Există multe cazuri când locuiești în afara orașului, este posibil să ai nevoie de o cantitate mică de energie electrică pentru a alimenta un dispozitiv cu consum redus. De exemplu, pentru funcționarea unei stații meteorologice compacte, monitorizarea nivelului apei într-un rezervor, controlul automatizării unei sere, pentru iluminarea de urgență a unei căi de grădină sau a unei camere mici și a altor dispozitive. Pentru fiecare dintre ele este necesară o sursă de alimentare - o baterie, o baterie sau o rețea de alimentare (PSU). În cazul unei încărcări periodice a dispozitivului, se recomandă utilizarea unui alimentator cu baterie. Mai mult, pentru încărcarea acesteia, folosind dispozitive în aceste condiții, este foarte benefic să folosiți energie eoliană regenerabilă, ceea ce va face alimentarea cu energie economică și autonomă.
În cazul nostru, vom lua în considerare opțiunea utilizării energiei eoliene pentru iluminarea de urgență a unei toalete de grădină, stând separat pe marginea parcelei. Deoarece iluminarea strălucitoare la acest obiect nu este necesară, atunci este suficientă o putere redusă pentru a rezolva această problemă. În timpul zilei, bateria este încărcată de energie eoliană, iar pe întuneric îi dă la nevoie.
Pentru a face o sursă de energie, aveți nevoie de un generator eolian cu o putere de mai mulți wați, o baterie de capacitate mică și un încărcător pentru aceasta, un dispozitiv de potrivire a tensiunii.
Generator eolian
Ca generator electric, se folosește un demaror de mașini de pornire compactă modificat permanent. Ieșire generator: curent alternativ cu o putere de 1,0 ... 6,5 W (în funcție de viteza vântului). Tensiune - 1 ... 6 v; curent - 0,2 ... 1,1 a (în intervalul: viteză mică - medie a vântului).
În articol este descrisă o variantă a convertirii unui starter într-un generator.
Pentru a conduce un generator electric, s-a realizat o turbină de tip rotor cu axa de rotație verticală. Această turbină eoliană nu costă aproape nimic și poate fi ușor introdusă acasă Condiții. Mai mult, o astfel de turbină funcționează aproape în tăcere și indiferent de locul în care bate vântul. Eficiența acestei turbine este mică, dar acest lucru este suficient pentru funcționarea acestui dispozitiv. Totul este asigurat de durata lucrului și plătește prin simplitatea și fiabilitatea proiectării. O opțiune de fabricare a turbinelor este descrisă în articol
Baterie și încărcător.
Ca dispozitiv de stocare a energiei, se aplică o baterie cu litiu-ion de la un telefon mobil. Schema și procedura de fabricație a încărcătorului (încărcător) pentru această baterie sunt prezentate în articol.
Date de intrare ale încărcătorului: tensiune de curent direct de 5,5 ... 30 V. Tensiunea de ieșire a încărcătorului propus în intervalul 4,18 - 4,20 V. Când utilizați o altă baterie, cu reglare adecvată, încărcătorul vă permite să obțineți tensiunea de ieșire în limita a 2,5 ... 27 V.
Potrivirea tensiunii
Tensiunea și curentul de la turbina eoliană variază în funcție de viteza vântului, așa că pentru o utilizare practică, trebuie să fim capabili să încărcăm bateria și să economisim energie pentru utilizare acolo. Pentru aceasta, energia electrică de la generatorul eolian trebuie convertită din curent alternativ în direct, cu o tensiune suficientă pentru a acționa încărcătorul de baterii.
Generatorul eolian propus, după cum se poate observa din caracteristicile de ieșire, nu este capabil să producă tensiunea necesară datorită vitezei mici. La o viteză medie a vântului, la ieșire se poate obține o tensiune de aproximativ 2 ... 5 V, iar o tensiune mai mare de 5,5 volți este necesară pentru încărcarea bateriei. Calea de ieșire este utilizarea unui convertor de tensiune simplu, asamblat pe baza unui multiplicator de tensiune de patru ori. Prin aplicarea a 2 ... 5 V de curent alternativ la intrarea convertorului, obținem 5,5 ... 12 V de curent continuu la ieșire, ceea ce este suficient pentru a încărca bateria. Una din variantele multiplicatorului de tensiune de patru ori utilizat în dispozitivul propus este prezentată în diagramă.
