في كثير من الأحيان نقوم بإنشاء مشاريع يجب أن تعمل بالطاقة الكهربائية، ولكن ليس لدينا منفذ قريب وقد لا تكون البطاريات كافية لتشغيل مشروعنا إذا كان عالي الاستهلاك. ولذلك علينا أن نفكر في أ مولد كهربائي للحصول على الحل في هذه الحالات، وعدم الاضطرار إلى تشغيل الأسلاك لمسافات طويلة.
سنرى هنا الإمكانيات المتاحة لك...
ما هو مولد كهربائي؟
Un مولد كهربائي هي معدات مصممة لإنتاج الكهرباء من نوع آخر من الطاقة. وصفها بهذه البساطة، مثل وجود محطة طاقة خاصة أينما تريد. الآن، صحيح أن هناك أنواعًا عديدة من المولدات الكهربائية، ويعتمد ذلك على كمية الطاقة المولدة، وحجمها، ونوع الطاقة المستخدمة لتوليد الكهرباء، وما إلى ذلك. ولكن في الأساس لديهم جميعًا عنصر مشترك، وهو قلب المولد الكهربائي أو المولد، حتى لو تم تسمية المجموعة بأكملها بنفس الاسم.
حسنا، كما تعلمون، المولدات هي محركات كهربائية، نعم، محركات. عند تطبيق تيار كهربائي على محرك كهربائي، تحصل على دوران. من ناحية أخرى، عندما تتمكن من تدوير عمود المحرك، فإنه يصبح مولد تيار، ويولد الكهرباء. ولذلك لا بد من إيجاد مصدر لتوليد الحركة المذكورة، كما ذكرت من قبل، وهو محرك الاحتراق، وتوربينات الرياح، وعجلة المياه، والغاز المضغوط مثل البخار، وغيرها. هذه هي الطريقة التي تعمل بها محطات توليد الطاقة أيضًا، فقط المولدات الموجودة في هذه المحطات هي ضخمة، على نطاق أوسع بكثير.
بين أنواع المولدات الكهربائية التي نعرفها، الأكثر شيوعًا هي:
- مولدات الاحتراق الداخلي- يستخدمون محرك البنزين أو الديزل لتشغيل المولد أو المولد لتوليد الكهرباء من الحركة الميكانيكية. وفي حالة البنزين، فإنه يستهلك الوقود بسرعة أكبر مقارنة بالديزل بنفس المواصفات، ولكنه يصدر أيضًا غازات أقل تلويثًا من الديزل.
- مولدات الغاز: مشابهة لتلك السابقة، لكنها تستخدم الغاز الطبيعي أو البروبان كوقود. باستخدام هذه الغازات يقومون بتوليد الطاقة اللازمة لتحريك المولد.
- مولدات الطاقة الشمسية: تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء باستخدام الألواح الكهروضوئية. في هذه الحالة، فهي مختلفة، حيث أن أشباه الموصلات هنا هي التي تقوم بعمل تحويل فوتونات الضوء إلى إلكترونات، ولا يوجد مولد كهربائي.
- آخرون: هناك أيضًا المولدات الحرارية وطاقة الرياح والمولدات الهجينة (غاز البترول المسال/الغاز الطبيعي المضغوط + البنزين)، وما إلى ذلك، والتي يستخدم فيها المولد أيضًا لتوليد الكهرباء من الطاقة الحرارية أو الهواء على التوالي. صحيح أن هناك بعض المولدات المعتمدة على الأزواج الكهروحرارية أو تأثير Seebeck، والتي لا يشارك فيها المولد أيضًا. ومن ناحية أخرى، لدينا أيضًا مولدات كيميائية، وهي في الأساس خلايا وقود تحصل على الطاقة الكهربائية من التفاعلات الكيميائية، على غرار البطاريات، ولا يتم استخدام المولد فيها أيضًا.
كيف يعمل المولد الكهربائي
دون الخوض في المولدات التي لا تعتمد على المولدات، دعونا نركز على المولد أو المولد الكهربائي، وهي "روح" المولدات الأكثر شهرة وشعبية. حسنًا، يعتمد توليد الطاقة الكهربائية لهذه الأجهزة على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لمايكل فاراداي.
