Wie macht man eine Steuerung für eine Windkraftanlage?

Der mechanische Aufbau der Windkraftanlage in seiner reinen Form ist nur ein Teil einer kompletten Windkraftanlage. Das vollständig wartbare System verfügt neben dem mechanischen Design über eine Reihe elektronischer Komponenten.

Beispielsweise wird eine Steuerung für eine Windkraftanlage benötigt - ein Gerät, das funktional zur Stabilisierung der Batterieladeparameter während eines Windkraftanlagenbetriebs ausgelegt ist.

Lassen Sie uns sehen, welche Funktionen das Gerät ausführt, und geben Sie die Schaltpläne mit Ihren eigenen Händen. Lassen Sie uns außerdem die Merkmale der Arbeit und die Zweckmäßigkeit des Kaufs einer chinesischen elektronischen Einheit für eine Windmühle beschreiben.

Inhalt des Artikels:

  • Windkraftanlagen und Batterieladeregler
  • DIY Montagelösungen
    • Arbeit "Ballast" -Schema mit einem Minus
    • Wie funktioniert die "Ballast" -Schaltung mit einem Plus
    • Komplizierte Version der Reglerschaltung
  • Chinesische elektronische Alternative
  • Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Windkraftanlagen und Batterieladeregler

Wenn es durchaus möglich ist, eine mechanische Windkraftanlage selbst herzustellen, können Sie dann auch eine Windkraftanlagensteuerung mit Ihren eigenen Händen herstellen?

Grundlegende Informationen zu diesen Geräten sind nicht überflüssig, um eine Vorstellung von den Steuerungen von Windgeneratoren zu haben und solche Geräte erfolgreich mit eigenen Händen zu reproduzieren.

Windgeneratorsteuerung

Batterieladeregler für einen Windgenerator mit geringer Leistung. Die Steuerung einiger Systemparameter erfolgt über das eingebaute LCD-Display

Die Steuerung, die die Batterien versorgt, ist hauptsächlich dazu bestimmt, den Ladevorgang der Batterie zu steuern. Dies ist seine Hauptfunktion, aber es sollte bedingt in eine Reihe von Unterfunktionen unterteilt werden.

Beispielsweise überwacht eine Funktion den Ladestrom und den Selbstentladestrom. Eine weitere Funktion implementiert Maßnahmen zur Messung von Temperatur und Druck. Der dritte ist dafür verantwortlich, die Differenz der Energieflüsse auszugleichen, wenn die Batterie zusammen mit dem Stromverbrauch der Last geladen wird.

Geräte der industriellen Produktion sind voll funktionsfähig. Aber in Bezug auf Amateur-Designs kann nicht gesagt werden. Geräte, die auf der Basis der einfachsten Schaltungslösungen im Haushalt mit eigenen Händen hergestellt werden - das sind Steuerungen, die alles andere als perfekte Modelle sind.

Trotzdem funktionieren sie und lassen sich recht produktiv ausnutzen verschiedene Arten von Windkraftanlagen. In improvisierten Strukturen ist in der Regel nur eine Funktion implementiert - Überspannungs- und Tiefentladungsschutz.

Hausgemachte Windturbinensteuerung

Eine der vielen Variationen von Steuerungen für Windkraftanlagen, die von Hand gefertigt werden. Solche Konstruktionen zeichnen sich durch unkomplizierte technische Lösungen und einfachste Montageleistung aus.

Warum ist die Einführung des Reglers in die Windenergieanlage ein Muss?

Da beim Einschalten der Batterie ohne Verwendung eines Controllers mit unangenehmen Folgen zu rechnen ist:

  1. Verschlechterung der Batteriestruktur aufgrund unkontrollierter chemischer Prozesse.
  2. Unkontrollierter Druckanstieg und Elektrolyttemperatur.
  3. Verlust der Eigenschaften des Akkus aufgrund einer langfristigen Entladung.

Der Laderegler für den Windgenerator-Installationskreis ist in der Regel als separates Elektronikmodul ausgeführt. Dieses Modul ist abnehmbar und schnell abnehmbar. Geräte der industriellen Fertigung müssen mit einer Anzeige der Modi und Zustände ausgestattet sein - hell oder visuell durch das Display übertragen.

