Механичният дизайн на вятърния генератор в чистата му форма е само част от пълноценна инсталация за вятърна енергия. В допълнение към механичния дизайн, напълно работещата система има редица електронни компоненти.
Така че, например, задължително е необходим контролер за ветрогенератор - устройство, функционално проектирано да стабилизира параметрите на заряда на батерията по време на работа на вятърна турбина.
Ще разберем какви функции изпълнява устройството и ще дадем схемите за монтаж на контролера със собствените си ръце. В допълнение, ние очертаваме характеристиките на работата и желанието да закупите китайски електронен блок за вятърна турбина.
Вятърни генератори и контролери за зареждане на батерията
Ако механичната вятърна мелница е напълно възможно да направите сами, възможно ли е да направите контролер за вятърни мелници със собствените си ръце?
За да имате някаква представа за контролерите на ветрогенераторите и успешно да възпроизвеждате такова оборудване със собствените си ръце, основната информация за тези устройства няма да бъде излишна.
Галерия с изображения
Снимка от
Вятърни мелници - инсталации, генериращи ток, които осигуряват възможност за получаване на енергия на места, отдалечени от инфраструктурата: планински лагери, неелектрифицирани села, временен паркинг
Различните в конструктивните решения единици генерират енергия, използвайки неизчерпаемия потенциал на движението на атмосферната маса
За съжаление доставчиците на зелена енергия все още не произвеждат достатъчно енергия, за да покрият всички нужди на жителите на къщата. Защото те се използват като допълнителни източници както в комплекса, така и отделно
За захранване на редица домакински уреди, вятърната турбина може да бъде свързана директно към потребителите. Това решение обаче е нерационално, защото силата на вятъра не може да бъде контролирана. За да стабилизирате подаването на ток се нуждаете от контролер
Ако е инсталиран набор от „зелени“ системи за покриване на енергийните разходи у дома, се използва общ набор от оборудване, включително контролер, който обслужва както слънчеви панели, така и вятърна турбина
Работата на контролера в комплекса от оборудване се състои в регулиране на баласта на размера на заряда. Той ограничава напрежението при превишаване и превключва системата в ABA в случай на падане
Контролерът предотвратява кипене на батерии, предпазва оборудването от прегряване и преждевременна повреда
За да се контролира работата на автономна електроцентрала и да се следи състоянието на оборудването, се препоръчва да се включи електромер в схемата
Производство на електроенергия в туристически комплекс
Вертикален генератор на вятъра
Комплекс от вятърни мелници и слънчеви панели
Модел на контролер за стандартна вятърна мелница
Оборудване за автономна електроцентрала
Устройства за обслужване на зелени електроцентрали
Батерии за съхранение на енергия
Измервател на мощност за наблюдение на работата на електроцентрала
Контролерът, обслужващ батериите, е предназначен основно за контрол на процеса на зареждане на батерията. Това е основната му функция, но тя трябва условно да бъде разделена на редица подфункции.
Например, един функционален следи тока на зареждане и тока на саморазряд. Друга функционална реализира действия, насочени към измерване на температура и налягане. Третият е отговорен за компенсирането на разликата в енергийните потоци, когато батерията се зарежда едновременно с консумацията на ток от товара.
Контролер на заряда на батерията за малък вятър генератор. Мониторингът на някои системни параметри се осъществява чрез вградения LCD
Устройствата за промишлено производство са надарени с пълна функционалност. Но това не може да се каже за любителските дизайни. Устройствата, направени въз основа на най-простите решения на веригата у дома със собствените си ръце, са контролери, които са далеч от перфектните модели.
Независимо от това, те работят и доста продуктивно ви позволяват да работите с различни видове вятърни генератори. По правило в самостоятелно изработени конструкции се изпълнява само една функция - защита срещу пренапрежение и от дълбоко разреждане.
Една от многото варианти на сам контролер за вятърни мелници. Такива дизайни се отличават с прости технически решения и най-простото изпълнение на инсталацията
Защо въвеждането на контролер в система за вятърни мелници е задължително?
Тъй като в режим на захранване на батерията без използване на контролер, трябва да се очакват неприятни последици:
- Влошаване на структурата на батерията поради неконтролирани химически процеси.
- Неконтролирано повишаване на налягането и температура на електролита.
- Загуба на свойства за презареждане на батерията във връзка с дългосрочно освобождаване от отговорност.
Контролерът на заряда за схемата на вятърния генератор по правило е под формата на отделен електронен модул. Този модул е сменяем и бързо се прекъсва. Устройствата, произведени в промишлено производство, задължително са оборудвани с индикация за режимите и условията - светлинна или визуално предадена през дисплея.
На практика могат да се използват два типа устройства - вградени директно в корпуса на вятърния генератор и свързани с батерията.
Направи си сам монтажни решения
За цялото време от появата на първите домашни вятърни мелници броят на верижните решения за контролери е нараснал многократно. Много от схемите на проектите далеч не са перфектни, но има и такива опции, на които трябва да обърнете внимание.