لكي يعمل المحرك أو المولد، هناك حاجة إلى الدوار، وهو جزء متحرك يحتوي على ملف من الأسلاك النحاسية المعزولة بالورنيش؛ الجزء الثابت، وهو جزء ثابت ذو مجال مغناطيسي يتم توليده بواسطة مغناطيس كهربائي أو درع من المغناطيس الدائم؛ ومجمع الفرشاة، حيث يتم "تجميع" الطاقة الكهربائية المولدة ونقلها إلى الأطراف.
بمجرد معرفة ذلك، لتوليد الكهرباء بهذه الأجزاء، العملية ما يلي:
- عندما تقوم بتدوير عمود المولد الكهربائي، فإنه يكون متصلاً بالدوار، بحيث يدور داخل المجال المغناطيسي للجزء الثابت. هذه هي الطريقة التي يحدث بها الحث الكهرومغناطيسي، عندما يتحرك موصل داخل مجال مغناطيسي، يتم تحفيز EMF أو القوة الدافعة الكهربائية في الموصل الدوار. سيكون هذا المجال المغناطيسي متناسبًا مع سرعة الدوران، وعدد دورات ملف القيادة، وشدة المجال المغناطيسي. إذا كان لدينا مجال مغناطيسي ثابت وعدد ثابت من اللفات، فكلما زاد دوران العمود، زادت الطاقة المتولدة.
- إن المجال الكهرومغناطيسي ليس أكثر من حركة الإلكترونات داخل الموصل، أي تيار كهربائي داخل الموصل. في مولدات التيار المتردد أو التيار المتردد، يتغير اتجاه التيار بشكل دوري، مثل مولدات 50 هرتز، ويتغير 50 مرة في الثانية. من ناحية أخرى، في التيار المباشر أو التيار المستمر، يقوم المجمع والفرش بتصحيح التيار للحفاظ على اتجاه ثابت عند أقطابهم.
كيفية اختيار المولد الكهربائي المناسب لمشروعك
إلى اختيار مولد كهربائي مناسب في حالتك، سيتطلب الأمر مراعاة النقاط التالية:
ميزانية
الأول هو قرر مقدار المال الذي يمكنك استثماره في المولد الكهربائي الخاص بك، حيث ستجدها بأسعار مختلفة جدًا، اعتمادًا على خصائصها. ضع في اعتبارك أيضًا تكاليف الصيانة، على سبيل المثال، لن يتطلب مولد الطاقة الشمسية أي صيانة تقريبًا، باستثناء الحفاظ على نظافة اللوحة الشمسية. ومن ناحية أخرى، تحتاج سيارات الاحتراق إلى الوقود وصيانة المحرك…
تقييم القوة
بادئ ذي بدء، يجب عليك تقييم ما هو عليه إجمالي الطاقة التي تحتاجها، ليس فقط الطاقة المستمرة التي تعمل بها المعدات المتصلة، ولكن أيضًا طاقة البدء، نظرًا لأن بعض المعدات تحتاج إلى طاقة إضافية لبدء التشغيل ويجب أن يكون المولد قادرًا على التعامل مع ذروات الطلب هذه. أضف قوة جميع الأجهزة التي تخطط لتوصيلها بالمولد وستحصل على النتيجة. ضع في اعتبارك أيضًا أنك قد تحتاج إلى طاقة إضافية في المستقبل إذا قررت توسيع مشروع DIY الخاص بك. وبالمثل، قم باختيار المولد الكهربائي الذي يوفر شدة التيار والجهد المناسبين. لديك مقابس 5 فولت، 12 فولت،... حتى 220 فولت.
على سبيل المثال، تخيل أنه يتعين علينا توصيل جهاز بقدرة 50 واط، وآخر 1000 واط، وآخر 650 واط، فيكون المجموع 1700 واط، ولن يضر اختيار واحد من 2000 واط أو 2 كيلو واط حتى لا نجبره إلى الحد الأقصى أو يسمح للتوسع المستقبلي. فيما يتعلق بقوة التيار، تذكر أن I = P / V، لذلك إذا كنت تعمل بجهد 220 فولت وكانت الطاقة 2000 واط، فسيكون لدينا 9 أمبير. أو أيضًا الشدة = (القوة الاسمية · عامل الطاقة) / الجهد، ويمكنك أيضًا استخدام الصيغة الطاقة الظاهرة (VA) = I · V. على سبيل المثال، إذا كان لدينا 9A عند 220 فولت، فإن القوة الظاهرة ستكون: باسكال = 9 · 220 = 1980 فولت أمبير.
