Il design meccanico del generatore eolico nella sua forma pura è solo una parte di un impianto eolico completo. Il sistema completamente funzionale, oltre al design meccanico, ha un numero di componenti elettronici.
Ad esempio, è necessario un controller per un generatore eolico, un dispositivo progettato in modo funzionale per stabilizzare i parametri di carica della batteria durante un'operazione di turbina eolica.
Vediamo quali sono le funzioni del dispositivo e gli schemi di assemblaggio del controller con le tue mani. Inoltre, permettiamo di designare le caratteristiche del lavoro e la convenienza di acquistare un'unità elettronica cinese per un mulino a vento.
Contenuto dell'articolo:
- Turbine eoliche e regolatori di carica della batteria
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Soluzioni di assemblaggio fai da te
- Lavora schema "ballast" con un segno meno
- Come funziona il circuito "ballast" con un plus
- Versione complicata del circuito del controller
- Alternativa elettronica cinese
- Conclusioni e video utili sull'argomento
Turbine eoliche e regolatori di carica della batteria
Se è possibile realizzare personalmente una turbina meccanica, puoi anche creare un controller per turbine eoliche con le tue stesse mani?
Per avere un'idea dei controllori dei generatori eolici e riprodurre con successo queste apparecchiature con le proprie mani, le informazioni di base su questi dispositivi non saranno superflue.
Regolatore di carica della batteria per un generatore eolico a bassa potenza. Il controllo di alcuni parametri del sistema viene effettuato tramite il display LCD integrato
Il controller che serve le batterie è progettato principalmente per controllare il processo di ricarica della batteria. Questa è la sua funzione principale, ma dovrebbe essere suddivisa condizionatamente in un numero di sottofunzioni.
Ad esempio, un funzionale monitora la corrente di carica e la corrente di autoscarica. Un altro funzionale implementa azioni volte a misurare la temperatura e la pressione. Il terzo è responsabile per compensare la differenza nei flussi di energia, quando la batteria viene caricata insieme al consumo di corrente del carico.
I dispositivi di produzione industriale sono dotati di piena funzionalità. Ma per quanto riguarda i disegni amatoriali non si può dire. Dispositivi realizzati sulla base delle più semplici soluzioni circuitali della casa con le proprie mani: si tratta di controller che sono lontani dai modelli perfetti.
Tuttavia, funzionano e consentono in modo abbastanza produttivo di sfruttare diversi tipi di turbine eoliche. Di norma, solo una funzione viene implementata in strutture improvvisate - protezione da sovratensione e scarica profonda.
Una delle tante varianti di controller per turbine eoliche, realizzate a mano. Tali costruzioni si distinguono per soluzioni tecniche semplici e le più semplici prestazioni di montaggio.
Perché l'introduzione del controller nel sistema eolico è un must?
Perché nel modo di energizzare la batteria senza utilizzare un controller, è necessario prevedere spiacevoli conseguenze:
- Degrado della struttura della batteria a causa di processi chimici incontrollati.
- Aumento della pressione incontrollato e temperatura dell'elettrolito.
- Perdita delle proprietà della batteria di ricarica a causa di uno scarico a lungo termine.
Il regolatore di carica per il circuito di installazione del generatore eolico viene eseguito, di regola, come un modulo elettronico separato. Questo modulo è rimovibile e rimovibile. I dispositivi di fabbricazione industriale devono essere dotati di un'indicazione delle modalità e degli stati: luminosi o visivamente trasmessi attraverso il display.
In pratica, è possibile utilizzare due tipi di dispositivi: quelli che sono integrati direttamente nell'alloggiamento del generatore eolico e sono collegati alla batteria.
Soluzioni di assemblaggio fai da te
Per tutto il tempo dal primo turbine eoliche fatte in casa Il numero di soluzioni di circuiti controller è cresciuto molte volte. Molti dei progetti di circuiti sono tutt'altro che perfetti, ma ci sono alcune opzioni a cui dovresti prestare attenzione.
Per l'uso domestico, ovviamente, sono rilevanti schemi semplici che richiedono piccoli investimenti finanziari, efficaci e affidabili.
Sulla base di questi requisiti, è possibile iniziare con il controller per il generatore eolico, creato sulla base dei relè regolatori delle auto. Nel circuito sono applicabili entrambi i relè con un contatto di controllo negativo e un relè con un contatto di controllo positivo.
Questa opzione attrae un piccolo numero di parti e una semplice installazione. Hai solo bisogno di un relè, un transistor di potenza (campo), un resistore.
Il circuito del controller, disegnato da un ingegnere elettronico con le sue stesse mani. Tutto è semplice e chiaro, senza ulteriori indugi. In realtà, come nella producibilità della soluzione. Dettagli minimi - risparmi massimi (+)
Lo schema è chiamato "zavorra", perché utilizza un carico aggiuntivo sotto forma di una lampadina a incandescenza convenzionale. Pertanto, l'elenco delle parti verrà aggiunto con un altro elemento: una lampada.