За вътрешна употреба, разбира се, са подходящи прости схеми, които изискват малки финансови инвестиции, ефективни и надеждни.
Въз основа на тези изисквания можете да започнете с контролер за ветрогенератор, създаден на базата на контролери за автомобилни релета. Във веригата са приложими и двете релета с отрицателен управляващ контакт и релета с положителен контролен контакт.
Тази опция привлича с малък брой части и проста инсталация. Това ще отнеме само едно реле, един мощен транзистор (поле), един резистор.
Веригата на контролера, изготвена от определен електронен инженер със собствените си ръце. Всичко тук е просто и ясно, без дума. Всъщност, както в самото технологично решение. Минимални подробности - максимални спестявания (+)
Схемата се нарича "баласт", тъй като използва допълнително натоварване под формата на конвенционална крушка с нажежаема жичка. По този начин списъкът на частите ще бъде попълнен с друг елемент - лампа.
Използва се автомобилна лампа (или няколко лампи) от 12 волта, в зависимост от мощността на системата. Също така, вместо този елемент, е допустимо да се използва устойчивост на натоварване от различен тип: мощен резистор, електрически нагревател, вентилатор и т.н.
Работата на веригата "баласт" с минус
Действието на автомобилния реле-регулатор е пряко свързано с нивото на заряд на батерията. Ако напрежението в клемите на акумулатора се повиши над 14,2 волта, релето се изключва и отваря отрицателната верига на силовия транзистор.
От своя страна на транзистора се отваря кръстовище, свързващо директно лампа с нажежаема жичка към батерията. В резултат на това зареждащият ток се разтоварва през нажежаемата жичка на лампата с нажежаема жичка. Когато напрежението на клемите на акумулатора се намали, обратният процес. Това поддържа стабилно ниво на напрежение на батерията.
Как се прави схемата "баласт" с плюс
Малко модернизирана версия на контролера за заряд на баласт за вятърна турбина е втората верига на релейния контролер с положителен контакт за управление. Например релетата от автомобили VAZ са подходящи.
Разликата от предходната верига е използването на твърдо състояние реле, например GTH6048ZA2 при ток 60А вместо транзистор. Предимствата са очевидни: веригата изглежда още по-опростена и в същото време има по-голяма надеждност и ефективност.
Друга проста схема за сглобяване на контролер за зареждане на батерията на ветрогенератор. Ефективността и надеждността на веригата се повишава чрез използването на твърдотелно реле (+)
Характеристика на това просто решение е директна връзка с клемите на акумулатора на генератор на вятърни турбини. Проводниците на контролера на заряда също се "засаждат" директно върху контактите на акумулатора.
Всъщност и двете части на веригата по никакъв начин не са свързани помежду си. Напрежението от вятърния генератор се подава постоянно към акумулатора. Когато напрежението на клемите на акумулатора достигне 14,2 W, твърдото реле свързва товара за нулиране. Така батерията е защитена от устройството от презареждане.
Тук не само лампа с нажежаема жичка може да действа като баластно натоварване. Напълно е възможно да свържете всяко друго устройство, номинално за ток до 60 А. Например електрически тръбен нагревател.
Какво е по-важно в тази схема - действието на твърдотелно реле се характеризира с плавно нарастваща амплитуда. Всъщност има ефект на професионално произведен PWM контролер.
Сложна версия на веригата на контролера
Ако предишната версия на схемата на контролера на заряда на батерията прилича само на PWM устройство (импулсна ширина модулация), този принцип се прилага конкретно.
Тази верига на контролер за вятърна турбина с трифазен генератор се различава в някои трудности, тъй като включва използването на микросхеми - по-специално оперативни усилватели с транзистори с полеви ефекти като част от монтажа TL084.
На платка обаче всичко не изглежда толкова сложно, колкото на лист хартия.
Направете си сама схема за сглобяване на контролер, използвайки микросглобяване TL084. Принципът на работа също се изгражда с помощта на реле за превключване на режимите, но е възможно да се коригират точките на изключване (+)
Както в предишните решения, релето се използва като превключващ елемент за баластен товар. Релето е проектирано да работи с 12-волтова батерия, но при желание можете да изберете модел за 24 вата.
Баластът е направен под формата на мощно съпротивление (навиване върху керамика нихром). За да регулирате обхвата на работното напрежение (11,5-18 W), веригата използва променливи резистори, включени в контролната верига за микроелектронна сглобка TL084.
Такъв контролер за зареждане на батерията на вятърната мелница работи по следния начин. Трифазният ток, получен от вятърния генератор, се коригира от силови диоди.
На изхода на диодния мост се генерира постоянно напрежение, което се подава към входа на веригата чрез релейните контакти, допълнителен диод, батерията и след това към стабилизатора на веригата (78L08) и към входа на модула TL084.
