تدفق الرياح بتدوير شفرات عجلة الرياح ، وبالتالي إجبار عمود المولد على الدوران.
يولد المولد بدوره تيارًا كهربائيًا.
يجب أن نتذكر أن المولد ينتج جهدًا متغيرًا بترددات مختلفة. في حالة عدم وجود رياح ، تشتمل مجموعة نظام طاقة الرياح على حزمة بطارية تستقبل الكهرباء المولدة من المولد.
من بين أصحاب المنازل الأفراد ، فإن توربينات الرياح الأكثر انتشارًا هي توربينات الرياح بسعة تصل إلى 10 كيلو واط. هناك ثلاثة أنواع رئيسية لتصميم توربينات الرياح:
- فصوص صغيرة. غالبًا ما يكون لديهم ثلاث شفرات. تتميز بالكفاءة العالية والتصميم البسيط. العيوب: نظرًا لصغر مساحة الشفرات ، فإن البداية الأولية للمحرك تتطلب سرعة رياح لا تقل عن 5-5 م / ث. كما يلاحظ المستخدمون ارتفاع مستوى الضوضاء.
- متعدد الشفرات. عجلة الرياح مزودة بـ 18 إلى 24 شفرة منحنية. يبدأون العمل بسرعة رياح 2-4 م / ث. وهي تختلف في مستوى الضوضاء المنخفض ، ولكن أيضًا بكفاءة أقل من توربينات الرياح منخفضة الشفرة. العيوب: تعقيد التصميم الذي يجعل من الصعب تركيب مولد الرياح بيديك ، والتأثير الجيروسكوبي الذي يحدث أثناء تشغيلها.
- توربينات الرياح الدوارة - لها شفرات موضوعة رأسياً لا تتحرك في خط مستقيم ، ولكن في دائرة. المزايا: تشغيل مستقر في ظل رياح ثابتة ، ومستوى ضوضاء منخفض. عيب كبير في تصميم توربينات الرياح هذا هو الكفاءة المنخفضة ، لا تزيد عن 18 ٪.
دعونا نرى كيف نجعل محطة طاقة الرياح فعالة في ظروفنا.
تجربة شخصية مثيرة للاهتمام لموقع المشارك الكسندرا كابوستينا (اللقب في المنتدى مجربة 1406 )
- ضع توربينات الرياح في منطقة يوجد فيها أقل تداخل ممكن للرياح. طاقة الرياح هي دالة تكعيبية لسرعة الرياح. هذا يعني أن التغيرات الطفيفة في سرعة الرياح تسبب تغيرات كبيرة في خرج الطاقة. لأسباب تتعلق بالسلامة ، يُنصح بوضع الطاحونة بعيدًا عن المباني السكنية. حول ارتفاع الصاري - اضبطه على أعلى مستوى ممكن.
في ظروف المستوطنات بالقرب من موسكو ، يمكن التوصية بارتفاع الصاري 15 مترًا على الأقل. وعند حساب نظام إمداد الطاقة البديلة لمنزل خاص بشكل مستقل ، فأنت بحاجة أولاً إلى معرفة مقدار الطاقة المطلوبة من النظام. للقيام بذلك ، سيتعين عليك تحديد ذروة الطاقة اللحظية ، وكذلك حساب قيمتين لاستهلاك الطاقة اليومي المتوقع - قيمته القصوى والمتوسطة.
يجب أن نتذكر أنه في ظروفنا المناخية ، يمكن أن تعمل توربينات الرياح بكامل طاقتها لحوالي 20-30٪ من الأيام في السنة ، لذلك يجب اعتبار مولد الرياح بمثابة نظام إمداد طاقة إضافي احتياطي لتوليد الكهرباء لتزويد المنازل بالطاقة. الأجهزة الكهربائية. 
صائدو الشمس
كيف يمكنك استخدام طاقة الشمس: أول ما يتبادر إلى الذهن هو البطارية الشمسية.
لم يعد من المستغرب أن نفاجئ أي شخص بخلايا ضوئية موضوعة على سطح الكوخ.
لكن مادتنا لن تتحدث عنها ، بل عن جهاز قادر على تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة مناسبة للتدفئة أو تزويد الماء الساخن في المنزل.
تجميع الطاقة الشمسية
للإجابة على سؤال حول ماهية مجمع الطاقة الشمسية ، سوف ننتقل إلى نائب المدير الفني للشركة للتوضيح. "أكوابور" يفغيني كساتكين.