Această versiune a multiplicatorului are un design simetric și o capacitate bună de încărcare, realizată din elemente ieftine și accesibile. Folosirea unui multiplicator, în locul unui transformator gradat, permite reducerea dimensiunilor și a greutății dispozitivului, pentru a elimina redresorul de tensiune.
Drept urmare, circuitul unei alimentări autonome ia următoarea formă.
Schema este formată din 4 blocuri:
A1 - generator eolian;
A2 - multiplicator de tensiune;
A3 - baterie și încărcător;
A4 - unitate de iluminat.
Producția unei alimentări autonome
1. Multiplicator de tensiune (bloc A2), conform diagramei de mai sus, asamblăm și lipim pe o placă de 65 x 35 mm decupată de pe o placă de textolit de montare universală.
Pentru montarea circuitului folosit diode interne nerealizate D226G având o radiator eficientă. Condensatoare electrolitice importate. Dacă este necesar, este posibilă asamblarea acestui circuit mai compact folosind diode moderne importate cu cea mai mică tensiune directă posibilă pentru a crește eficiența convertorului de tensiune.
Trebuie menționat că, în timpul funcționării dispozitivului, curentul maxim care circulă prin diode va fi egal cu dublul curentului de sarcină, iar pe electroliți se dublează valoarea de amplitudine a tensiunii de intrare. În consecință, condensatorii și diodele trebuie să fie proiectate pentru acești parametri.
În plus, la blocul multiplicator de tensiune se adaugă o rezistență R6 pentru a limita curentul maxim și o diodă Zener D5 este utilizată pentru a limita tensiunea. Aceste elemente ar trebui să funcționeze pentru a proteja dispozitivul de vânt puternic. Pentru a netezi ondularea, ieșirea multiplicatorului de tensiune este conectată la electrolitul C5 (transferat la blocul A3 din diagramă).
2. Baterie și încărcător (A3). Ca dispozitiv de stocare a energiei, se aplică o baterie cu litiu-ion de la un telefon mobil. Schema și procedura de fabricație a încărcătorului pentru această baterie sunt prezentate în articol.
Setarea curentului de încărcare a circuitului. După conectarea bateriei descărcate la circuit (pe măsură ce LED-ul se aprinde), am setat valoarea curentului de încărcare - 100 ... 150 mA folosind testerul R2.
3. Unitate de iluminat (A4) include un circuit format din trei LED-uri superbright conectate în serie, o rezistență de limitare R5 și un comutator de alimentare pentru LED-uri. LED-urile de rezistență limitatoare sunt montate pe o placă separată.
4. Să facem o placă pentru instalarea unei baterii cu litiu-ion. Am tăiat un dreptunghi de 40 x 55 mm de la PCB-ul universal de montare; am tăiat două caneluri în placă de 0,7 ... 1,0 mm lățime pentru instalarea contactelor.Dispunerea pinului depinde de modelul bateriei litiu-ion utilizate. Dintr-o placă de cupru sau de aramă cu grosimea de 0,5 ... 0,7 mm, decupăm contactele în formă de L și le fixăm pe partea din spate a plăcii, prin lipire sau o altă conexiune. Lipiți contactele la bornele de ieșire corespunzătoare ale încărcătorului și unității de iluminat. Pe placa acestui dispozitiv se realizează două grupuri de contacte de înălțimi diferite pentru conectarea paralelă a două baterii (pentru a crește capacitatea) instalate una peste alta.
5. Ansamblu de alimentare. Asamblăm blocurile fabricate conform diagramei de mai sus, folosind firul de montare. De exemplu, este posibil să folosiți o cutie de dimensiuni potrivite, o lampă. De dorit în praf și design impermeabil (lucrați în aer liber). În acest caz, s-a folosit carcasa din plastic de la lanterna veche.
6. Verificarea funcționării dispozitivului.
La intrarea dispozitivului, alimentăm curent alternativ cu o tensiune de 2,3 V.
La această tensiune, la ieșirea multiplicatorului obținem o tensiune de curent direct de 6,43 V.
Verificăm, dacă este necesar, reglarea tensiunii de ieșire a încărcătorului.
Suntem convinși de funcționarea corectă a dispozitivului fabricat.
7. Instalați blocurile asamblate în carcasă. Fixăm indicatorul de încărcare a bateriei într-un loc vizibil. Un cablu (grup de contact) iese din carcasă pentru conectarea la un generator și un comutator de lumină.
8. Dacă este posibil, sigilăm golurile de praf și umiditate.
