الـمولد الأفقي للطاقة الريحية – الجزء 3

الـمولد الأفقي للطاقة الريحية – الجزء 3

نقدم لك في هذا المقال كيفية تحويل الطاقة الريحية إلى طاقة كهربائية عن طريق صناعة ما يسمى بالمولد الأفقي للطاقة الريحية. سنتطرق إلى هندسة هذا المولد وكيفية صناعته بيدك وفي منزلك.


المبدأ العام

الشكل 1: الأجزاء الرئيسية للمولد


قالب الدوار المغناطيسي

تحضير القوالب

مهمة الدوارين الخلفي والأمامي هي حمل القطع المغناطيسية وتثبيتها بطريقة معينة لتساعدنا على توليد الكهرباء عند الدوران. من أجل صناعة أحد الدوارين سنحتاج لقطعة مربعة 250×250 ملم من الخشب أو الألمنيوم (لا تستعمل الحديد أو معدن آخر في هذه الحالة). اتبع الخطوات التالية:

 

1- قم بتحديد مركز القطعة المربعة بنفس الطريقة التي اعتمدناها سابقا.

2- قم برسم ثلاث دوائر شعاعاتها على التوالي 25 ملم و 51 ملم و 100 ملم ومركزها هو مركز القطعة المربعة نفسها.

3- ارسم الآن مجموعة من الأزواج المستقيمية تكون مماسة لمحيط الدائرة الصغرى (ذات الشعاع 25 ملم) كما هو مبين في الشكل 25.

4- ارسم خطوطا مستقيمية في نهاية الخطوط المستقيمة المتوازية عند الزاويتين 45 درجة و90 درجة.

5- قم بتقطيع تلك المواقع التي ستمثل مواضع المغناطيسات فيما بعد.

6- قم برسم خط مستقيم يصل مركزين لموضعي مغناطيسين ومارا بمركز الدوائر.

الشكل 25: مساعد تموضع المغناطيسات

7- من أجل إنجاز أربعة ثقب في المكان الصحيح، قم بجلب القاعدة التي أنجزناها سابقا لمحور التحمل وضعها فوق الدائرة ذات الشعاع 51 ملم (أي قطرها 102 ملمبحيث يكون ثقبيها فوق المستقيم الذي رسمناه آنفا (انظر للشكل 25). أنجز الآن الأربعة ثقب الخاصة بهذا الدوار.

القالبين الخارجي والداخلي

يحتاج المولد الأفقي للطاقة الريحية إلى دوارين مغناطيسين. واحد فقط يكفي، لكن الإنتاج سيكون سهلا إذا تواجد لك قالبين، وبالتالي يمكن للدوارين أن يتم إنجازهما معا في وقت واحدالشرح الآتي ينطبق على الدوارين معا:

 

القالب الخارجي

القالب الخارجي للدوار المغناطيسي يشبه القالب الخارجي للصحن الثابت.

المقاييس التي تحتاجها لإنجازه مبينة في الشكل 26.

الشكل 26: قالب الدوار

الشكل 27: القرص الداخلي للدوار المغناطيسي

القالب الداخلي

 

أما القالب الداخلي للدوار المغناطيسي فشبيه بالقالب الداخلي للصحن الثابت. قم بانجازه اعتمادا على المعلومات في الشكل 27.

 

لا تنسى أن تقوم بنفس العمل الذي ذكرناه آنفا من أجل تشكيل الزاوية 7 درجات في كلا القالبين وكذلك من أجل جعل الجوانب ملساء وغير حادة.

بناء الدوار

 

إنجاز القرصين الممغنطين

نريد إنجاز دوارين مغناطيسيين أحدهما يدعى بالدوار الخلفي والآخر بالدورا الأمامي. كل دوار مغناطيسي يجب أن ينجز على قرص من الفولاذ ولا تستعمل الألمنيوم أو مادة أخرى، لأننا نريد من هذه الأقراص أن تكون مصنوعة من مواد ممغنطة.

للقرص ثقوبا ستستعمل من أجل تثبيته على قلب محوري (انظر الشكل 28). وهذا الأخير له 4 ثقوب كل واحد منها قطره يساوي 10 ملم في دائرة قطرها 102 ملم. يجب أن تتناسب هذه الأربع ثقوب مع ما قدمناه سابقا.

