Kaupungin ulkopuolella asuessa on monia tapauksia, että saatat tarvita pienen määrän sähköä pienitehoisen laitteen virrankäyttöön. Esimerkiksi pienikokoisen sääaseman käyttöä varten, säiliön vedenpinnan seurantaa, kasvihuonekaasun automaation hallintaa, puutarhapolun tai pienen huoneen hätävalaistusta ja muita laitteita. Jokaisella niistä on oltava virtalähde - akku, akku tai verkon virtalähde (PSU). Laitteen säännöllisen kuormituksen yhteydessä on suositeltavaa käyttää akkukäyttöistä virtalähdettä. Lisäksi lataamiseen, laitteiden käyttämiseen näissä olosuhteissa, on edullisinta käyttää uusiutuvaa tuulienergiaa, mikä tekee virtalähteestä taloudellisen ja autonomisen.
Tässä tapauksessa harkitsemme mahdollisuutta käyttää tuulivoimaa puutarhakäymälän hätävalaistukseen, seisoen erikseen tontin reunalla. Koska kirkas valaistus tässä esineessä ei ole välttämätöntä, niin alhainen teho riittää tämän ongelman ratkaisemiseen. Päivän aikana akku latautuu tuulienergian avulla, ja antaa pimeässä sen tarpeen mukaan.
Virtalähteen tekemiseen tarvitaan tuulengeneraattori, jonka teho on useita wattia, pienikapasiteettinen akku ja siihen tarkoitettu laturi, jännitteensovituslaite.
Tuulengeneraattori
Sähkögeneraattorina käytetään modifioitua kompaktipysyvää käynnistysautoa. Generaattorin lähtö: vaihtovirta, jonka teho on 1,0 ... 6,5 W (tuulen nopeudesta riippuen). Jännite - 1 ... 6 v; virta - 0,2 ... 1,1 a (alueella: pieni - tuulen keskimääräinen nopeus).
Artikkelissa kuvataan muunnos käynnistimen muuttamisesta generaattoriksi.
Sähkögeneraattorin käyttämiseksi tehtiin roottorityyppinen turbiini, jolla oli pystyakseli. Tämä tuuliturbiini maksaa melkein mitään ja on helppo tehdä sisään koti olosuhteissa. Lisäksi tällainen turbiini toimii melkein hiljaisesti riippumatta siitä, missä tuuli puhaltaa. Tämän turbiinin hyötysuhde on pieni, mutta tämä riittää tämän laitteen toimintaan. Kaiken varmistaa työn kesto ja se kannattaa suunnittelun yksinkertaisuus ja luotettavuus. Turbiinin valmistusvaihtoehto kuvataan kohdassa artikkeli
Akku ja laturi.
Energian varastointilaitteena voidaan käyttää matkapuhelimen litium-ioniakkua. Tämän akun laturin (laturi) kaavio ja valmistusmenetelmät on esitetty artikkelissa.
Laturin syöttötiedot: tasavirtajännite 5,5 ... 30 V. Ehdotetun laturin lähtöjännite alueella 4,18 - 4,20 V. Käytettäessä toista akkua asianmukaisella säädöllä laturi antaa sinulle lähtöjännitteen 2,5: n sisällä. ... 27 V.
Jännitteen sovittaminen
Tuuliturbiinin jännite ja virta vaihtelevat tuulen nopeudesta riippuen, joten käytännön käyttöön meidän on voitava ladata akku ja säästää energiaa siellä käytettäväksi. Tätä varten tuuligeneraattorin sähkö on muutettava vaihtovirrasta suoraksi, jännitteellä, joka riittää akkulaturin käyttämiseen.
Ehdotettu tuuligeneraattori, kuten lähtöominaisuuksista voidaan nähdä, ei pysty tuottamaan tarvittavaa jännitettä alhaisen nopeuden takia. Keskimääräisellä tuulen nopeudella lähdössä voidaan saavuttaa noin 2 ... 5 V jännite ja akun lataamiseksi tarvitaan yli 5,5 voltin jännite. Ulospääsy on yksinkertaisen jännitemuuntimen käyttämiseen, joka on koottu nelinkertaisen jännitekertoimen perusteella. Sovittamalla 2 ... 5 V vaihtovirtaa muuntimen tuloon, saamme lähtöön 5,5 ... 12 V tasavirtaa, mikä riittää akun lataamiseen. Yksi ehdotetussa laitteessa käytetyn nelinkertaisen jännitteen kertoimen muunnelmista on esitetty kaaviossa.
Tällä kertoimen versiolla on symmetrinen muotoilu ja hyvä kantokyky, joka on valmistettu halvoista ja edullisista elementeistä. Kertojan käyttö asteittaisen muuntajan sijasta mahdollistaa laitteen mittojen ja painon pienentämisen, jännitesuuntaajan poistamisen.
