الإختبارات الميكانيكية

قم بتثبيت العمود الفقري على قضيب أو وتد بشكل عمودي. تفحص بأن الأسلاك الكهربائية لا يلامس بعضها البعض حتى لا يحدث قصور قي الدارة الكهربائية لكونها قد تؤدي إلى صعوبة دوران مولد االطاقة الريحية.

الدوران الحر للدوار المغناطيس

قم بتدوير سريع للدوار المغناطيسي واستمع للأصوات الناجمة عن هذا الدوران. من المستحسن أن لا ينتج أي صوت جر أو خشخشة من الدوار أثناء دورانه. كما يستحسن أن يبقى في حركته الدورانية لعدة ثوان ويتباطئ تدريجيا إلى أن يتوقف. وإذا ظهر لك أنه يتباطئ بسرعة فهذا يعني أن هناك خطأ كهربائيا، أو أن الكريات الحديدية قد تم تشحيمها أكثر من اللازم.

الشكل 39: وضع ثقل على أحد القضبان

أمسك الصحن الثابت بكلتا يديك. ادفع جهة واحدة إلى الوراء بينما تجر الجهة الأخرى إلى الأمام، أثناء دوران الدوار المغناطيسي. يجب أن لا يلامس الدوار في هذه الحالة. وإلا، إذا نتج صوت قرقعة، فيجب عليك حينئذ تفكيك المجموعة وإعادة تجميعها بطريقة أحسن، حيث تجعل فراغا أكبر بين الصحن الثابت والدوار المغناطيسي. وقد لا تحتاج أحيانا إلى تفكيكهل بل فقط إلى ضبط مستوى الصمولات على القضبان الأربع.

أوقف حركة الدوار المغناطيسي، ثم ضع ثقلا يزن 100 غرام على احد القضبان كما في الشكل 39 (أي القضيب المتواجد في موضع الساعة 3). حينها يفترض أن يبدأ الدوار المغناطيسي بالدوران في اتجاه عقارب الساعة تحت تأثير هذا الوزن. فإن إن لم يحدث هذا فاعلم أن الكريات الحديدية ربما ثم تشحيمها أو تحكيمها أكثر من اللازم، وهو الشيء الذي حال دون حركة حرة للدوار المغناطيسي.

التوازن

قد تطرقنا سابقا إلى تحقيق مشكلة التوازن في الفصل السابق، بيد أنه يجذر بك أن تتحقق أيضا من هذا التوازن عند إضافة الشفرات الثلاث للمجموعة بنفس الطريقة. هذا ضروري لأن قرص الدوار المغناطيسي قد لم يتم موازنة بشكل كامل على محور الدوران.

أعد وضع ثقل يزن 100 غرام على كل قضيب واحدا بواحد في نفس الوضع كما هو مشار إليه في الشكل 39. يمكنك اختبار نفس العملية السابقة باستعمال أوزان مختلفة إلى أن تجد أخف وزن يمكن أن يدفع بالدوار المغناطيسي إلى تنفيذ حركة دورانية. إذا وجدت أن أحد القضبان يحتاج لوزن أثقل من الآخر، فهذا يعني بأن الدوار المغناطيسي غير متوازن. قم بضبط المجموعة كلية إلى أن يتحقق التوازن الكامل لها.

الإختبارات الكهربائية

اختبار الوشيعات

سيكون من اللائق لك الحصول على مقياس متعدد (multimeter) عند مباشرة الفحص الكهربائي لمولد الطاقة الريحية. وفي حالة لم تكن تملك هذا الجهاز، فيمكنك حينئذ استعمال مصباح صغير يشتغل بـ 3 فولط. انظر للشكل 40.

* بالعودة لأقطاب الوشيعات، فقد قمنا بتسمية كل قطب على حدة. قم بإيصال الأسلاك 1B بـ 4A، و 2B بـ 5A، و3B بـ 6A.

* اضبط المقياس المتعدد أو جهاز مشابه على 10VAC.

* قم بإيصال المقياس، أو المصباح، بين السلكين 1A و 4B.

* قم بتدوير مولد الطاقة الريحية ببطئ، حوالي دورة في الثانية.

* في هذه الحالة، من المفترض أن يشير المقياس إلى جهد قريب من 2 فولط، أو أن يومض المصباح في حالة إذا ما استعملته.

* قم بإعادة نفس الإختبار مع كل زوجين من الأسلاك: 2A و 5B، ثم 3A و 6B. وفي كل حالة من المفترض أن تكون النتيجة هي نفسها أي حوالي 2 فولط.

الشكل 40: اختبار الوشيعات

الشكل 41: اختبار الوشيعات المعكوسة

في حالة لم تتم قراءة أي قيمة للجهد الكهربائي، أو أن القيمة ضعيفة جدا، فهنا يجب أن تفحص هل سلسلة الإتصالات (1B-4A و 2B-5A و 3B-6A) صحيحة أم لا. أما إذا كانت صحيحة، فإن الخطأ سيكون غالبا هو عكس إحدى الوشيعات رأسا على عقب. لذلك، يجب أن تصحح مثل هذه الأخطاء.

إذا كانت بعض الوشيعات قد تم وضعها بطريقة عكسية، فهنا كان لزاما علينا أن نتطرق إلى فحص من نوع آخر لتحديد الوشيعات الخاطئة، وهو المشار إليه في الشكل 45.

* قم بإيصال 4B-2A و 5B-3A كما هو مشار إليه في الشكل 41.

* قم بفحص ما بين 1A و 6B. لا يجب إطلاقا أن يكون هناك إلا جهدا كهربائيا ضئيلا جدا أو منعدما. لكن إن وجدت أن هناك جهدا كهربائيا، فقم بعكس التوصيل (إعكس A بـ B) على الوشيعات حتى يهبط الجهد الكهربائي إلى قيمة ضئيلة جدا.

* عندما تجد الوشيعة الخاطئة، قم بإعادة تسمية قطبيها بشكل صحيح، أي أعد تسمية القطبين بالحرفين A و B بشكل صحيح.

يجب أن تعلم أنك ستجد دائما جهدا كهربائيا صغيرا عند مزاولة هذا الإختبار، فلا يأخذنك قلق في هذا لأن الوشيعات غير مركبة في القالب بكمالية مطلقة. لكن إذا رأيت أن هذا الجهد الكهربائي تجاوز 1 فولط، فلربما يمكنك أن تبني صحنا ثابتا آخر بشكل أحسن في المستقبل عن طريق وضع الوشيعات وتوزيعها بنفس المسافة تماما في القالب.

اختبار التيار المستمر الناتج

عندما تنتهي الأختبارات السابقة وتكون النتائج ناجحة، يمكنك حينها توصيل المقوم الكهربائي كما هو مبين في الشكل 42.

* قم بربط رؤوس الأقطاب 1A و 2A و 3A ببعضها البعض.

* صل كلا من 4B و 5B و 6B بأي من الأقطاب الثلاثة للمقوم (المرموز لها بالحرف S).

* صل المصباح بالمخرج. وإذا كان ممكنا فصل أيضا مقياس الجهد كما في الشكل 42 وقم بضبطه على القيمة 10 VDC.

الشكل 42: اختبار التيار المستمر

* قم بتدوير الدوار المغناطيسي بيدك كما فعلت سابقا، أي بسرعة حوالي دورة واحدة في الثانية.

يجب أن يشير المقياس إلى جهد ثابت للتيار المستمر حوالي 4 فولط (أو 3 فولط باستعمال المصباح المستخدم). يجب أن يضيء المصباح بشكل مستقر وليس بشكل متقطع كما في السابق. إذا لم يشر المقياس إلى أية قيمة، أو كان المصباح منطفئا أو يضيئ بشكل متقطع، فهذا يعني بأن هناك خطأ ما إما في التوصيل أو أن أحد المقومين غير جيد. تفحص التوصيلات وجرب مقوما كهربائيا آخر.

إيصال مولد الطاقة الريحية لشحن بطاريات 12 فولط

التوصيل على شكل نجمة ودلتا

بخصوص الرياح بطيئة السرعة صل الوشيعات على شكل نجمة كما في الشكل 42.

بخصوص الرياح عالية السرعة صل الوشيعات على شكل دلتـــا كما في الشكل 43.

لكن سيبقى السؤال في كيف يمكننا أن نضبط مولد الطاقة الريحية ليشتغل في كلتا الحالتين.

والجواب على هذا السؤال يتمثل في إضافة مرحل (Relay) كما هو مبين في الشكل 44.

