Najprostszy obwód generatora wiatraka

W poście wyjaśniono, jak wykonać prosty obwód generatora wiatraka, który może być używany do ładowania akumulatorów lub do obsługi dowolnego pożądanego sprzętu elektrycznego, przez całą dobę, bez żadnych kosztów.

Panel słoneczny kontra wiatrak

Jedną z największych wad energii elektrycznej z paneli słonecznych jest to, że jest ona dostępna tylko w ciągu dnia, a także tylko wtedy, gdy niebo jest czyste. Co więcej, maksymalne natężenie światła słonecznego występujące tylko w południe, a nie przez cały dzień, powoduje, że jego wykorzystanie jest bardzo nieefektywne. polegać na zmianach sezonowych.

Jednak generator wiatrakowy może działać z największą wydajnością tylko wtedy, gdy jest zainstalowany lub umieszczony w określonych regionach, takich jak na większych wysokościach, w pobliżu brzegów morza lub rzek itp.

Aby domowy wiatrakowiec był najbardziej wydajny, należy go umieścić na dachu domu, aby uzyskać najwyższą możliwą wydajność prędkości wiatru, im wyższa, tym lepiej.

Mówi się, że prędkość wiatru powyżej 100 metrów od ziemi jest maksymalna i jest aktywna przez cały rok non-stop, co dowodzi, że im wyższa wysokość, tym większa efektywność wiatru.

Projektowanie generatora wiatraka

Przedstawiona tutaj prosta koncepcja obwodu generatora wiatraka może zostać zbudowana przez każdego hobbystę do ładowania małych baterii w domu, całkowicie bezpłatnie i przy niewielkim wysiłku.

Większe modele tego samego można próbować w celu uzyskania większej mocy wyjściowej, która może być wykorzystana do zasilania małych domów.

Zasada działania

Zasada działania opiera się na tradycyjnej koncepcji generatora silnikowego, w której wrzeciono silnika z magnesami trwałymi jest zintegrowane z mechanizmem turbiny lub śmigła w celu uzyskania wymaganego wykorzystania siły wiatru.

Jak widać na powyższym schemacie, zastosowane śmigło lub konstrukcja turbiny wygląda inaczej. Tutaj zastosowano skręcony system śmigła w kształcie litery „S”, który ma wyraźną przewagę nad tradycyjnym typem śmigła samolotu.

W tej konstrukcji obroty turbiny nie zależą od kierunków wiatru, ale reagują równie dobrze i wydajnie niezależnie od tego, z której strony wiatr może płynąć, co pozwala systemowi pozbyć się złożonego mechanizmu steru, który jest zwykle używany w konwencjonalnych wiatrakach w aby utrzymać śmigło samoczynnie regulujące swoje przednie położenie zgodnie z kierunkiem przepływu wiatru.

W przedstawionej koncepcji silnik połączony z turbiną obraca się z maksymalną wydajnością bez względu na to, z której strony czy rogu może się pojawiać wiatr, dzięki czemu wiatrak jest niezwykle efektywny i aktywny przez cały rok.

Integracja elektronicznego regulatora napięcia

Energia elektryczna wytwarzana przez obrót cewki silnika w odpowiedzi na moment obrotowy z turbiny może być wykorzystana do ładowania akumulatora lub może służyć do napędzania lampy LED lub dowolnego pożądanego obciążenia elektrycznego, zgodnie z preferencjami użytkownika.

Jednakże, ponieważ prędkość wiatru może się zmieniać i nigdy nie jest stała, konieczne może być włączenie pewnego rodzaju obwodu stabilizującego na wyjściu silnika.

Korzystanie z konwertera Buck Boost

Możemy rozwiązać problem, dodając obwód doładowania lub konwertera buck zgodnie ze specyfikacją podłączonego obciążenia.

Ale jeśli specyfikacja napięcia silnika jest nieco wyższa niż obciążenie i jeśli jest silny wiatr, możesz wykluczyć obwód doładowania i bezpośrednio podłączyć wyjście wiatraka do obciążenia za prostownikiem mostkowym.

Na schemacie widzimy przetwornicę podwyższającą napięcie zastosowaną po wyprostowaniu elektryczności wiatraka przez sieć prostownika mostkowego.

Poniższy obraz wyjaśnia szczegóły zaangażowanych obwodów, które również nie są tak skomplikowane i mogą być zbudowane przy użyciu większości zwykłych komponentów.

Konfiguracja schematu obwodu

Powyższy rysunek przedstawia prosty obwód konwertera podwyższającego napięcie ze stopniem regulatora wzmacniacza błędu sprzężenia zwrotnego. Sygnał wyjściowy z wiatraka jest odpowiednio prostowany przez powiązaną sieć prostownika mostkowego i podawany do obwodu prostownika wzmacniającego opartego na IC 555.

Zakładając, że średnia moc silnika wiatraka wynosi około 12 V, można oczekiwać, że obwód doładowania zwiększy to napięcie do 60 V +, jednak stopień T2 w obwodzie ma na celu ograniczenie tego napięcia do określonego stabilizowanego wyjścia.

Dioda Zenera u podstawy T2 decyduje o poziomie regulacji i można ją wybrać zgodnie z wymaganymi specyfikacjami ograniczeń obciążenia.

Schemat przedstawia akumulator laptopa podłączany do ładowania z generatora wiatrakowego, inne typy akumulatorów można również ładować tym samym obwodem, po prostu regulując wartość diody Zenera T2.

Alternatywnie, liczbę zwojów cewki podwyższającej można również zmienić i dostosować w celu uzyskania innych zakresów napięcia, w zależności od indywidualnych specyfikacji aplikacji.

Wideo:

Poniższy film przedstawia zestaw małego wiatraka, w którym można zobaczyć przetwornicę podwyższającą napięcie podłączoną do silnika i przekształcającą niską moc wyjściową silnika w celu oświetlenia 1-watowej diody LED.

Tutaj silnik jest obracany ręcznie palcami, więc wyniki nie są tak dobre. Jeśli zestaw jest połączony z turbiną, wynik może być znacznie lepszy.

Kolejny klip wideo, który pokazuje mały silnik z dołączoną skrzynią biegów generującą wystarczającą ilość energii, aby jasno oświetlić 1 watową diodę LED. Ten silnik może być skonfigurowany ze śmigłami i używany w warunkach silnego wiatru do ładowania akumulatora litowo-jonowego lub dowolnej preferowanej baterii: