O projeto mecânico do gerador eólico em sua forma pura é apenas uma parte de uma usina eólica completa. Sistema totalmente funcional, além do projeto mecânico, possui vários componentes eletrônicos.
Por exemplo, é necessário um controlador para um gerador eólico - um dispositivo que é funcionalmente projetado para estabilizar os parâmetros de carga da bateria durante uma operação de turbina eólica.
Vamos ver quais funções o dispositivo realiza e fornecer os diagramas de montagem do controlador com suas próprias mãos. Além disso, vamos designar as características do trabalho e a conveniência de comprar uma unidade eletrônica chinesa para um moinho de vento.
Conteúdo do artigo:
- Turbinas eólicas e controladores de carga da bateria
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Soluções de montagem DIY
- Esquema de "lastro" de trabalho com menos
- Como o circuito "lastro" com um sinal de mais
- Versão complicada do circuito do controlador
- Alternativa eletrônica chinesa
- Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Turbinas eólicas e controladores de carga da bateria
Se for possível fazer uma turbina eólica mecânica, você também pode fazer um controlador de turbina eólica com as próprias mãos?
Para ter alguma idéia sobre os controladores de geradores eólicos e reproduzir com sucesso esses equipamentos com suas próprias mãos, informações básicas sobre esses dispositivos não serão supérfluas.
Controlador de carga da bateria para um gerador eólico de baixa potência. O controle de alguns parâmetros do sistema é realizado através do display LCD embutido
O controlador que serve as baterias é projetado principalmente para controlar o processo de carregamento da bateria. Esta é sua função principal, mas deve ser dividida condicionalmente em várias subfunções.
Por exemplo, um funcional monitora a corrente de carga e a corrente de descarga automática. Outro funcional implementa ações destinadas a medir a temperatura e a pressão. O terceiro é responsável por compensar a diferença nos fluxos de energia, quando a bateria é carregada junto com o consumo atual da carga.
Dispositivos de produção industrial são dotados de funcionalidade completa. Mas no que diz respeito aos desenhos amadores não pode ser dito. Dispositivos feitos com base nas soluções de circuito mais simples em casa com suas próprias mãos - estes são controladores que estão longe de modelos perfeitos.
No entanto, eles trabalham e bastante produtivamente permitem explorar diferentes tipos de turbinas eólicas. Como regra, apenas uma função é implementada em estruturas improvisadas - proteção contra sobretensão e descarga profunda.
Uma das muitas variações de controladores para turbinas eólicas, feitas à mão. Essas construções são diferenciadas por soluções técnicas simples e pelo desempenho de montagem mais simples.
Por que a introdução do controlador no sistema de turbina eólica é obrigatória?
Porque no modo de energizar a bateria sem usar um controlador, conseqüências desagradáveis devem ser esperadas:
- Degradação da estrutura da bateria devido a processos químicos descontrolados.
- Aumento descontrolado da pressão e temperatura do eletrólito.
- Perda de propriedades da bateria de recarga devido a uma descarga a longo prazo.
O controlador de carga para o circuito de instalação do gerador eólico é executado, em regra, como um módulo eletrônico separado. Este módulo é removível e desconectável rapidamente. Os dispositivos de fabricação industrial devem estar equipados com uma indicação dos modos e estados - iluminados ou visualmente transmitidos através do display.
Na prática, dois tipos de dispositivos podem ser usados - aqueles que são construídos diretamente na carcaça do gerador eólico e estão conectados à bateria.
Soluções de montagem DIY
Por todo o tempo desde o primeiro turbinas eólicas caseiras O número de soluções de circuito do controlador cresceu muitas vezes. Muitos dos projetos de circuitos estão longe de serem perfeitos, mas existem algumas opções que você deve prestar atenção.
Para uso doméstico, é claro, esquemas simples que exigem pequenos investimentos financeiros, efetivos e confiáveis, são relevantes.
Com base nesses requisitos, você pode começar com o controlador para o gerador eólico, criado com base nos reguladores de relé dos carros. No circuito, ambos os relés com um contato de controle negativo e um relé com um contato de controle positivo são aplicáveis.
Esta opção atrai um pequeno número de peças e instalação simples. Você só precisa de um relé, um transistor de potência (campo), um resistor.
O circuito controlador, desenhado por algum engenheiro eletrônico com suas próprias mãos. Tudo é simples e claro sem mais delongas. Na verdade, como na manufaturabilidade da solução. Detalhes mínimos - economia máxima (+)
O esquema é chamado de "lastro", porque ele usa uma carga adicional na forma de uma lâmpada incandescente convencional. Assim, a lista de peças será adicionada com mais um elemento - uma lâmpada.
