المشروع :
اولا - منظومة توليد شمسية
ثانيا محرك مستمر
ثالثا - مولدة مناوبة
رابعا - خافض جهد من ٢٢٠ الى ١٢ فولت
خامسا- منظم جهد ١٢ فولت
سادسا - وحدة تغذية تحويل من متناوب لمستمر
سابعا - انفيرتر يحول التغذية المستمرة لمتناوبة
ثامنا - محور يربط بين المحرك المستمر و محور التروس
تاسعا - عجلة دائرية تركب على محور المحرك
طريقة العمل : يعمل المحرك المستمر عن طريق الطاقة الشمسية و بفضل العجلة الدائرية يدور بمسار دائري بنصف قطر واحد متر فيحرك التروس الميكانيكية و بما ان محور المولدة مربوط مع التروس فان المولدة سوف تدور و تولد ٢٢٠ فولت فاذا كان تيار المحرك 0.2 امبير فاننا سوف ناخذ خمسة امبير من المولدة اي ستكون استطاعة الولدة واحد كيلوا واط و بما اننا خفضنا الجهد الى 12 فولت عبر خافض الجهد فاننا سوف نحصل على تيار اكبر ثم ننظم الكهرباء عبر المنظم ثم نحول هذه الطاقة الى مستمرة عبر وحدة تغذية و نوصل الانفرترات عليا و ناخذ كهرباء مضاعفة من طاقة شمسية قليلة
ملاحظة : ان الذراع الطويل في المنظومة يجعل محرك ذو قوة صغيرة يشغل مولدة ذو حمولة كبيرة
حيث النظام مصمم من اجل عشرة امبير كاقل تقدير و هذه التغذية مضمونة
اليك ورقة بحثية من الذكاء الصناعي :
مضاعفة توليد الطاقة الشمسية.pdf (129.8% u)
توليد تيار أعلى من خلال زيادة العزم الميكانيكي باستخدام ذراع طويل في الأنظمة الشمسية
الملخص
تهدف هذه الورقة إلى دراسة طريقة ميكانيكية لزيادة التيار الناتج من مولدة كهربائية مدفوعة بمحرك كهربائي تغذيه ألواح شمسية، باستخدام ذراع طويل ونظام تروس لزيادة العزم وسرعة محور المولدة. توضح الدراسة العلاقة بين قوة المحرك، القوة المعاكسة للمولدة، طول الذراع، العزم الناتج، وسرعة المولدة وتأثير ذلك على التيار الكهربائي الناتج عند جهد أعلى (220 فولت).
المقدمة
تواجه الأنظمة الشمسية الصغيرة صعوبة في توليد تيار كافٍ لتشغيل أحمال معينة بسبب القدرة المحدودة للألواح الشمسية. تقترح هذه الورقة حلاً ميكانيكيًا يعتمد على استخدام ذراع طويل مرتبط بمحرك كهربائي مع وحدة تروس تزيد سرعة محور المولدة، مما يسمح بتوليد تيار أعلى عند جهد 220 فولت.
المنهجية
تم تطوير نموذج يوضح العلاقة بين:
- قوة المحرك (F_m)
- القوة المعاكسة للمولدة (F_l)
- طول الذراع (r)
- العزم الناتج (T = F × r)
- سرعة المولدة بسبب وحدة التروس (N)
- التيار الناتج من المولدة (I ∝ T الصافي × سرعة الدوران)
مثال عددي
- قوة المحرك: 10 نيوتن
- القوة المعاكسة للمولدة: 5 نيوتن
- طول الذراع: 1 متر
- نسبة التروس: 10x (تزيد سرعة محور المولدة 10 مرات)
- ثابت العلاقة بين العزم والتيار: 1 أمبير لكل نيوتن·متر عند سرعة محور 1 دورة/ثانية
الحسابات:
[ T_m = F_m \times r = 10 \times 1 = 10\text{ نيوتن·متر} ]
[ T_l = F_l \times r = 5 \times 1 = 5\text{ نيوتن·متر} ]
[ T_{صافي} = T_m - T_l = 5\text{ نيوتن·متر} ]
[ ext{سرعة المولدة بعد التروس} = 10 , \text{دورات/ثانية} ]
[ I_{مولدة} = k \times T_{صافي} \times 10 = 5 \times 10 = 50\text{ أمبير} ]
ملاحظة: هذه القيمة تقريبية وتوضح كيف يزيد التيار الناتج عند استخدام ذراع طويل ووحدة تروس لزيادة سرعة المولدة.
النتائج
- زيادة طول الذراع يزيد العزم الصافي عند نفس قوة المحرك.
- استخدام وحدة تروس يزيد سرعة محور المولدة، مما يزيد التيار الناتج عند الجهد المطلوب.
- القوة المعاكسة للمولدة تحدد الحد الأدنى للقوة اللازمة لتدوير المولد.
المناقشة
الجمع بين ذراع طويل ووحدة تروس يسمح بتحويل قوة المحرك بشكل أفضل إلى عزم أكبر وسرعة أعلى للمولدة، مما ينتج تيار أكبر عند جهد 220 فولت. هذا الحل ميكانيكي فعال لزيادة التيار دون تغيير القدرة المتاحة من المحرك بشكل مباشر.
الاستنتاج
يمكن تحسين أداء المولد الكهربائي في الأنظمة الشمسية الصغيرة من خلال تصميم ذراع طويل مع وحدة تروس لزيادة سرعة محور المولدة، مما يسمح بتوليد تيار أعلى عند الجهد المطلوب لتشغيل الأحمال. الحل يوفر تحكمًا أكبر بالتيار دون الحاجة لزيادة القدرة الكهربائية للمدخل.
الكلمات المفتاحية
ألواح شمسية، مولدة كهربائية، ذراع طويل، تروس، عزم صافي، تيار كهربائي