الشكل 28: قرص الدوار المغناطيسي

الشكل 29: شكل آخر للقرص على شكل ثماني الأوجه

يوجد في مركز القرص فوهة بقطر 65 ملم. وأيضا يجب أن تنجز أربعة ثقوب أخرى قطرها يساوي 10 ملم بين مواضع المغناطيسات في دائرة قطرها 220 ملم عن مركز القرص. سنجعل في هذه الثقوب الأربع براغي بطول 20 ملم وقطر 10 ملم من أجل زرعها في الراتنج ومساعدة الخليط ليثبت في القرص.

 

يمكنك إنجاز هذه الأقراص على شكل ثماني الأوجه أيضا. بحيث يكون طول كل ضلع يساوي 116 ملم وقطره هو 280 ملم. انظر للشكل 29 من أجل المساعدة. واحذر لكي لا تقوم بتعويج أو لف بعض جوانب القرص. توضع المغناطيسات الثمانية في زوايا القرص الثماني الأوجه. وأيضا قم بمسح القرص بشيء كي تزيل الدهون التي من المحتمل أن تكون عليه.

الشكل 30: تنافر وتجاذب أقطاب المغناطيسات

القطع المغناطيسية

توجد 8 قطع مغناطيسية على كل دوار. وكل قطعة لها قطب شمالي وآخر جنوبي. يجب أن تصطف القطع المغناطيسية على كل قرص بحيث تكون بهذا التسلسل: شمال – جنوب – شمال – جنوب... وحتى لا تخطأ في هذه الطريقة قم بوضع أول قطعة على القرص وقبل أن تضع الثانية قم بالتأكد من قطبها السفلي هل ينجذب إلى القطب العلوي للقطعة السابقة أم لا. إذا كان لا ينجذب فضعه كما هو بمحاذاتها لأنه يمثل عكس سابقه. استعن بالشكل 31 من أجل أن تفهم عما ندندن حوله هنا.

الشكل 31: طريقة وضع المغناطيسات

الشكل 32: الدوارين غير متشابهين

انتبه إلى طريقة تشكيلهما فكل قرص يمثل عكس الآخر إذا أمعنت النظر في الثقوب الأربعة وأوجه القطعستكون النتيجة النهائية كما ترى في الشكل 32. وإذا قربت وجهي القرصين من بعضهما البعض فإنهما سينجذبان.

القطع المغناطيسية المستعملة لبناء هذا المولد قوية جدا. ولربما لاحظت أنه إذا قمنا بتقريب القرصين بمغانيطها وقمنا بعملية تدوير لأحدهما فستكون هناك قوة دافعة من المغناطيسات لبعضها البعض. هذه القوة قد تدمر المولد عند العمل به. لهذا ارتأينا إضافة بعض المواد من أجل تثبيت المغناطيسات بشكل جيد جدا. سنستعمل خيطا غير قابل للانجذاب بفعل المغناطيسات من أجل وضع هذه الأخيرة على القالب الداخلي للدوار. تأكد أولا من كل شيء حاضرا عندك. وقم بتجميع الكل كما ترى في الشكل 33 والصورة السفلية أيضا.

الشكل 33: طريقة تجميع قالب الدوار المغناطيسي

قم أولا بإيلاج الأربعة براغي في الثقوب المخصصة لها من أسفل القالب الخارجيثم ضع القرص الفولاذي فوق القرص الصغير.

قم بخلط 200 غرام من الراتنج مع 3cc من المحفزقم بصباغة كل جزء في القرص الفولاذيقم بخلط 100 غرام من مسحوق الطلق مع ما تبقى من الخليطثم اسكب الخليط في حواف القرص حتى تنغمر كل الثقب لتصل مستوى القرص الفولاذي.

* ضع JIG على البراغي. ثم ضع القطع المغناطيسية في مواضعها واحترم الترتيب شمال – جنوب – شمال – جنوب... عندما تنتهي من وضع المغناطيسات استخرج JIG لنستعمله مع الدوار الآخر. وتذكر أنه عند إنجازك للدوار الآخر يجب أن يكون موضع المغناطيسات معاكسا للدوار الأول.