نوع مصدر الطاقة
كما ذكرت من قبل، هناك عدة أنواع من المولدات الكهربائية حسب مصدر الطاقة المستخدم لتوليد الكهرباء. يجب عليك اختيار الأنسب لحالتك. على سبيل المثال، يمكن أن يكون البنزين مثاليًا للاستخدام العرضي والقصير المدى.. بدلا من ذلك، للاستخدامات الطويلة، سيكون محرك الديزل هو الأفضل، والتي سيستمر وقودها لفترة أطول بنفس سعة خزان الوقود الخاص بها.
هؤلاء من الغاز أكثر هدوءًا وأقل تلويثًاولكنها تتطلب أيضًا تركيبًا سليمًا، مع أسطوانات أو زجاجات الغاز، ويجب عدم استخدامها في الأماكن التي تتعرض فيها لأشعة الشمس المباشرة أو درجات الحرارة المرتفعة أو الشرر أو اللهب وما إلى ذلك، لأنها يمكن أن تنفجر في حالة تسرب الغاز. الغاز.
في حالة الطاقة الشمسية، سيكون لديك الحد الأدنى من الصيانة، والطاقة النظيفة، والصمت التامولكنها قد تكون أيضًا محدودة في كمية الطاقة المولدة. ومع ذلك، كل شيء سيعتمد على النموذج المختار وسطح الألواح الكهروضوئية.
قابلية النقل والظروف البيئية
في بعض الأحيان تريد مولدًا كهربائيًا للاستخدام الثابت، بينما في أحيان أخرى ستحتاج إلى جهاز محمول يمكن حمله بسهولة من مكان إلى آخر. ويجب أن يقال أن المولدات عادة ليست خفيفة للغايةولكن هناك بعضها أكثر قابلية للحمل من غيرها…
لا تستطيع جميع المولدات تحمل المطر أو الظروف الخارجية المتغيرة.. ضع ذلك في الاعتبار، واقرأ شروط العمل الموصى بها من قبل الشركة المصنعة، سواء نطاق درجة حرارة التشغيل، أو الرطوبة النسبية، أو الحماية من المطر، وما إلى ذلك.
أنواع الموصل
بعض المولدات الكهربائية لديها المخرجات الحالية اكتب:
- SCHUKO: وهي المقابس الموجودة لدينا في وطننا في أوروبا، مع دبوسين وموصل أرضي جانبي.
- IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية)- هذه المقابس قياسية للمعدات الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر. وتشمل عدة أنواع، مثل IEC C13 وC191.
- NEMA (الرابطة الوطنية لمصنعي الأجهزة الكهربائية): شائع في أمريكا الشمالية. يتضمن عدة أنواع، مثل NEMA 5-15 (قابس قياسي ثلاثي الشقوق) وNEMA L3-14 (قابس رباعي الشقوق لتطبيقات الطاقة العالية).
- ذراع USB- تشتمل بعض المولدات الحديثة على منافذ USB لشحن الأجهزة الإلكترونية الصغيرة، بمخرجات 5 فولت، إما USB-C أو USB-A.
- مآخذ صناعية- تتضمن مقابس عالية السعة، مثل 16A، 32A، 63A و125A، المستخدمة في التطبيقات الصناعية.
اعتمادًا على ما تحتاجه، سيتعين عليك اختيار نموذج مولد واحد أو آخر، على الرغم من أن لديك أيضًا خيار ذلك شراء محولات أو محولات إضافية...
توصيات الشراء
وأخيرا، سنرى بعض التوصيات التي نقدمها لك لاختيار أفضل المولدات الكهربائية بأفضل المميزات والجودة:
- أفضل مولدات الاحتراق:
- أفضل مولدات الطاقة الشمسية:
- أفضل مولدات الغاز وأحدها هجين:
- أفضل المحولات:
آمل أن أكون قد ساعدك!