- Вятърни турбини и контролери за зареждане на батерии
- DIY монтажни решения
- Китайска електронна алтернатива
- Заключения и полезно видео по темата
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Механичната конструкция на вятърния генератор в чиста форма е само част от цялостна вятърна електроцентрала. Напълно годната система, в допълнение към механичната конструкция, има редица електронни компоненти.
Например, необходим е контролер за ветрогенератор - устройство, което е функционално проектирано да стабилизира параметрите на зареждане на батерията по време на работа на вятърна турбина.
Нека да видим какви функции изпълнява устройството и да дава собствени ръце на схемите за сглобяване на контролера. В допълнение, нека посочим характеристиките на работата и целесъобразността на закупуването на китайско електронно устройство за вятърна мелница.
Вятърни турбини и контролери за зареждане на батерии
Ако е напълно възможно сами да направите механична вятърна турбина, можете ли да направите контролер за вятърна турбина със собствените си ръце?
За да имате някаква представа за контролерите на вятърни генератори и успешно да възпроизвеждате такова оборудване със собствените си ръце, основна информация за тези устройства няма да бъде излишна.
Контролер за зареждане на батерията за ветрогенератор с ниска мощност. Контролът на някои параметри на системата се извършва чрез вградения LCD дисплей
Контролерът, обслужващ батериите, е предназначен основно да контролира процеса на зареждане на батерията. Това е неговата основна функция, но тя трябва да бъде условно разделена на няколко подфункции.
Например, един функционален наблюдава тока на зареждане и тока на саморазряд. Друга функционална функция е насочена към измерване на температура и налягане. Третият е отговорен за компенсиране на разликата в енергийните потоци, когато батерията се зарежда заедно с текущото потребление на товара.
Устройствата за промишлено производство са снабдени с пълна функционалност. Но по отношение на аматьорски проекти не може да се каже. Устройствата, изработени въз основа на най-простите схемотехнически решения в дома си със собствените си ръце - това са контролери, които са далеч от перфектни модели.
Въпреки това, те работят и доста продуктивно позволяват да работят различни видове вятърни генератори. По правило в импровизираните структури се изпълнява само една функция - защита от пренапрежение и дълбоко разреждане.
Една от многото варианти на контролери за вятърни турбини, направени на ръка. Такива конструкции се отличават с несложни технически решения и най-простия монтаж.
Защо въвеждането на контролера във вятърната турбина е задължително?
Защото в режим на зареждане на батерията без използване на контролер, трябва да се очакват неприятни последствия:
- Деградацията на структурата на батерията поради неконтролирани химически процеси.
- Неконтролирано повишаване на налягането и температурата на електролита.
- Загуба на акумулаторни батерии поради дълготрайно разреждане.
Контролерът за зареждане на веригата за инсталиране на вятърния генератор се изпълнява по правило като отделен електронен модул. Този модул е сменяем и бързо изключва. Уредите за промишлено производство трябва да бъдат снабдени с индикация за режимите и състоянията - светлинна или визуално предавана през дисплея.
На практика могат да се използват два вида устройства - тези, които са вградени директно в корпуса на вятърния генератор и са свързани към батерията.
DIY монтажни решения
През цялото време след появата на първите импровизирани вятърни турбини броят на верижните решения на контролерите нараства многократно. Много от схемите са далеч от перфектни, но има някои опции, на които трябва да обърнете внимание.
За домашна употреба, разбира се, са подходящи прости схеми, изискващи малки финансови инвестиции, ефективни и надеждни.
Въз основа на тези изисквания можете да започнете с контролера за вятърния генератор, създаден на базата на реле-регулатори на автомобили. В веригата са приложими и двете релета с отрицателен контролен контакт и реле с положителен контролен контакт.
Тази опция привлича малък брой части и просто инсталиране. Трябва само едно реле, един мощност транзистор (поле), един резистор.
Контролерът верига, съставен от някои електронен инженер със собствените си ръце. Всичко е просто и ясно без по-нататъшно шум. Всъщност, както и в технологичността на решението. Минимални подробности - максимални спестявания (+)
Схемата се нарича "баласт", защото използва допълнителен товар под формата на обикновена крушка с нажежаема жичка. Така списъкът на частите ще бъде добавен с още един елемент - лампа.