Viene utilizzata una lampada per auto (o più lampade) a 12 volt, a seconda della potenza del sistema. Inoltre, è consentito utilizzare un altro tipo di resistenza al carico invece di questo elemento: un resistore potente, un riscaldatore elettrico, un ventilatore, ecc.
Lavora schema "ballast" con un segno meno
L'azione del regolatore relè automobilistico è direttamente correlata al livello di carica della batteria. Se la tensione ai terminali della batteria supera i 14,2 volt, il relè funziona e apre il circuito negativo del transistor di potenza.
A sua volta, una transizione si apre sul transistor, che collega la lampada a calore diretto alla batteria. Di conseguenza, la corrente di carica viene ripristinata attraverso il filamento della lampada a filamento. Quando la tensione scende ai terminali della batteria - il processo inverso. Ciò mantiene un livello di tensione della batteria stabile.
Come funziona il circuito "ballast" con un plus
Una versione leggermente aggiornata del regolatore di carica "ballast" per un mulino a vento è il secondo circuito sul controller a relè con un contatto di controllo positivo. Ad esempio, relè adatti da auto "VAZ".
La differenza rispetto al circuito precedente è l'uso di un relè a stato solido, ad esempio GTH6048ZA2 per una corrente di 60 A anziché un transistor. I vantaggi sono evidenti: lo schema sembra ancora più semplice e allo stesso tempo ha una maggiore affidabilità ed efficienza.
Un'altra soluzione di circuito più semplice per il montaggio di un regolatore di carica della batteria per un generatore eolico. L'efficienza e l'affidabilità del circuito aumentano a causa dell'uso del relè a stato solido (+) in esso
La particolarità di questa semplice soluzione è la diretta connessione ai terminali generatore eolico a batteria. I conduttori del regolatore di carica sono anche "piantati" direttamente sui contatti della batteria.
In effetti, entrambe queste parti dello schema non sono correlate l'una con l'altra. La tensione dal generatore eolico viene alimentata continuamente alla batteria. Quando la tensione ai terminali della batteria raggiunge 14,2 W, il relè a stato solido collega il carico per il ripristino. Quindi la batteria è protetta dal dispositivo da sovraccarico.
Qui non solo la lampada ad incandescenza può fungere da zavorra. È abbastanza possibile collegare qualsiasi altro dispositivo progettato per corrente fino a 60 A. Ad esempio, riscaldatore tubolare elettrico.
Cos'altro è importante in questo schema: l'azione di un relè a stato solido è caratterizzata da un'ampiezza che aumenta gradualmente. In effetti, c'è l'effetto di un controller PWM fatto professionalmente.
Versione complicata del circuito del controller
Se la versione precedente del design del circuito di controllo della carica della batteria assomiglia solo a un dispositivo PWM (modulazione della larghezza dell'impulso), qui questo principio è implementato in modo specifico.
Questo circuito di controllo per un mulino a vento con un generatore trifase è piuttosto complesso, dal momento che comporta l'uso di microcircuiti - in particolare, amplificatori operazionali su transistor ad effetto di campo compresi costruire tl084.
Tuttavia, sul circuito stampato, tutto non sembra complicato come su un foglio di carta.
Soluzione schematica per l'assemblaggio del controller con le proprie mani, dove viene utilizzato il microassemblaggio TL084. Il principio di funzionamento è anche costruito utilizzando i relè per cambiare modalità, ma è possibile regolare i punti di interruzione (+)
Come nelle soluzioni precedenti, il relè viene utilizzato come elemento di commutazione per il carico di zavorra. Il relè è progettato per funzionare con una batteria da 12 volt, ma se si preferisce, è possibile scegliere un modello di 24 watt.
Il resistore di zavorra è realizzato sotto forma di una potente resistenza (avvolgimento su ceramiche di nichelcromo). Per regolare il campo di tensione di lavoro (11,5-18 W), il circuito utilizza resistori variabili inclusi nel circuito di controllo dell'assieme microelettronico TL084.
Funziona come una turbina eolica di controllo della carica della batteria come segue. La corrente trifase ricevuta dal generatore eolico viene raddrizzata dai diodi di potenza.
All'uscita del ponte a diodi si forma una tensione costante che viene alimentata all'ingresso del circuito attraverso i contatti relè, diodo aggiuntivo, batteria e oltre allo stabilizzatore del circuito (78L08) e all'ingresso del gruppo TL084.
Il momento di commutazione del trigger su uno degli stati è determinato dai valori dei resistori variabili (Low V e High V) delle soglie di tensione inferiore e superiore.