الشكل 43: التوصيل دلتا يعطي تيارا أكبر بكفاءة عالية وبسرعات أعلى

إضافة المرحل إلى هذه المجموعة سيخولك التبديل بين النجمة ودلتا حسب سرعة الرياح التي يواجه.

الشكل 44: استعمال المرحل للتغير بين توصيل النجمة وتوصيل دلتا

توجد طريقة أخرى لتوصيل الصحن الثابت. يمكننا أن نجعل التبديل تلقائيا بين توصيل النجمة وتوصيل دلتا. لم نقم بهذا في هذا المشروع، لكن إذا أردت أن تطور منه ففكر في هذا الأمر. بيد أنه يمكنك استعمال التوصيل في الشكل 44 وتضبط مولد الطاقة الريحية حسب سرعة الرياح في المنطقة.

في حالة إذا كنت تعتقد أن المنطقة تحتوي على رياح عاتية فيمكنك أن تستعمل أسلاكا كهربائية من نوع 17AWG (أي بقطر 1.2 ملم) لتنجز وشيعات بـ 200 لفة لكل واحدة منها.وبالتالي يمكنك أن تصل مجموعة من الوشيعات بتوصيل دلتا والمجموعة الأخرى بتوصيل النجمة كما هو مبين في الشكل 45.

الشكل 45: التوصيل نجمة/دلتا

لاحظ بأنك ستحتاج لـ 6 أقطاب للتيار المتناوب على المقومات، وبالتالي ستحتاج لـ 3 مقومات كهربائية.

حجم الأسلاك الكهربائية

يمكن أن يكون نوع الكابل الذي يربط البطارية بمولد الطاقة الريحية من النوع three-phase-AC أو DC. إذا قمت بتركيب المقوم في مولد الطاقة الريحية، فبالتالي سيكون الإختيار هو الكابل DC.

عند الجهد 12 فولط، يجب أن يكون حجم الكابل كبيرا. ورغم أن شدة التيار هي فقط 15 أمبير، فينصح استعمال كابل بحجم كبير كما أشرنا. بخصوص مسافة 20 متراـ الحجم المنصوح به هو 6 ملم (10AWG). قطر (سماكة) كل سلك نحاسي سيكون مساويا لحوالي 3 ملم. ويجب أن تعلم أن تيارا كهربائيا بشدة 15 أمبير يمر من هذا الكابل سيفقد 15% من الطاقة على شكل حرارة تتبدد في الكابل ذاته.

السلامة

لا يوجد أي خطر كهربائي في بطارية 12 فولط. لكن إذطا تم فصل مولد الطاقة الريحية عن البطارية وكان المولد يدور بسرعة كبيرة، فإن الجهد الكهربائي قد يتجاوز 12 فولط، ربما في حدود 50 فولط. لذلك لا تقم بجعل المولد يدور بسرعة كبيرة بينما هو غير متصل بالبطارية.

إذا تم إلتقاء السلك الموجب بالسلك السالب للبطارية فقد يتولد تيار عالي بسبب هذا القصور في الدارة الكهربائية للنظام. لذلك من المفضل وضع صهيرة (fuse) بين كل سلك موجب والقطب الموجب للبطارية. انظر الشكل 46.

المحلول الحمضي المستعمل للبطارية مضر للملابس والجلد واحذر من أن يلامس عينيك أيضا.

الشكل 46: توصيل البطارية

إذا حدث ونتجت مشكلة مع البطارية فخير ما تفعله هو أن تصب عليها الماء. واعلم أن البطاريات تنتج غاز الهيدروجين، الذي يعتبر شديد الإشتعال والتفجير، لذلك لا تقم بإحداث أي شرارة نار بالقرب من البطارية وإلا فقد يتطاير المحلول الحمضي للعين.

شحن البطارية

ليكن في علملك أنه لشحن البطارية سنحتاج إلى دوران مولد الطاقة الريحية. ومن الجذير بالذكر أنه لا ينبغي لك أن تستعمل البطارية لتغذية بعض الأجهزة وهي فارغة أو قريبة جدا من الإنتهاء، لأن ذلك قد يفسدها ويجعلها عديمة الإستعمال. كما أن شحن البطارية أكثر من اللازم قد يفسدها أيضا، وسحنها بتيار صغير لمدة أطول أفضل من شحنها بتيار عالي لمدة أقصر. ولو أنك تستعمل أكثر من بطارية واحدة فقد يكون هذا أفضل وأأمن.