Uma lâmpada de carro (ou várias lâmpadas) a 12 volts é usada, dependendo da potência do sistema. Além disso, é permitido usar outro tipo de resistência de carga ao invés deste elemento: um poderoso resistor, aquecedor elétrico, ventilador, etc.
Esquema de "lastro" de trabalho com menos
A ação do regulador de relé automotivo está diretamente relacionada ao nível de carga da bateria. Se a tensão nos terminais da bateria ultrapassar 14,2 volts, o relé opera e abre o circuito negativo do transistor de potência.
Por sua vez, uma transição se abre no transistor, que conecta a lâmpada de calor direto à bateria. Como resultado, a corrente de carga é reposta através do filamento da lâmpada de incandescência. Quando a tensão cai nos terminais da bateria - o processo inverso. Isso mantém um nível estável de voltagem da bateria.
Como o circuito "lastro" com um sinal de mais
Uma versão ligeiramente atualizada do controlador de carregamento de “lastro” para um moinho de vento é o segundo circuito no controlador de relé com um contato de controle positivo. Por exemplo, relés adequados de carros "VAZ".
A diferença do circuito anterior é o uso de um relé de estado sólido, por exemplo, GTH6048ZA2 para uma corrente de 60A em vez de um transistor. As vantagens são óbvias: o esquema parece ainda mais simples e, ao mesmo tempo, tem maior confiabilidade e eficiência.
Outra solução de circuito mais simples para montar um controlador de carga de bateria para um gerador eólico. A eficiência e confiabilidade do circuito aumentam devido ao uso de relé de estado sólido (+) nele
A peculiaridade desta solução simples é a direta conexão a terminais gerador de bateria de turbina eólica. Os condutores do controlador de carregamento também são “plantados” diretamente nos contatos da bateria.
De fato, ambas as partes do esquema não estão relacionadas entre si. A tensão do gerador eólico é alimentada continuamente à bateria. Quando a tensão nos terminais da bateria atinge 14,2 W, o relé de estado sólido conecta a carga para reinicialização. Assim, a bateria é protegida pelo dispositivo de sobrecarga.
Aqui, não apenas a lâmpada incandescente pode atuar como uma carga de lastro. É bem possível conectar qualquer outro dispositivo projetado para corrente até 60 A. Por exemplo, aquecedor tubular elétrico.
O que mais é importante neste esquema - a ação de um relé de estado sólido é caracterizada por uma amplitude suavemente crescente. De fato, há o efeito de um controlador PWM feito profissionalmente.
Versão complicada do circuito do controlador
Se a versão anterior do projeto do circuito do controlador de carregamento da bateria se assemelha apenas a um dispositivo PWM (modulação por largura de pulso), aqui este princípio é implementado especificamente.
Este circuito controlador para um moinho de vento com um gerador trifásico é um pouco complexo, envolve o uso de microcircuitos - em particular, amplificadores operacionais em transistores de efeito de campo construir tl084.
No entanto, na placa de circuito, tudo não parece tão complicado quanto em uma folha de papel.
Solução esquemática para a montagem do controlador com suas próprias mãos, que utiliza a micro-montagem TL084. O princípio de operação também é construído usando relés para alternar modos, mas é possível ajustar os pontos de corte (+)
Como nas soluções anteriores, o relé é usado como um elemento de comutação para a carga de lastro. O relé é projetado para funcionar com uma bateria de 12 volts, mas se você preferir, você pode escolher um modelo de 24 watts.
O resistor de lastro é feito na forma de uma poderosa resistência (enrolamento em cerâmica de níquel). Para ajustar a faixa de tensão de trabalho (11,5–18 W), o circuito usa resistores variáveis incluídos no circuito de controle do conjunto microeletrônico TL084.
Funciona como uma turbina eólica de controlador de carga da bateria como segue. A corrente trifásica recebida do gerador eólico é retificada pelos diodos de potência.
Na saída da ponte de diodos, uma tensão constante é formada, que é alimentada à entrada do circuito através dos contatos relé, diodo adicional, bateria e adicionalmente ao estabilizador no circuito (78L08) e à entrada do conjunto TL084.
O momento do acionamento de comutação para um dos estados é determinado pelos valores dos resistores variáveis (Low V e High V) dos limites de tensão inferior e superior.
Enquanto houver uma tensão nos terminais da bateria que não exceda 14,2 volts (satisfazendo o ajuste de R High V), a carga está em progresso. Assim que os valores mudam para cima, o amplificador operacional TL084 envia um sinal para a base do transistor, que controla o relé.