В зависимост от мощността на системата се използва лампа за кола (или няколко лампи) на 12 волта. Също така е допустимо да се използва друг тип съпротивление на товара вместо този елемент: мощен резистор, електрически нагревател, вентилатор и др.
Работа "баласт" схема с минус
Действието на автомобилния релеен регулатор е пряко свързано с нивото на зареждане на батерията. Ако напрежението на клемите на батерията се повиши над 14, 2 V, релето работи и отваря отрицателната верига на силовия транзистор.
На свой ред се отваря преход на транзистора, който свързва лампата с директно нагряване към батерията. В резултат на това зареждащият ток се рестартира през нажежаемата нажежаема жичка. Когато напрежението падне на клемите на батерията - обратният процес. Това поддържа стабилно ниво на напрежението на батерията.
Как "баласт" верига с плюс
Леко модернизирана версия на контролера за зареждане на баласт за вятърна мелница е втората верига на релейния контролер с положителен контролен контакт. Например, подходящи релета от автомобили "ВАЗ".
Разликата от предишната схема е използването на твърдо реле, например GTH6048ZA2 за ток от 60А вместо транзистор. Предимствата са очевидни: схемата изглежда още по-проста и в същото време има по-голяма надеждност и ефективност.
Друго най-просто решение за сглобяване на контролер за зареждане на батерията за вятърен генератор. Ефективността и надеждността на веригата се увеличават поради използването на твърдотелно реле (+) в него
Особеността на това просто решение е директно свързване към клемите на акумулаторната батерия на вятърния генератор. Проводниците на контролера на заряда също са “засадени” директно върху контактите на батерията.
В действителност, и двете от тези части на схемата не са свързани помежду си. Напрежението от вятърния генератор се подава непрекъснато към батерията. Когато напрежението на клемите на батерията достигне 14, 2 W, полупроводниковото реле свързва товара за нулиране. Така батерията е защитена от презареждане.
Тук не само лампата с нажежаема жичка може да действа като баластен товар. Напълно възможно е да се свърже всяко друго устройство, предназначено за ток до 60 А. Например, електрически тръбен нагревател.
Какво друго е важно в тази схема - действието на релето в твърдо състояние се характеризира с плавно нарастваща амплитуда. В действителност, има ефект на професионално направени PWM контролер.
Сложна версия на веригата на контролера
Ако предишната версия на схемата за управление на зареждането на акумулатора наподобява само PWM устройство (широчинна импулсна модулация), тук този принцип се прилага конкретно.
Тази верига за управление на вятърна мелница с трифазен генератор е доста сложна, тъй като включва използването на микросхеми - по-специално, операционни усилватели на полеви транзистори като част от TL084.
Въпреки това, на платката, всичко не изглежда толкова сложно, колкото на лист хартия.
Схематично решение за сглобяване на контролера със собствени ръце, където се използва микросредата TL084. Принципът на работа е изграден и с помощта на релета за превключване на режимите, но е възможно да се регулират точките на прекъсване (+)
Както и при предишните решения, релето се използва като превключващ елемент за баластното натоварване. Релето е проектирано да работи с 12-волтова батерия, но ако предпочитате, можете да изберете модел от 24 вата.
Баластният резистор е направен под формата на мощно съпротивление (навиване на нихром керамика). За регулиране на работния диапазон на напрежението (11, 5–18 W), веригата използва променливи резистори, включени в управляващата верига на микроелектронното устройство TL084.
Работи такъв контролер за зареждане на батерията, както следва. Трифазният ток, получен от вятърния генератор, се отстранява от силовите диоди.
На изхода на диодния мост се генерира постоянно напрежение, което се подава към входа на веригата през релейните контакти, допълнителен диод, батерия и след това към стабилизатора на чипа (78L08) и към входа на TL084.
Моментът на превключване на спусъка в едно от състоянията се определя от стойностите на променливите резистори (Low V и High V) на долните и горните прагове на напрежението.
Докато на клемите на батерията има напрежение, което не надвишава 14, 2 волта (което отговаря на настройката на R High V), зареждането продължава. Веднага след като стойностите се променят нагоре, операционният усилвател TL084 изпраща сигнал към основата на транзистора, който управлява релето.
