ישנם מקרים רבים כאשר גרים מחוץ לעיר, יתכן שתזדקק לכמות קטנה של חשמל בכדי להניע מכשיר בעל עוצמה נמוכה. לדוגמא, להפעלת תחנת מזג אוויר קומפקטית, פיקוח על מפלס המים במיכל, בקרה על אוטומציה של חממה, עבור תאורת חירום של שביל גן או חדר קטן ומכשירים אחרים. לכל אחד מהם יש צורך במקור כוח - סוללה, מצבר או ספק כוח רשת (PSU). במקרה של עומס תקופתי של המכשיר, רצוי להשתמש ב- PSU המופעל באמצעות סוללה. יתרה מזאת, לטעינתו, באמצעות מכשירים בתנאים אלו, מועיל ביותר להשתמש באנרגיית רוח מתחדשת, אשר תהפוך את ספק הכוח לחסכוני ואוטונומי.
במקרה שלנו, נשקול את האפשרות להשתמש באנרגיית רוח לתאורת חירום של אסלה בגינה, העומדת בנפרד על גבול החלקה. מכיוון שתאורה בהירה באובייקט זה אינה הכרחית, אז די בהספק נמוך בכדי לפתור בעיה זו. במהלך היום הסוללה נטענת על ידי אנרגיית רוח, ובחושך מעניקה אותה לפי הצורך.
כדי ליצור ספק כוח, אתה צריך גנרטור רוח בהספק של כמה וואט, סוללה בעלת קיבולת קטנה ומטען עבורה, מכשיר תואם מתח.
מחולל רוח
כגנרטור חשמלי, נעשה שימוש במתחיל לרכב המתנע הקבוע הקומפקטי המותאם. פלט גנרטור: זרם חילופין עם הספק של 1.0 ... 6.5 וואט (תלוי במהירות הרוח). מתח - 1 ... 6 v; זרם - 0.2 ... 1.1 א (בתחום: קטן - מהירות רוח ממוצעת).
במאמר מתואר גרסה של המרת Starter לגנרטור.
כדי להניע גנרטור חשמלי, בוצעה טורבינה מסוג רוטור עם ציר סיבוב אנכי. טורבינת רוח זו אינה עולה כמעט דבר וניתן לייצר אותה בקלות בבית תנאים. יתרה מזאת, טורבינה כזו פועלת כמעט בשקט ובלי קשר למקום בו הרוח נושבת. היעילות של טורבינה זו קטנה, אך די בכך להפעלת מכשיר זה. הכל מובטח על ידי משך העבודה ומשתלם על ידי הפשטות והאמינות של העיצוב. אפשרות לייצור טורבינות מתוארת ב מאמר
מצבר ומטען.
כמכשיר לאחסון אנרגיה, ישנה סוללת ליתיום-יון מטלפון נייד. מוצגים התוכנית והליך הייצור של המטען (מטען) עבור סוללה זו במאמר.
נתוני הקלט של המטען: מתח זרם ישר של 5.5 ... 30 V. מתח היציאה של המטען המוצע בטווח של 4.18 - 4.20 V. כאשר משתמשים בסוללה אחרת, בהתאמה מתאימה, המטען מאפשר לך לקבל את מתח היציאה בתוך 2.5. ... 27 V.
התאמת מתח
המתח והזרם מטורבינת הרוח משתנים בהתאם למהירות הרוח, ולכן לשימוש מעשי עלינו להיות מסוגלים להטעין את הסוללה ולחסוך אנרגיה לשימוש בה. לשם כך, יש להמיר את החשמל ממחולל הרוח מזרם חילופין לכיוון ישיר, כאשר מתח מספיק כדי להפעיל את מטען הסוללה.
מחולל הרוח המוצע, כפי שניתן לראות ממאפייני הפלט, אינו מסוגל לייצר את המתח הדרוש בגלל המהירות הנמוכה. במהירות רוח ממוצעת ניתן להשיג מתח של כ -2 ... 5 וולט ביציאה, ונדרש מתח של יותר מ 5.5 וולט כדי להטעין את הסוללה. הדרך החוצה היא שימוש בממיר מתח פשוט, המורכב על בסיס מכפיל מתח פי ארבעה. על ידי החלת זרם חילופין של 2 ... 5 וולט לכניסה של הממיר, אנו מקבלים זרם ישיר 5.5 ... 12 וולט בפלט, וזה מספיק כדי לטעון את הסוללה. בתרשים מוצגת אחת הגרסאות של מכפיל המתח בעל פי ארבעה המשמש בהתקן המוצע.
גרסה זו של המכפיל מכילה עיצוב סימטרי ויכולת עומס טובה, העשויה מאלמנטים זולים ובמחיר סביר. השימוש במכפיל, במקום שנאי מדרגות, מאפשר להפחית את הממדים והמשקל של המכשיר, כדי לחסל את מיישר המתח.