Tämän seurauksena autonomisen virtalähteen piiri on seuraavassa muodossa.
Järjestelmä koostuu 4 lohkosta:
A1 - tuuligeneraattori;
A2 - jännitteen kertoja;
A3 - akku ja laturi;
A4 - valaistusyksikkö.
Autonomisen virtalähteen tuotanto
1. Jännitteen kertoja (lohko A2), edellä olevan kaavion mukaan kootamme ja juotamme 65 x 35 mm: n levylle, joka on leikattu universaalisesta kiinnityspöydästä.
Piirin asentamiseen käytettiin aiemmin toteutumattomia kotitalousdiodeja D226G, joilla on tehokas jäähdytyslevy. Tuodut elektrolyyttikondensaattorit. Tarvittaessa on mahdollista koota tämä piiri tiiviimmin käyttämällä nykyaikaisia maahantuotuja diodeja, joilla on alhaisin mahdollinen suora jännite jännitesäätimen tehokkuuden lisäämiseksi.
On huomattava, että laitteen käytön aikana diodien läpi virtaava maksimivirta on yhtä suuri kuin kaksinkertainen kuormavirta, ja elektrolyyteissä kaksinkertaistuu tulojännitteen amplitudiarvo. Vastaavasti kondensaattorit ja diodit on suunniteltava näitä parametreja varten.
Lisäksi vastus R6 lisätään jännitteen kertojalohkoon maksimivirran rajoittamiseksi ja Zener-diodi D5: tä käytetään jännitteen rajoittamiseen. Näiden elementtien tulisi toimia laitteen suojaamiseksi kovassa tuulessa. Aaltoilun tasaamiseksi jännitteen kertoimen lähtö kytketään elektrolyyttiin C5 (siirretään kaavion lohkoon A3).
2. Akku ja laturi (A3). Energian varastointilaitteena voidaan käyttää matkapuhelimen litium-ioniakkua. Tämän akun laturin kaavio ja valmistusmenetelmät on esitetty artikkelissa.
Piirin latausvirran asettaminen. Kun olet kytkenyt tyhjentyneen akun piiriin (kun LED syttyy), asetamme latausvirran arvon - 100 ... 150 mA testeri R2: n avulla.
3. Valaisinyksikkö (A4) sisältää piirin, joka koostuu kolmesta sarjaan kytketystä superkirkkaasta LEDistä, rajoittavasta vastuksesta R5 ja LEDien virtakytkimestä. Rajoittavat vastuksen LEDit on asennettu erilliselle levylle.
4. Tehdään levy litium-ioni-akun asentamiseen. Leikkasimme 40 x 55 mm: n suorakulmion yleismaailmallisesta kiinnityspiirilevystä; leikkasimme kaksi uraa levylle 0,7 ... 1,0 mm leveitä kontaktien asentamista varten.Tappien asettelu riippuu käytetyn litium-ioni-akun mallista. Leikkaamme kupari- tai messinkilevystä, jonka paksuus on 0,5 ... 0,7 mm, L-muotoiset koskettimet ja kiinnitämme ne levyn takaosaan juottamalla tai muulla liitoksella. Juota kontaktit laturin ja valaistusyksikön vastaaviin lähtöliittimiin. Tämän laitteen kortille on tehty kaksi erikorkuista kontaktiryhmää kahden toistensa päälle asennetun pariston (kapasiteetin lisäämiseksi) rinnakkaisliitäntää varten.
5. Virtalähteen kokoonpano. Kokoonpanemme valmistetut lohkot yllä olevan kaavion mukaan asennusjohtimen avulla. Esimerkiksi on mahdollista käyttää sopivan kokoista laatikkoa, lamppua. Toivottava pöly- ja vedenpitäväksi (työskentele ulkona). Tässä tapauksessa käytettiin vanhan taskulampun muovikoteloa.
6. Laitteen toiminnan tarkistaminen.
Laitteen tulossa syötetään vaihtovirtaa jännitteellä 2,3 V.
Tällä jännitteellä kertojan ulostulossa saadaan tasavirtajännite 6,43 V.
Tarkastamme tarvittaessa laturin lähtöjännitteen.
Olemme vakuuttuneita valmistetun laitteen oikeasta toiminnasta.
7. Asenna kootut lohkot koteloon. Kiinnitämme akun latausilmaisimen näkyvään kohtaan. Kotelosta tulee johto (kontaktiryhmä) kytkemistä varten generaattoriin ja valokytkimeen.
8. Tiivistämme mahdollisuuksien mukaan raot pölystä ja kosteudesta.