In der Praxis können zwei Arten von Geräten verwendet werden - diejenigen, die direkt in das Gehäuse des Windgenerators eingebaut und an die Batterie angeschlossen sind.

DIY Montagelösungen

Für die ganze Zeit seit dem ersten hausgemachte Windkraftanlagen Die Anzahl der Steuerungslösungen ist um ein Vielfaches gestiegen. Viele der Schaltungsdesigns sind bei weitem nicht perfekt, aber es gibt einige Optionen, auf die Sie achten sollten.

Für den privaten Gebrauch sind natürlich einfache Systeme relevant, die geringe finanzielle Investitionen erfordern, effektiv und zuverlässig.

Basierend auf diesen Anforderungen können Sie mit der Steuerung für den Windgenerator beginnen, die auf der Grundlage der Relaisregler von Autos erstellt wurde. In der Schaltung sind sowohl Relais mit negativem Steuerkontakt als auch Relais mit positivem Steuerkontakt einsetzbar.

Diese Option zieht eine kleine Anzahl von Teilen und eine einfache Installation an. Sie benötigen nur ein Relais, einen Leistungstransistor (Feld) und einen Widerstand.

Einfache Reglerschaltung

Der Steuerkreis, gezeichnet von einem Elektroniker mit seinen eigenen Händen. Alles ist einfach und klar ohne weiteres. Eigentlich wie bei der Herstellbarkeit der Lösung. Minimale Details - maximale Einsparungen (+)

Das Schema wird "Vorschaltgerät" genannt, weil es eine zusätzliche Last in Form einer herkömmlichen Glühlampe verwendet. Somit wird die Liste der Teile um ein weiteres Element ergänzt - eine Lampe.

Je nach Leistung des Systems wird eine Autolampe (oder mehrere Lampen) mit 12 Volt verwendet. Es ist auch zulässig, anstelle dieses Elements eine andere Art von Lastwiderstand zu verwenden: einen leistungsstarken Widerstand, eine elektrische Heizung, einen Lüfter usw.

Arbeit "Ballast" -Schema mit einem Minus

Die Wirkung des Kfz-Relaisreglers hängt direkt vom Ladezustand der Batterie ab. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen über 14,2 Volt ansteigt, zieht das Relais an und öffnet den negativen Stromkreis des Leistungstransistors.

Am Transistor öffnet sich wiederum ein Übergang, der die Direktwärmelampe mit der Batterie verbindet. Infolgedessen wird der Ladestrom durch die Glühlampe zurückgesetzt. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen abfällt - der umgekehrte Vorgang. Dies hält ein stabiles Batteriespannungsniveau aufrecht.

Wie funktioniert die "Ballast" -Schaltung mit einem Plus

Eine leicht überarbeitete Version des „Ballast“ -Ladereglers für eine Windmühle ist der zweite Stromkreis des Relaisreglers mit positivem Steuerkontakt. Zum Beispiel geeignete Relais von Autos "VAZ".

Der Unterschied zur vorherigen Schaltung besteht in der Verwendung eines Halbleiterrelais, beispielsweise GTH6048ZA2, für einen Strom von 60A anstelle eines Transistors. Die Vorteile liegen auf der Hand: Das Schema sieht noch einfacher aus und ist gleichzeitig zuverlässiger und effizienter.

Halbleiterrelais-Controller

Eine weitere einfachste Schaltungslösung zur Montage eines Batterieladereglers für einen Windgenerator. Der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit der Schaltung werden durch die Verwendung eines Halbleiterrelais (+) erhöht

Die Besonderheit dieser einfachen Lösung ist die direkte Anschluss an Terminals Batterie Generator Windkraftanlage. Die Leiter des Ladereglers werden auch direkt auf die Batteriekontakte „gepflanzt“.

Tatsächlich sind diese beiden Teile des Schemas nicht miteinander verwandt. Die Spannung von der Windkraftanlage wird kontinuierlich an die Batterie angelegt. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen 14,2 W erreicht, verbindet das Halbleiterrelais die Last zum Zurücksetzen. So wird der Akku vom Gerät vor Überladung geschützt.

Hier kann nicht nur die Glühlampe als Ballastladung wirken. Es ist durchaus möglich, jedes andere Gerät anzuschließen, das für eine Stromstärke von bis zu 60 A ausgelegt ist. Zum Beispiel elektrische Rohrheizkörper.