כתוצאה מכך, המעגל של ספק כוח אוטונומי לובש את הצורה הבאה.
התוכנית מורכבת מארבעה בלוקים:
A1 - גנרטור רוח;
A2 - מכפיל מתח;
A3 - סוללה ומטען;
A4 - יחידת תאורה.
ייצור אספקת חשמל אוטונומית
1. מכפיל מתח (חסימה A2), על פי התרשים לעיל, אנו מרכיבים ומלחמים על לוח 65X35 מ"מ חתוך מלוח טקסטוליט הרכבה אוניברסלי.
להתקנת המעגל השתמשו בדיודות ביתיות שלא מומשו בעבר D226G עם גוף קירור יעיל. קבלים אלקטרוליטיים מיובאים. במידת הצורך ניתן להרכיב מעגל זה בצורה קומפקטית יותר באמצעות דיודות מיובאות מודרניות עם המתח הישיר הנמוך ביותר האפשרי כדי להגביר את היעילות של ממיר המתח.
יש לציין כי במהלך פעולת המכשיר, הזרם המרבי הזורם בדיודות יהיה שווה לפעמיים מזרם העומס, ועל אלקטרוליטים כפול מערך המשרעת של מתח הכניסה מתפתח. בהתאם, יש לתכנן קבלים ודיודות לפרמטרים אלה.
בנוסף, מתווסף נגן R6 לבלוק מכפיל המתח כדי להגביל את הזרם המרבי ודיודה זנר D5 משמשת להגבלת המתח. אלמנטים אלה צריכים לפעול להגנה על המכשיר ברוחות גבוהות. כדי להחליק את האדווה, מוצא מכפיל המתח מחובר לאלקטרוליט C5 (מועבר לבלוק A3 בתרשים).
2. מצבר ומטען (A3). כמכשיר לאחסון אנרגיה, ישנה סוללת ליתיום-יון מטלפון נייד. מוצגים התוכנית והליך הייצור של המטען עבור סוללה זו במאמר.
קביעת זרם הטעינה של המעגל. לאחר שחיברנו את הסוללה המוזרקת למעגל (כאשר הנורית נדלקת), קבענו את ערך הזרם טעינה - 100 ... 150 mA באמצעות הבוחן R2.
3. יחידת תאורה (A4) כולל מעגל המורכב משלושה נוריות LED מחוברות סדרתית, נגן R5 נגד הגבלה ומתג הפעלה לנורות הלד. נוריות הנגד המגבילות מוגבלות על גבי לוח נפרד.
4. בואו נעשה לוח להתקנת סוללת ליתיום-יון. חתכנו מלבן בגודל 40X55 מ"מ מה- PCB ההרכבה האוניברסלי; חתכנו שני חריצים בלוח ברוחב 0.7 ... 1.0 מ"מ להתקנת אנשי קשר.פריסת הסיכה תלויה בדגם של סוללת ליתיום-יון המשמשת. מלוח נחושת או פליז בעובי של 0.5 ... 0.7 מ"מ, אנו חותכים את המגעים בצורת L ומתקנים אותם בגב הלוח באמצעות הלחמה או חיבור אחר. הלחמת המגעים למסופי הפלט המתאימים של המטען ויחידת התאורה. על הלוח של מכשיר זה נוצרות שתי קבוצות של אנשי קשר בגבהים שונים לחיבור מקביל של שתי סוללות (להגדלת הקיבולת) המותקנות זו על גבי זו.
5. מכלול אספקת חשמל. אנו מרכיבים את הבלוקים המיוצרים על פי התרשים לעיל, בעזרת חוט ההרכבה. כמקרה, אפשר להשתמש בקופסה בגודל מתאים, במנורה. רצוי בעיצוב ואבק עמיד למים (עבודה בחוץ). במקרה זה נעשה שימוש במארז הפלסטיק מהפנס הישן.
6. בדיקת פעולת המכשיר.
בכניסה של המכשיר אנו מספקים זרם חילופין במתח של 2.3 וולט.
במתח זה, ביציאת המכפיל אנו מקבלים מתח זרם ישר של 6.43 V.
אנו בודקים במידת הצורך את כוונון מתח היציאה של המטען.
אנו משוכנעים בפעולה הנכונה של המכשיר המיוצר.
7. התקן את הבלוקים המורכבים בתיק. אנו מקבעים את מחוון טעינת הסוללה במקום בולט. חוט (קבוצת קשר) יוצא מהדיור לחיבור לגנרטור ומתג תאורה.
8. במידת האפשר, אנו אטמים את הפערים מאבק ולחות.