* قم بخلط 500 غرام من الراتنج مع 7cc من المحفز. ثم ضف 300 غرام من مسحوق الطلق للخليط. قم بصب هذا الخليط على حواف القالب حتى تنغمر المغناطيسات كلها وحاول أن لا تجعل الفقاعات الريحية تتسكل عند الصب. فإذا ظهرت فقم بخلخلة طفيفة للقالب حتى تطلع الفقاقيع من الخليط. انتبه أن تتحرك المغناطيسات من أماكنها.

* اترك الخليط لبضع ساعات حتى يتجمد كليا.

* عندما يجف يجب أن تستخرج النموذج المتشكل من القالب باستعمال ضربات خفيفة جدا بالمطرقة. لا تتسرع وتحاول إزالتها بعنف وإلا فإنك قد تضطر لإعادة التجربة مرة أخرى.


التجميع

موازنة الدوار

يجب موازنة كل دوار مغناطيسي، وإلا سيبدأ المولد بالإهتزاز عند التركيب النهائي. كما يجب القيام بموازنة محول الطاقة الريحية ككل مرة أخرى عند الإنتهاء من بناءه، وذلك للتأكد من أن الدوارين قد ركبا بالشكل الصحيح. ومن أجل موازنة الدوار المغناطيسي، نعتبر ما في الشكل 34.

الشكل 34: تحقيق التوزان

أولا وقبل كل شيء، قم بإلصاق PCD jig باستعمال براغيومن ثم قم بموازنة الدوار على مسمار كبير Spike كما يتبين في الشكل 34.

إذا توازن الدوار فبها، وإلا فيمكنك أن تضيف وزنا آخر للدوار كما يبدوا في الشكل 34، أو أزل بعضا من الراتنج بين المغناطيسات وعوض مكانها بقطع معدنية دائرية حتى يتوازن الدوار تماما.

العمود الفقري

اجعل العمود الفقري للمولد من قطعة فولاذية مستطيلة بطول 380 ملم. يمكنك أن تختار قطعة فولاذية من النوع 50×25×4 ملم (تدعى أحيانا بـ RHS). حدد مركزها بدقة ثم أنجز خلاله ثقبا قطره 25 ملم. بعدها إجعل في طرفي هذه العارضة ثقبين بقطر 8 ملم ومتباعدين بمسافة 30 ملم. استعن بالشكل 35 ليتيسر لك الأمر أكثر.

 

محور التحمل

يحتوي محور التحمل على أخذودين 50×25 ملم لتتموضع فيها كريات حديدية بينها فراغات (spacer) كما هو مبين في الشكل 36.

لا تنسى أن تضيف للكريات زيت أو دهن معين (شحم) لتسهيل حركة دورانها في الأخذود. لا تكثر من الزيت المشحم وإلا ستصبح حركتها ثقيلة.

الشكل 35: شكل عارضة العمود الفقري

الشكل 36: محور التحمل

تجميع المولد

* قم بتجهيز 4 قضبان فولاذية (صنف M10)، طول كل واحد منها يساوي 200 ملم، انظر للشكل 37. ستستعمل هذه القضبان دعائم لحمل الدوار على محور التحمل. وسيتم فيما بعد تثبيت شفرات المروحة عليها أيضا.

* ضع 6 صمولات على كل قضيب (انظر الشكل 37).

* قم بتثبيت هذه القضبان على مجموعة المكونة من الوجه الأمامي لمحور التحمل والوجه الداخلي لدوار المغناطيسات من خلال الأربع ثقب الموجودة على محور التحمل.

* لا تنسى أن تثبت نهايات هذه القضبان من الجهة الأمامية للدوار باستعمال صمولات.

الشكل 37: شكل القضيب

* قم بوضع هذه المجموعة على محور الدوران كما في الصورة الجانبية. وإياك أن تطرقها بمطرقة كي لا تصيب الدوار المغناطيسي بسوء، بل أنزل المجموعة برفق على محور التحمل،

* ثبت الكل بواسطة صمولة في نهاية محور التحمل ثم قم بتغطيتها بغطاء نصف كروي مناسب.