Was in diesem Schema noch wichtig ist - die Wirkung eines Halbleiterrelais ist durch eine gleichmäßig ansteigende Amplitude gekennzeichnet. In der Tat gibt es den Effekt eines professionell hergestellten PWM-Controllers.

Komplizierte Version der Reglerschaltung

Wenn die vorherige Version des Schaltungsentwurfs des Batterieladereglers nur einem PWM-Gerät ähnelt (Pulsweitenmodulation), wird dieses Prinzip hier speziell implementiert.

Diese Regelschaltung für eine Windmühle mit einem Drehstromgenerator ist insofern etwas aufwendig beinhaltet die Verwendung von Mikroschaltungen - insbesondere Operationsverstärkern an Feldeffekttransistoren umfassend Build tl084.

Auf der Leiterplatte sieht jedoch nicht alles so kompliziert aus wie auf einem Blatt Papier.

Steuerstromkreis auf tl084

Schematische Lösung für die Montage des Controllers mit Ihren eigenen Händen, wobei die TL084-Mikromontage verwendet wird. Das Funktionsprinzip basiert ebenfalls auf Relais zum Umschalten der Modi. Es ist jedoch möglich, die Abschaltpunkte (+) anzupassen.

Wie bei den bisherigen Lösungen wird das Relais als Schaltelement für die Ballastlast verwendet. Das Relais kann mit einer 12-Volt-Batterie betrieben werden. Sie können jedoch auch ein Modell mit 24 Watt wählen.

Der Ballastwiderstand besteht aus einem starken Widerstand (Wicklung auf Nichromkeramik). Zur Einstellung des Arbeitsspannungsbereichs (11,5–18 W) werden variable Widerstände verwendet, die im Steuerkreis der mikroelektronischen Baugruppe TL084 enthalten sind.

Funktioniert eine solche Batterieladeregler-Windkraftanlage wie folgt. Der vom Windgenerator empfangene Drehstrom wird durch Leistungsdioden gleichgerichtet.

Am Ausgang der Diodenbrücke entsteht eine konstante Spannung, die über die Kontakte dem Eingang der Schaltung zugeführt wird Relais, zusätzliche Diode, Batterie und weiter zum In-Circuit-Stabilisator (78L08) und zum Eingang der Baugruppe TL084.

Der Zeitpunkt des Umschaltens des Triggers in einen der Zustände wird durch die Werte der variablen Widerstände (Low V und High V) der unteren und oberen Spannungsschwelle bestimmt.

Solange an den Batterieklemmen eine Spannung anliegt, die 14,2 Volt nicht überschreitet (entspricht der Einstellung von R High V), wird gerade geladen. Sobald sich die Werte nach oben ändern, sendet der Operationsverstärker TL084 ein Signal an die Basis des Transistors, der das Relais steuert.

Do-it-yourself-Controller

Ein selbst hergestelltes Produkt gemäß dem TL084-Mikromontageschema. Alles ist sehr einfach, auch wenn anstelle einer hochwertigen Leiterplatte eine Leiterplatte zur Montage gewählt wird. In diesen Momenten freuen sich immer hausgemachte Entwürfe

Das Relais wird ausgelöst, der Stromversorgungskreis des Stromkreises ist unterbrochen und der Ballastwiderstand kurzgeschlossen. Der Reset am Vorschaltgerät läuft, bis die Batterie nahe dem Einstellwert des variablen Widerstandes Low V entladen ist.

Sobald dieser Wert erreicht ist, schaltet der zweite Operationsverstärker TL084 in den Sperrzustand. So funktioniert die Steuerung.

Chinesische elektronische Alternative

Es ist eine prestigeträchtige Angelegenheit, eine Windgeneratorsteuerung mit eigenen Händen herzustellen. Angesichts der rasanten Entwicklung der elektronischen Technologie verliert die Bedeutung der Selbstorganisation jedoch häufig an Relevanz. Darüber hinaus sind die meisten vorgeschlagenen Regelungen bereits überholt.

Es erweist sich als billiger, ein bereits fertiggestelltes Produkt zu kaufen, das professionell und mit hochwertiger Installation auf modernen elektronischen Bauteilen hergestellt wurde. Beispielsweise können Sie bei Aliexpress ein geeignetes Gerät zu angemessenen Kosten erwerben.