Finché è presente una tensione ai terminali della batteria che non supera i 14,2 volt (soddisfacendo l'impostazione di R High V), la carica è in corso. Non appena i valori cambiano verso l'alto, l'amplificatore operazionale TL084 invia un segnale alla base del transistor, che controlla il relè.
Un prodotto fatto da sé secondo lo schema microassemblaggio TL084. Tutto è molto semplice, anche al posto di un circuito stampato di alta qualità, viene scelta una scheda per il montaggio. Questi momenti sono sempre piacevoli disegni fatti in casa
Il relè viene attivato, il circuito di alimentazione del circuito è rotto e cortocircuitato alla resistenza di zavorra. Il reset sul ballast funziona fino a quando la batteria non viene scaricata vicino al valore di impostazione del resistore variabile Low V.
Non appena viene raggiunto questo valore, il secondo amplificatore operazionale TL084 passa allo stato inverso. Ecco come funziona il controller.
Alternativa elettronica cinese
Fare un controllore di generatori eolici con le tue mani è un affare prestigioso. Ma data la velocità di sviluppo della tecnologia elettronica, spesso il significato dell'autoassemblaggio perde la sua rilevanza. Inoltre, la maggior parte degli schemi proposti sono già obsoleti.
Risulta essere più economico acquistare un prodotto già finito, realizzato professionalmente, con un'installazione di alta qualità, su componenti elettronici moderni. Ad esempio, puoi acquistare un dispositivo adatto a un costo ragionevole su Aliexpress.
La gamma di offerte sul sito cinese è impressionante. I controller per generatori eolici con diversi livelli di potenza sono venduti ad un prezzo di 1000 rubli. Se inizi da questa quantità, in termini di assemblaggio del dispositivo con le tue mani, il gioco chiaramente non vale la candela.
Ad esempio, tra le proposte del portale cinese c'è un modello per un mulino a vento da 600 watt. Il dispositivo vale 1070 rubli. adatto per l'uso con batterie 12/24 volt, modalità operativa fino a 30 A.
È abbastanza decente, progettato per un generatore eolico da 600 watt, regolatore di carica nella versione cinese. Tale dispositivo può essere ordinato dalla Cina e ricevuto per posta in circa un mese e mezzo.
La cassa del controller di alta qualità per tutte le stagioni con dimensioni di 100x90 mm è dotata di un potente radiatore di raffreddamento. Il design della custodia è IP67. La gamma di temperature esterne va da - 35 a + 75ºС. Sul caso, viene visualizzata un'indicazione luminosa delle modalità dello stato del generatore eolico.
La domanda è: qual è la ragione per dedicare tempo ed energie all'assemblaggio di una semplice costruzione con le proprie mani, se c'è una reale opportunità di acquistare qualcosa di simile e tecnicamente serio?
Bene, se questo modello non è abbastanza, i cinesi hanno opzioni molto interessanti. Così, tra i nuovi arrivi, è stato notato un modello con una potenza di 2 kW per una tensione di lavoro di 96 volt.
Prodotto cinese dalla lista della nuova parrocchia. Fornisce il controllo della carica della batteria, lavorando in tandem con un generatore eolico da 2 kW. Accetta tensione fino a 96 volt
È vero, il costo di questo controller è già cinque volte più costoso rispetto allo sviluppo precedente. Ma poi di nuovo, se misuriamo il costo di produrre qualcosa di simile con le nostre mani, un acquisto sembra una decisione razionale.
L'unica cosa che confonde i prodotti cinesi è che tendono a smettere di lavorare nei casi più inappropriati. Pertanto, il dispositivo acquistato deve essere spesso ricordato, naturalmente, con le tue mani. Ma è molto più facile e più facile che fare un regolatore di carica con generatore di vento con le tue mani da zero.
Per gli amanti dei prodotti fatti in casa sul nostro sito c'è una serie di articoli dedicati alla produzione di turbine eoliche:
- Generatore eolico di un generatore di automobili fai-da-te: tecnologia di assemblaggio di turbine eoliche e analisi degli errori
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- Generatore di vento con le proprie mani dalla lavatrice: istruzioni per il montaggio di un mulino a vento
- Come calcolare un generatore eolico: formule + esempio pratico di calcolo
Conclusioni e video utili sull'argomento
Il desiderio di rendere le attrezzature domestiche con le proprie mani è talvolta più forte di una soluzione più semplice: acquistare un dispositivo economico. Cosa ne è uscito, guarda il video:
Valutando le prospettive dell'elettronica di produzione da sola, indipendentemente dal suo scopo, dobbiamo affrontare l'idea che l'età del "fai-da-te" finisce.
Il mercato è saturo di dispositivi elettronici pronti e componenti modulari per quasi tutti i prodotti per la casa. Gli ingegneri elettronici amatoriali ora hanno una sola attività: assemblare i progettisti domestici.
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