Самостоятелно изработен продукт съгласно схемата за микроасемблиране TL084. Всичко е много просто, дори и вместо висококачествена печатна платка, се избира дъска за монтаж. Тези моменти винаги са доволни от домашния дизайн
Релето се задейства, захранващата верига на веригата е счупена и късо на баластния резистор. Нулирането на баласта се изпълнява, докато батерията се разреди близо до стойността на променливия резистор Low V.
Веднага след достигането на тази стойност, вторият операционен усилвател TL084 превключва в обратното състояние. Ето как работи контролера.
Китайска електронна алтернатива
Създаването на регулатор на ветрогенератор със собствените си ръце е престижна работа. Но като се има предвид скоростта на развитие на електронните технологии, често смисълът на самосъбранието губи своята значимост. Освен това повечето от предложените схеми вече са остарели.
Оказва се, че е по-евтино да закупите вече завършен продукт, направен професионално, с висококачествена инсталация, на съвременни електронни компоненти. Например, можете да закупите подходящо устройство на разумна цена на Aliexpress.
Обхватът на офертите на китайския сайт е впечатляващ. Контролери за вятърни генератори при различни нива на мощност се продават на цена от 1000 рубли. Ако започнете от тази сума, от гледна точка на сглобяване на устройството със собствените си ръце, играта очевидно не си струва свещта.
Например, сред предложенията на китайския портал е модел за 600-ватова вятърна мелница. Устройството е на стойност 1070 рубли. подходящ за използване с 12/24 волта батерии, режим на работа до 30 A.
Той е доста приличен, предназначен за 600-ватов вятърен генератор, контролер за зареждане в китайската версия. Такова устройство може да се поръча от Китай и да се получи по пощата за около месец и половина.
Висококачественият калъф за всички метеорологични условия с размери 100х90 мм е оборудван с мощен радиатор за охлаждане. Конструкцията на корпуса е IP67. Обхватът на външните температури е от - 35 до + 75ºС. В случая се показва светлинна индикация за режимите на състоянието на вятърния генератор.
Въпросът е, каква е причината да харчите време и енергия за сглобяване на проста конструкция със свои ръце, ако има реална възможност да се купи нещо подобно и технически сериозно?
Е, ако този модел не е достатъчен, китайците имат много готини възможности. Така сред новопристигналите се забелязва модел с мощност 2 kW за работно напрежение 96 волта.
Китайски продукт от списъка на новата енория. Осигурява контрол на заряда на батерията, работещ в тандем с 2 kW ветрогенератор. Приема напрежение до 96 волта
Вярно е, че цената на този контролер е вече пет пъти по-скъпа от предишното развитие. Но след това, ако измерим разходите за производство на нещо подобно със собствените си ръце, покупката изглежда като рационално решение.
Единственото нещо, което обърква китайските продукти е, че те са склонни да спрат да работят в най-неподходящите случаи. Ето защо, закупеното устройство често трябва да бъде доведено до ума - естествено, със собствените си ръце. Но е много по-лесно и по-лесно, отколкото да правите контролер за зареждане на вятърни генератори със собствените си ръце от нулата.
За любителите на домашно приготвени продукти на нашия сайт има серия от статии, посветени на производството на вятърни турбини:
- Вятърен генератор от автомобилен генератор направи си сам: технология за сглобяване на вятърни турбини и анализ на грешките
- Как да изградим остриета за ветрогенератор със собствени ръце: примери за самопроизводствени остриета за вятърна мелница
- Вятърен генератор със собствени ръце от пералната машина: инструкции за сглобяване на вятърна мелница
- Как да се изчисли генератор на вятър: формули + практически пример за изчисление
Заключения и полезно видео по темата
Желанието да се направи домашно оборудване със собствените си ръце понякога е по-силно от по-простото решение - закупуване на евтин уред. Какво излезе от това, вижте видеоклипа:
Оценявайки перспективите за производство на електроника сама по себе си, независимо от нейната цел, трябва да се справим с идеята, че възрастта на „направи си сам“ свършва.
Пазарът е пренаситен с готови електронни устройства и модулни компоненти за почти всеки домакински продукт. Инженерите на електрониката на аматьори вече имат един бизнес - да сглобяват домашни дизайнери.
Има ли нещо, което да допълни, или има някакви въпроси по темата за сглобяване и използване на контролери за ветрогенератор? Можете да оставяте коментари, да задавате въпроси и да добавяте снимки на Вашите домашно приготвени продукти - формата за контакт е в долния блок.