Um produto de fabricação própria de acordo com o esquema de micro-montagem do TL084. Tudo é muito simples, mesmo em vez de uma placa de circuito impresso de alta qualidade, é escolhida uma placa para montagem. Esses momentos são sempre agradáveis desenhos caseiros
O relé é acionado, o circuito de alimentação do circuito está quebrado e em curto com o resistor de lastro. O reset no lastro é executado até que a bateria seja descarregada perto do valor de ajuste do resistor variável Low V.
Assim que esse valor é atingido, o segundo amplificador operacional TL084 alterna para o estado inverso. É assim que o controlador funciona.
Alternativa eletrônica chinesa
Fazer um controlador de gerador de vento com as próprias mãos é um assunto de prestígio. Mas dada a velocidade do desenvolvimento da tecnologia eletrônica, muitas vezes o significado da automontagem perde sua relevância. Além disso, a maioria dos esquemas propostos já está obsoleta.
Acaba por ser mais barato comprar um produto já acabado, feito profissionalmente, com instalação de alta qualidade, em componentes eletrônicos modernos. Por exemplo, você pode comprar um dispositivo adequado a um custo razoável no Aliexpress.
A gama de ofertas no site chinês é impressionante. Controladores para geradores eólicos sob diferentes níveis de potência são vendidos a um preço de 1000 rublos. Se você começar com esse valor, em termos de montar o dispositivo com suas próprias mãos, o jogo claramente não vale a pena.
Por exemplo, entre as propostas do portal chinês está um modelo para um moinho de vento de 600 watts. O dispositivo vale 1070 rublos. adequado para uso com baterias de 12/24 volts, modo de operação até 30 A.
É bastante decente, projetado para um gerador eólico de 600 watts, controlador de carga na versão chinesa. Tal dispositivo pode ser encomendado na China e recebido pelo correio em cerca de um mês e meio.
A caixa do controlador de alta qualidade para todos os climas, com dimensões de 100x90 mm, é equipada com um poderoso radiador de resfriamento. O design do gabinete é classificado como IP67. A gama de temperaturas externas é de - 35 a + 75ºС. No caso, uma indicação clara dos modos do estado do gerador eólico é exibida.
A questão é: qual é a razão para gastar tempo e energia montando uma construção simples com suas próprias mãos, se houver uma oportunidade real de comprar algo similar e tecnicamente sério?
Bem, se esse modelo não for suficiente, os chineses têm opções muito legais. Assim, entre os recém-chegados, observou-se um modelo com potência de 2 kW para uma tensão de trabalho de 96 volts.
Produto chinês da lista da nova paróquia. Fornece controle de carga da bateria, trabalhando em conjunto com um gerador eólico de 2 kW. Aceita tensão até 96 volts
É verdade que o custo deste controlador já é cinco vezes mais caro que o desenvolvimento anterior. Mas, novamente, se medirmos o custo de produzir algo semelhante com nossas próprias mãos, uma compra parece uma decisão racional.
A única coisa que confunde os produtos chineses é que eles tendem a parar de funcionar nos casos mais inapropriados. Portanto, o dispositivo adquirido muitas vezes precisa ser lembrado - naturalmente, com suas próprias mãos. Mas é muito mais fácil e fácil do que fazer um controlador de carga de gerador eólico com suas próprias mãos a partir do zero.
Para os amantes de produtos caseiros no nosso site há uma série de artigos dedicados ao fabrico de turbinas eólicas:
- Gerador eólico de um gerador de carros faça você mesmo: tecnologia de montagem de turbinas eólicas e análise de erros
- Como construir pás para um gerador eólico com as próprias mãos: exemplos de pás de fabricação própria para um moinho de vento
- Gerador de vento com suas próprias mãos da máquina de lavar roupa: instruções para montar um moinho de vento
- Como calcular um gerador eólico: fórmulas + exemplo prático de cálculo
Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
O desejo de fazer equipamentos caseiros com as próprias mãos às vezes é mais forte do que uma solução mais simples - comprar um dispositivo barato. O que saiu disso, veja o vídeo:
Avaliando as perspectivas de fabricação de eletrônicos por conta própria, independentemente da sua finalidade, temos que lidar com a ideia de que a era do "DIY" termina.
O mercado é supersaturado com dispositivos eletrônicos prontos e componentes modulares para quase todos os produtos domésticos. Engenheiros eletrônicos amadores agora têm um único negócio - montar projetistas domésticos.
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