- أساس النظام الشمسي ، أو ببساطة ، المجمع الشمسي تم وضع مبدأ الحصول على الحرارة من الإشعاع الشمسي والمزيد من نقل الطاقة المتراكمة إلى نظام إمداد الماء الساخن أو نظام التدفئة.
هناك نوعان من مجمعات الطاقة الشمسية:
- المجمع الشمسي الفراغي. تتم الإزالة المحتملة في هذا النظام باستخدام أنابيب مفرغة. الأنبوب المفرغ عبارة عن مصباح زجاجي مزدوج مع ضخ الهواء منه. من الداخل ، اللمبة مغطاة بمادة عاكسة تسمح بدخول الإشعاع الشمسي ، لكنها لا تسمح لها بالخروج. وفي الجزء الداخلي من النظام ، توجد أنابيب ذات قضيب يوجد فيه المبرد. تتيح الطبقة البينية الفراغية توفير حوالي 95٪ من الطاقة الحرارية التي تم التقاطها.
- مجمع الطاقة الشمسية المسطح. يعتمد الإزالة المحتملة في هذا النظام على امتصاص الإشعاع الشمسي بواسطة لوحة ماصة ، وبعد ذلك يتم نقل الطاقة ، في شكل حرارة متراكمة ، إلى الناقل السائل. الجانب العكسي للمجمع الشمسي مغطى بالعزل الحراري.
أي نظام نختار مع مراعاة العمل في ظروفنا
بحسب رئيس قسم التطوير بالشركة "ويسمان" ميخائيل موراشكو:
– تعمل بشكل أكثر فاعلية في الطقس الغائم والضباب الدخاني والإشعاع المتناثرمجمعات فراغ أنبوبي. تعد مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة أكثر مثالية للاستخدام في المناطق ذات التشمس الشمسي العالي.
يفجيني كساتكين:
- في الشتاء وفي المناطق الشمالية يمكن استخدام المجمع الشمسي كنظام إضافي متصل بنظام التدفئة أو إمداد الماء الساخن. لكننا سنحصل على أفضل المؤشرات في الصيف ، عندما يمكن للنظام ، بتركيبه الصحيح وتركيبه ، أن يلبي تمامًا احتياجاتك من الماء الساخن ، دون استخدام أنظمة تسخين المياه غير المباشرة.
سيسمح لك تركيب مجمّع شمسي بالحصول على حرارة شبه خالية. إذا كان النظام يتطلب الدوران القسري لسائل التبريد ، فإن الكهرباء مطلوبة فقط لتشغيل المضخة. وفي يوم مشمس ، يمكن للنظام الشمسي تسخين المياه إلى درجة حرارة 50-70 درجة مئوية.
مضخات حرارية
كما يقول قانون حفظ الطاقة: "لا يمكن أن تنشأ الطاقة من لا شيء ولا تختفي فقط ، يمكن أن تنتقل فقط من شكل إلى آخر".
تحتوي الأرض والهواء والماء على كمية كبيرة من الطاقة الحرارية منخفضة الدرجة التي يمكن استخدامها لتدفئة المنزل. كل ما تبقى هو تجميع هذه الطاقة الحرارية المبعثرة و "تشغيلها" في نظام تدفئة المنزل. لهذا الغرض ، يتم استخدام جهاز خاص - مضخة حرارية.
ما هي هذه التكنولوجيا ، يشرح مدير الشركة "SagaTherm» الكسندر ساجالوفيتش:
- المضخة الحرارية هي آلة تبريد ، وفي الظروف العادية تنتقل الطاقة الحرارية من الجسم الأكثر دفئًا إلى الجسم الأقل تسخينًا. يمكن لمضخة الحرارة أن تأخذ الطاقة الحرارية من جسم أقل تسخينًا وتحويلها إلى جسم أكثر تسخينًا ، وتسخينه أكثر.
المضخة الحرارية قادرة على استخلاص الطاقة الحرارية من المصادر التالية - الهواء والماء والأرض. في ظروفنا ، من الأنسب بناء نظام للمضخات الحرارية يعتمد على استخلاص الحرارة من الأرض والماء.