* قم بتدوير عجينة الدوار المغناطيسي بسلك نحاسي. ولا تستعمل سلكا من الفولاذ أو الحديد، لأنه سينجذب للمغانيط.

* من المفضل أن تكون أوجه المغانيط متساوية الإرتفاع (0.5± ملم). وإلا، فاستعمل شريحة رقيقة جدا بين شفة محور التحمل وقرص الدوار المغناطيسي، وهذا من أجل ضبط هذا الأخير.

* قم بتثبيت صمولة ذات قطر 8 ملم على كل قضيب، ثم خذ الصحن الثابت وضعه على مؤخرة الدوار المغناطيس. بعدها ضف أربع صمولات ذات قطر 8 ملم موزعة على القضبان الأربع.

* يجب أن يرتفع الصحن الثابت عن الدوار المغناطيسي بمسافة 1 ملم في كل قضيب. يمكنك فعل هذا عن طريق التحكم بمستوى الصمولات بطبيعة الحال.

* بعد ذلك، ضع حوالي 6 صمولات وحلقتين معدنيتين (washers) في كل قضيب لتصل إلى مسافة 10 ملم. بعدها ضع مباشرة الدوار المغناطيسي الأمامي.

* أيضا، يجب أن يرتفع الدوار المغناطيسي الأمامي عن الصحن الثابت بمسافة 1 ملم في كل قضيب. ويمكنك أيضا التحكم بهذا المستوى عن طريق الصمولات والحلقات المعدنية. إذا كانت المسافة أقل من 1 ملم فضف بعض الحلقات المعدنية حتى ينضبط المستوى في 1 ملم. حينها ثبت الكل بصمولات في الأعلى.

 

الأجزاء الكهربائية

سنتطرق في الفصل التالي إلى شرح كيفية توصيل المقوم الكهربائي بالصحن الثابت. ننصح باستعمال مقومين جسريين بطور واحد (sinlge phase bridge rectifier). يتم إيصال كلا القطبين الموجبين بالقطب الموجب للبطارية. وأيضا كلا القطبين السالبين بالقطب السالب للبطارية.

أما الأقطاب الأربعة المتبقية فستوصل بالصحن الثابت الذي من خلاله سيتكون التيار الكهربائي المتناوب.

يمكنك استعمال الكاوية من أجل لحم الأسلاك بأقطاب المقومين أو يمكنك استعمال لنفس الغرض موصلات معينة (receptacle connecors).

الشكل 38: المقومين والاجزاء الاخرى

انتبه عند مزاولة عملية اللحام لكي لا تتلف المقومين.

 

لا تنس أيضا أن تلصق المقومين بمبدد الحرارة (Heatsink) الذي من المحتمل أن يكون شبيها بما هو مرسوم في الشكل 42. من المستحسن أن يكون مبدد الحرارة من الألمنيوم ويزن قرابة 250 غرام.


الشفرات

لم يصف المؤلف الأصلي صنع الشفرات الثلاث لمولد الطاقة الريحية وذلك ربما لأنه سهل في صنعه. لكن تذكر بأنه يمكنك وبكل يسر صنع شفرات ثلاث خفيفة الوزن من أنابيب بلاستيكية أو ألمنيومية فقط. وطريقة تحضيرها غاية في السهولة، وإليك بعض النماذج لذلك:

ويمكنك أيضا صنعها من الخشب وإليك أمثلة عن ذلك:


الذيل

كذلك لم يقم المؤلف الأصلي بشرح طريقة صنع الذيل، لكن الأمر أسهل من صنع الشفرات بحد ذاتها. وإليك أمثلة عملية عن ذلك:


تأليف

 

تأليف: الدكتور اسماعيل خناس

البريد الإلكتروني: عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.">عنوان البريد الإلكتروني هذا محمي من روبوتات السبام. يجب عليك تفعيل الجافاسكربت لرؤيته.

الموقع الإلكتروني: http://www.oneworld.org/itdg و http://www.itdg.org.pe

ترجمة بتصرف: محمد السهلي 


المراجع


 

أضف تعليق


كود امني
تحديث


Go to top