Das Angebotsspektrum auf der chinesischen Seite ist beeindruckend. Steuerungen für Windkraftanlagen unter verschiedenen Leistungsstufen werden zu einem Preis von 1000 Rubel verkauft. Wenn Sie von diesem Betrag ausgehen und das Gerät mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, ist das Spiel die Kerze eindeutig nicht wert.

Zu den Vorschlägen des chinesischen Portals gehört beispielsweise ein Modell für eine 600-Watt-Windmühle. Das Gerät ist 1070 Rubel wert. geeignet für 12/24 Volt Batterien, Betriebsmodus bis 30 A.

Chinesischer Controller 600 Watt

Es ist ganz ordentlich, für einen 600-Watt-Windgenerator ausgelegt, Laderegler in der chinesischen Version. Ein solches Gerät kann in etwa eineinhalb Monaten aus China bestellt und per Post erhalten werden.

Das hochwertige Allwetter-Reglergehäuse mit den Abmessungen 100x90 mm ist mit einem leistungsstarken Kühlkörper ausgestattet. Das Gehäusedesign entspricht der Schutzart IP67. Der Bereich der Außentemperaturen reicht von - 35 bis + 75 ° C. Auf dem Gehäuse wird eine helle Anzeige der Zustandsmodi des Windgenerators angezeigt.

Die Frage ist, warum Sie Zeit und Energie aufwenden müssen, um eine einfache Konstruktion mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen, wenn es eine echte Gelegenheit gibt, etwas ähnliches und technisch ernstes zu kaufen.

Nun, wenn dieses Modell nicht ausreicht, haben die Chinesen sehr coole Möglichkeiten. So wurde unter den Neuankömmlingen ein Modell mit einer Leistung von 2 kW für eine Arbeitsspannung von 96 Volt festgestellt.

2kw chinesischer Prüfer

Chinesisches Produkt aus der Liste der neuen Gemeinde. Bietet Batterieladekontrolle in Verbindung mit einem 2-kW-Windgenerator. Akzeptiert Spannungen bis zu 96 Volt

Zwar sind die Kosten für diesen Controller bereits fünfmal so hoch wie bei der vorherigen Entwicklung. Wenn wir jedoch die Kosten für die Herstellung von etwas Ähnlichem mit unseren eigenen Händen messen, erscheint ein Kauf als eine rationale Entscheidung.

Das einzige, was chinesische Produkte verwirrt, ist, dass sie in den ungeeignetsten Fällen nicht mehr funktionieren. Daher muss das gekaufte Gerät oft in Erinnerung gerufen werden - natürlich mit eigenen Händen. Aber es ist viel einfacher und einfacher, als einen Windgenerator-Laderegler von Grund auf mit eigenen Händen zu betreiben.

Für Liebhaber hausgemachter Produkte gibt es auf unserer Website eine Reihe von Artikeln, die sich mit der Herstellung von Windkraftanlagen befassen:

  1. Windgenerator aus einer Autogenerator-Eigenfertigung: Windkraftanlagen-Montagetechnik und Fehleranalyse
  2. So bauen Sie Blätter für einen Windgenerator mit Ihren eigenen Händen: Beispiele für selbst gefertigte Blätter für eine Windmühle
  3. Windgenerator mit eigenen Händen von der Waschmaschine: Anleitung zur Montage einer Windmühle
  4. So berechnen Sie einen Windgenerator: Formeln + praktisches Berechnungsbeispiel

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Der Wunsch, Geräte für den Heimgebrauch mit eigenen Händen herzustellen, ist manchmal größer als eine einfachere Lösung - der Kauf eines kostengünstigen Geräts. Was dabei herauskam, sehen Sie im Video:

Wenn wir die Aussichten abschätzen, Elektronik unabhängig von ihrem Zweck selbst herzustellen, müssen wir uns mit der Idee auseinandersetzen, dass das Zeitalter des "Heimwerken" endet.

Der Markt ist mit vorgefertigten elektronischen Geräten und modularen Komponenten für fast jedes Haushaltsprodukt übersättigt. Hobby-Elektronikingenieure haben jetzt ein einziges Geschäft - die Montage von Heimdesignern.

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