В момента, в който спусъкът се превключи към едно от състоянията, се определя от стойностите на променливите резистори (ниско V и високо V) на долния и горния праг на напрежение.
Докато напрежението на акумулаторната батерия не надвишава 14,2 волта (удовлетворяващо стойността на настройката R High V), се извършва заряд. Веднага след като стойностите се променят в посоката на увеличение, операционният усилвател TL084 изпраща сигнал до основата на транзистора, който се управлява от релето.
Самостоятелно направен продукт по схемата с микросглобяване TL084. Всичко е изключително просто, дори вместо висококачествена печатна платка се избира платка за шарнирна инсталация. Домашните дизайни винаги радват с такива моменти.
Релето се задейства, силовата верига на веригата се прекъсва и се затваря към баластния резистор. Нулирането на баласта се извършва, докато батерията се разрежда близо до настройката на променливия резистор с ниско V.
След като се достигне тази стойност, вторият оперативен усилвател TL084 верига преминава в обратното състояние. Ето как работи контролерът.
Китайска електронна алтернатива
Изработването на контролер на вятърния генератор „Направи си сам“ е престижно дело. Но като се има предвид бързината на развитие на електронните технологии, често значението на самосглобяването губи своята актуалност. Освен това повечето от предложените схеми вече са остарели.
Оказва се по-евтино да закупите завършен продукт, направен професионално, с висококачествена инсталация, върху съвременни електронни компоненти. Например, можете да закупите подходящо устройство на разумна цена в Aliexpress.
Обхватът на офертите на китайския сайт е впечатляващ. Контролери за ветрогенератори за различни нива на мощност се продават на цена от 1000 рубли. Ако надградите това количество, по отношение на сглобяването на устройството със собствените си ръце, играта очевидно не си струва свещта.
Така например, сред офертите на китайския портал има модел за 600-ватова вятърна турбина. Устройство на стойност 1070 рубли. подходящ за работа с батерии 12/24 волта, в работен токов режим до 30 A.
Много приличен, създаден за 600-ватов генератор на вятър, контролер на заряда в китайски дизайн. Такова устройство може да бъде поръчано от Китай и получено по пощата след около месец и половина
Висококачествен калъф за контролиране на атмосферни влияния с размери 100x90 мм е оборудван с мощен охлаждащ радиатор. Дизайнът на корпуса е в съответствие с клас на защита IP67. Диапазонът на външните температури е от - 35 до + 75ºС. На тялото се показва светлинна индикация за състоянията на вятърния генератор.
Въпросът е каква е причината да отделите време и усилия за сглобяването на прост дизайн със собствените си ръце, ако има реална възможност да закупите нещо подобно и технически сериозно?
Е, ако този модел не е достатъчен, китайците имат много готини възможности. Така че сред новопристигналите бе отбелязан модел с мощност от 2 kW за работно напрежение от 96 волта.
Китайски продукт от новия списък за пристигане. Осигурява контрол на батерията по време на работа в тандем с 2 кВт генератор на вятъра. Приема вход до 96 волта
Вярно е, че цената на този контролер е вече пет пъти по-скъпа от предишната разработка. Но след това отново, ако измервате разходите за производството на нещо подобно със собствените си ръце, покупката изглежда като рационално решение.
Единственото, което обърква китайските продукти е, че те са склонни внезапно да спрат да работят в най-неподходящите случаи. Ето защо, закупеното устройство често трябва да се има предвид - естествено, със собствените си ръце. Но това е много по-лесно и по-просто от това да направите генератор на заряд за вятърния генератор със собствените си ръце от нулата.
За любителите на домашно приготвените продукти на нашия уебсайт има поредица от статии, посветени на производството на вятърни генератори:
- Направи си вятър генератор от автомобилен генератор: технология за сглобяване на вятърни мелници и анализ на грешки
- Как да изградите остриета, направени сами, за ветрогенератор: примери за самостоятелно направени остриета за вятърна турбина
- Направете сами ветрогенератор от пералня: инструкции за монтаж на вятърна мелница
- Как се изчислява генератор на вятър: формули + практически пример за изчисление
Желанието да се направи домашно оборудване за домашна употреба понякога е по-силно от по-просто решение - закупуване на евтино устройство. Какво стана от това, вижте във видеото:
Оценявайки перспективите за самостоятелно производство на електроника, независимо от нейното предназначение, човек трябва да се натъкне на мисълта, че ерата на „домашното“ приключва.
Пазарът е пренаситен с готови електронни устройства и модулни компоненти за почти всеки домакински продукт. Любителите на любителите на електрониката сега ни остава само едно - да се съберат дизайнери на дома.
Има ли нещо за допълване или имате въпроси относно сглобяването и използването на контролери за ветрогенератор? Можете да оставяте коментари, да задавате въпроси и да добавяте снимки на домашните си продукти - формата за контакт е в долния блок.