نحتاج إلى حوالي 1 كيلو وات من الكهرباء لضخ 4 كيلو وات من الطاقة الحرارية. لكن الكهرباء لن تختفي في أي مكان فحسب ، بل ستتحول إلى طاقة حرارية ، لأن يسخن الضاغط أيضًا أثناء التشغيل. المجموع - من خلال إنفاق 1 كيلو واط من الكهرباء ، نحصل على 5 كيلو واط من الحرارة.
ما هي فوائد تثبيت هذا الجهاز
يفجيني كساتكين:
– يوضح الجدول التالي فوائد استخدام المضخات الحرارية.
نحن نعرف الآن كيف تعمل المضخة الحرارية. دعنا نفكر في أنواع الأنظمة.
يعتمد اختيار التصميم على توفر مناطق مجانية إضافية أو خزان على موقعك.
يسمى:
- النظام العمودي. يتم استخدامه في حالة عدم وجود مكان في الموقع لوضع كفاف الأنبوب أو عدم وجود خزانات لا تتجمد في الشتاء. لتركيب المضخة الحرارية يتم حفر من 3 الى 5 ابار بعمق 50 الى 150 مترا.
- نظام أفقي. أقل تكلفة من النظام العمودي لأن ليست هناك حاجة لحفر آبار باهظة الثمن. يتم وضع محيط الأنابيب على عمق ضحل ، عادة حوالي 1.5 متر ، ولكن مطلوب مساحة مناسبة إلى حد ما من الموقع.
- نظام مائي. إذا كان بالقرب من الموقع ، على مسافة لا تزيد عن 100 متر ، يوجد خزان لا يتجمد في الشتاء ، فسيكون وضع محيط الأنابيب فيه هو الخيار الأكثر منطقية.
ملامح تشغيل المضخات الحرارية
كما هو الحال مع أي نظام هندسي ، فإن التدفئة وإمدادات المياه الساخنة القائمة على المضخة الحرارية تتطلب نهجًا مدروسًا للغاية.
الكسندر ساجالوفيتش:
- الأنظمة الرأسية والأفقية لترتيب المبادل الحراري الأرضي فعالة بنفس القدر. يشغل المبادل الحراري الأفقي مساحة كبيرة ، ولكنه أرخص بكثير من المبادل الحراري الرأسي.
سيكون حفر الآبار أكثر تكلفة ، ولكن يمكنك توفير مساحة على الموقع.
بالنسبة للكثيرين ، هذا هو الحل الوحيد. لا تسمح المنطقة بمبادل حراري أفقي.
عند ترتيب مبادل حراري أرضي أفقي ، ستحتاج إلى حوالي 5 أفدنة من الأرض لكل 10 كيلو وات من الطاقة. بعد الانتهاء من العمل ، يمكن استخدام هذه الأرض دون قيود ، والشيء الوحيد هو أنه لن يكون من الممكن بناء هياكل رأسمالية عليها. يمكن أن تكون إحدى طرق استخدام المضخات الحرارية كدائرة تدفئة هي تركيب نظام تدفئة تحت الأرضية.
العاكس - كجزء من نظام مصدر طاقة بديل
كما ذكر أعلاه ، فإن الكهرباء المولدة من مصدر الطاقة البديلة تتراكم في بطاريات. لكن ماذا تفعل بعد ذلك بهذه الطاقة ، لأن البطاريات القابلة لإعادة الشحن تصدر تيارًا مباشرًا ، وغير مناسبة لتوصيل الأجهزة الكهربائية المنزلية؟ المحول الحالي - العاكس يأتي للإنقاذ. مع هذا الجهاز ، يتم تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد.
يتحدث كبير المهندسين في الشركة عن خصوصيات استخدام العاكسات لإنشاء أنظمة إمدادات الطاقة المستقلة وغير المنقطعة. "SibKontakt" سيرجي ليسكوف :
- العواكس مدمجة في أنظمة مختلفة لإنتاج طاقة بديلة تحتوي على بطارية ، وبذلك تزود المنزل بكامله بالكهرباء بجهد 220 فولت وتردد 50 هرتز. تعد العواكس ذات الجهد الناتج الجيبي جزءًا إلزاميًا لتركيب مصدر طاقة مستقل ، حيث يمكن توصيل أي معدات ، حتى الأكثر حساسية ، بها.
عند إنشاء نظام إمداد طاقة مستقل وغير منقطع ، تتمتع العاكسات بعدد من المزايا مقارنة بمولدات الديزل والغاز:
- تعمل عناصر النظام هذه بشكل مستقل ولا تتطلب وجود شخص ؛
- في وضع الخمول ، يستهلكون الحد الأدنى من الكهرباء ؛
- لا تتطلب تهوية خاصة للغرفة ؛
- أنها لا تتطلب عازل للصوت في الغرفة.
وبالتالي ، فإن اختيار مصدر فعال للطاقة البديلة لمنزل ريفي يتكون من نهج متكامل لحل مجموعة متنوعة من المشاكل المعقدة نوعًا ما تتطلب المعرفة والخبرة والأيدي الماهرة.
غالبًا ما يجبر الافتقار إلى البنية التحتية المتطورة في المناطق النائية أصحابها على البحث عن مصادر طاقة بديلة لمنازلهم. التقنيات لا تقف مكتوفة الأيدي ، مثل هذه الأشياء لم تعد شيئًا غريبًا ويصعب الحصول عليها. في هذه المقالة سوف تتعرف على ما يقدمه السوق اليوم كبديل للاتصال بشبكات الكهرباء المركزية.
ماذا يكون
في البيئة ، الطاقة موجودة دائمًا بشكل أو بآخر. هذه هي الرياح ، إشعاع الشمس ، تيارات المياه ، دفء الأرض. يبقى فقط استخدامها وتحويلها إلى ما هو مطلوب. فكر في مصادر الطاقة البديلة التي تتيح لك القيام بذلك.
الألواح الشمسية
يعتمد مبدأ التشغيل على قدرة الأجهزة الإلكترونية ، المسماة الخلايا الضوئية ، على تحويل طاقة الفوتونات من ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. هذا المثال للطاقة البديلة هو الأكثر شيوعًا.
في البطاريات المصنعة للاستخدام الخاص ، يتم استخدام خلايا السيليكون الشمسية. هم على نوعين:
- متعدد البلورات. فهي هشة للغاية وبالتالي تتطلب معالجة دقيقة. كفاءة منخفضة - لا تزيد عن 15٪. متوسط عمر الخدمة 20 سنة. الميزة هي السعر المنخفض.
- أحادي البلورية. أكثر موثوقية. يمكن أن تصل مدة الخدمة إلى 50 عامًا. كفاءة 25٪. العيب هو التكلفة العالية.
فوائد الألواح الشمسية:
- مصدر طاقة لا ينضب لعدة عقود ؛
- بساطة التركيب والصيانة ، للعمل ليس هناك حاجة للمشاركة البشرية اليومية ؛
- متانة؛
- لا توجد آثار ضارة على البيئة والبشر.
عيوبها هي التكلفة العالية للمعدات ، والتي تستغرق وقتًا طويلاً لتؤتي ثمارها ، والاعتماد على شدة ضوء الشمس. إذا كانت السماء ملبدة بالغيوم ، تقل قوة الخلايا الضوئية.
توربينات الرياح
إنها مزيج من توربينات الرياح ذات الشفرات المثبتة على سارية خاصة ومولد كهربائي. عندما يتدفق الهواء خلال هذا التثبيت ، تبدأ الشفرات في الدوران تحت تأثيرها وتحريك العمود الداخلي المتصل بعلبة التروس.
يسمح هذا التصميم بزيادة سرعة الدوران الأولية. يتم توصيل علبة التروس بمولد يولد تيارًا كهربائيًا عندما يدور الدوار. يتراكم الفائض في البطاريات المثبتة.
اعتمادًا على موقع محور الدوران ، يتم تقسيم مولدات الرياح إلى أفقي ورأسي. النوع الأول أكثر شيوعًا. تم تجهيز العديد من الطرز بمنعطف أوتوماتيكي في اتجاه الريح ، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة الوحدة.
تتشابه مزايا هذه الأجهزة من نواح كثيرة مع الألواح الشمسية. يمكن أن تتراوح الكفاءة من 25٪ إلى 47٪ ، اعتمادًا على الطراز المحدد والظروف الجوية.
لا يعتمد تشغيل مولد الرياح على الوقت من اليوم. كل ما تحتاجه هو الريح ، وكلما كانت أقوى كان ذلك أفضل. تكلفة المعدات منخفضة نسبيًا ، لكن تكاليف التركيب يمكن أن تكون أعلى من ذلك بكثير.
تتمثل العيوب الرئيسية في الضوضاء أثناء التشغيل والموجات فوق الصوتية منخفضة التردد ، مما يؤثر سلبًا على الصحة. لهذا السبب ، قم بتثبيت الصاري بالجهاز بعيدًا عن المنزل قدر الإمكان.
نباتات الغاز الحيوي
يستخدمون نفايات مختلفة للعمل ، على سبيل المثال ، من الحيوانات الأليفة أو حيوانات المزرعة والطيور. في وعاء مغلق ، يتم معالجتهم بالبكتيريا اللاهوائية ، والتي بدورها تطلق الغاز الحيوي.
لكي تتم العملية بشكل أسرع ، يجب خلط النفايات بشكل دوري ، حيث يتم استخدام محرك يدوي أو ميكانيكي.
يدخل الغاز الحيوي إلى منشأة تخزين خاصة ، تسمى حامل الغاز ، حيث يتم تجفيفها. علاوة على ذلك ، يتم استخدامه كغاز طبيعي عادي. يمكن تصنيع الأسمدة من النفايات المتبقية بعد المعالجة.
تتيح التقنيات الحديثة لتوليد الطاقة باستخدام محطات الغاز الحيوي القيام بذلك دون القيام بأعمال غير سارة. مزاياها الرئيسية:
- الاستقلال عن الظروف الجوية.
- التوفير في التخلص من النفايات ؛
- القدرة على استخدام أنواع كثيرة من المواد الخام.
تشمل العيوب ما يلي:
- على الرغم من أنه نوع وقود نقي بيولوجيًا ، فإنه عند حرقه ، تنبعث كمية صغيرة من الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي ؛
- من الملائم استخدام التثبيت فقط في المناطق الغنية بالمواد الخام اللازمة ؛
- تكلفة المعدات مرتفعة للغاية.
مضخات حرارية
سيكون من الأصح تسميتها بمصدر حرارة بديل. مصممة لتنظيم التدفئة وإمدادات المياه الساخنة في المنزل. تستهلك الكهرباء ، لذا يجب استخدامها مع أنواع أخرى من الطاقة البديلة.
يعتمد مبدأ التشغيل على قدرة المواد مثل الفريون على الغليان في درجات حرارة منخفضة. عندما تتحول إلى حالة غازية ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية. يتكون التركيب من دائرة خارجية وداخلية بالإضافة إلى دائرة مضخة. الجزء الخارجي مدفون تحت الأرض أو يغرق في قاع الخزان.
يسخن الفريون المتداول من خلاله تحت تأثير البيئة ، في دائرة المضخة تحت ضغط عالٍ يتحول إلى حالة غازية ، ونتيجة لذلك ترتفع درجة الحرارة إلى 70 درجة مئوية. يحمل المحرك الداخلي المبرد الساخن في المضخة حول المنزل.
تتميز المضخات الحرارية بكفاءة عالية وقادرة على توفير الماء الساخن والتدفئة على مدار العام. في الوقت نفسه ، تكون تكاليف الكهرباء ضئيلة - مع استهلاك 1 كيلو واط من الكهرباء ، يتم إطلاق 4 كيلو واط من الطاقة الحرارية في المتوسط.
ماذا تختار
دعونا نرى أي خيار من خيارات الطاقة البديلة هو الأفضل. الألواح الشمسية هي الخيار المفضل بسبب بساطتها وملاءمتها للبيئة. ومع ذلك ، فهم لا يعملون في الليل.
تعتبر توربينات الرياح مناسبة تمامًا للمناطق التي تهب فيها الرياح القوية باستمرار. يعملان ليلًا ونهارًا ، ولكن إذا ضعف تدفق الهواء ، تصبح الكفاءة صفرًا. الخيار الأفضل هو مزيج من الاثنين. عندها يمكنك أن تكون متأكدًا بنسبة 100٪ أنك لن تترك بدون كهرباء أبدًا.
اختر مصنعًا للغاز الحيوي إذا كنت تربي أبقارًا أو خنازيرًا أو دجاجًا في المزرعة ، أو إذا كانت هناك مزرعة قريبة حيث يمكنك أخذ النفايات للمعالجة.
وإذا كنت بحاجة إلى الماء الساخن والتدفئة ، أضف مضخات الحرارة إلى نظام منزلك. إنهم لا يطالبون بالصيانة ، ولا داعي لشراء الوقود وتخزينه في مكان ما ، كما هو الحال ، على سبيل المثال ، مع غلاية تعمل بالوقود الصلب.
صور لأنواع الطاقة البديلة
