Com fer un controlador per a un generador eòlic amb les teves pròpies mans: dispositiu, principi de funcionament, diagrama de muntatge
El disseny mecànic del generador eòlic en la seva forma pura només forma part d’una instal·lació d’energia eòlica a tot el mercat. El sistema, que està completament operatiu, a més del disseny mecànic, també disposa de diversos components electrònics.
Així, per exemple, és necessari un controlador per a un generador eòlic: un dispositiu dissenyat funcionalment per estabilitzar els paràmetres de càrrega de la bateria durant el funcionament d’un aerogenerador.
Esbrinarem quines funcions realitza el dispositiu i donarem els esquemes de muntatge del controlador amb les nostres pròpies mans. A més, esbossem les característiques de l'obra i la conveniència de comprar una unitat electrònica xinesa per a un aerogenerador.
El contingut de l'article:
Generadors eòlics i controladors de càrrega de la bateria
Si un molí mecànic és completament possible per a tu mateix, és possible fer un controlador de molins de vent amb les teves pròpies mans?
Per tal de tenir una idea dels controladors dels aerogeneradors i reproduir amb èxit aquest equip amb les vostres mans, la informació bàsica sobre aquests dispositius no serà superflua.
El controlador que serveix les bateries està dissenyat principalment per controlar el procés de càrrega. Aquesta és la seva funció principal, però s'hauria de dividir condicionalment en diverses subfuncions.
Per exemple, una funcional supervisa el corrent de càrrega i el corrent d’auto-descàrrega. Una altra funció implementa accions destinades a mesurar la temperatura i la pressió. El tercer s’encarrega de compensar la diferència de fluxos d’energia quan la bateria es carrega simultàniament amb el consum actual per part de la càrrega.
Els dispositius de fabricació industrial estan dotats de plena funcionalitat. Però això no es pot dir dels dissenys amateurs. Els dispositius fabricats a la base de les solucions de circuit més senzilles a casa amb les seves pròpies mans són controladors que estan lluny de models perfectes.
Tot i així, funcionen i són molt productius per funcionar. diferents tipus de generadors eòlics. Per regla general, a les estructures fetes per si mateixes, només s’implementa una funció: protecció contra sobretensions i descàrregues profundes.
Per què és imprescindible la introducció d’un controlador en un sistema de molins de vent?
Com que en el mode d’energia de la bateria sense utilitzar un controlador, cal esperar conseqüències desagradables:
- Degradació de l'estructura de la bateria degut a processos químics no controlats.
- Augment de pressió no controlat i temperatura de l’electròlit.
- Pèrdua de les propietats de recàrrega de bateries en relació amb l’alta a llarg termini.
El controlador de càrrega per al règim del generador eòlic es sol, per regla general, fer en un mòdul electrònic independent. Aquest mòdul es pot desconnectar i desconnectar ràpidament. Els dispositius industrials estan necessàriament equipats amb una indicació dels modes i condicions, que es transmetin a la llum o es visualitzen a través de la pantalla.
A la pràctica, es poden utilitzar dos tipus de dispositius: integrats directament en el cas del generador eòlic i connectats a la bateria.
Solucions de muntatge de bricolatge
Durant tot el temps des del primer molins de vent casolans El nombre de solucions de circuits per a controladors ha crescut moltes vegades. Molts dels dissenys del circuit estan lluny de ser perfectes, però també hi ha opcions a les que hauríeu de prestar atenció.
Per a ús domèstic, per descomptat, rellevants són esquemes senzills que requereixen petites inversions financeres, efectives i fiables.
A partir d’aquests requisits, podeu començar amb un controlador per a un generador eòlic creat a partir de controladors de relleus d’automòbils.En el circuit, són aplicables els dos relés amb contacte de control negatiu i els relés amb contacte de control positiu.
Aquesta opció atrau amb un nombre reduït de peces i una instal·lació senzilla. Només es necessitarà un relé, un transistor de potència (camp), una resistència.
L’esquema s’anomena “llast”, ja que utilitza una càrrega addicional en forma de bombeta incandescent convencional. Així, la llista de peces es reomplirà amb un altre element: una làmpada.
S'utilitza una làmpada de cotxe (o diverses làmpades) de 12 volts, depenent de la potència del sistema. A més, en lloc d’aquest element, és permès utilitzar una resistència de càrrega d’un tipus diferent: una resistència potent, un escalfador elèctric, un ventilador, etc.
El treball del circuit de "llast" amb menys
L’acció del regulador del relé automobilístic està directament relacionada amb el nivell de la bateria. Si la tensió als terminals de la bateria s’eleva per sobre dels 14,2 volts, el relé s’atura i obre el circuit negatiu del transistor d’energia.
Al seu torn, s’obre una cruïlla al transistor, connectant una làmpada incandescent directa a la bateria. Com a resultat, el corrent de càrrega es descarrega a través del filament de la làmpada incandescent. Si es redueix la tensió als terminals de la bateria, es farà el procés invers. Es manté un nivell estable de tensió de la bateria.
Com funciona el règim de "llast" amb un plus
Una versió modernitzada del controlador de càrrega "llast" per a un aerogenerador és el segon circuit del controlador de relé amb un contacte de control positiu. Per exemple, els relés dels cotxes VAZ són adequats.
La diferència respecte al circuit anterior és l’ús d’un relé d’estat sòlid, per exemple, GTH6048ZA2 a un corrent de 60A en lloc d’un transistor. Els avantatges són evidents: el circuit sembla encara més senzill i, alhora, té una major fiabilitat i eficiència.
La característica d'aquesta solució senzilla és directa connexió a terminals generador bateria del molí de vent. Els conductors del controlador de càrrega també es "planten" directament sobre els contactes de la bateria.
De fet, ambdues parts del circuit no estan connectades de cap manera. La tensió del generador eòlic se subministra a la bateria constantment. Quan la tensió als terminals de la bateria arriba a 14,2 W, el relé d’estat sòlid connecta la càrrega a restablir. De manera que el dispositiu està protegit per sobrecàrrega del dispositiu.
Aquí, no només una làmpada incandescent pot actuar com a càrrega de llast. És molt possible connectar qualsevol altre dispositiu de corrent de fins a 60 A. Per exemple, un escalfador tubular elèctric.
El que és més important en aquest esquema: l’acció d’un relé d’estat sòlid es caracteritza per una amplitud que augmenta suaument. De fet, l'efecte d'un controlador PWM fabricat professionalment és evident.
Una versió complicada del circuit del controlador
Si la versió anterior del disseny del circuit del controlador de càrrega de la bateria només s’assembla a un dispositiu PWM (modulació d’amplada d’impuls), aquí aquest principi s’implementa específicament.
Aquest circuit de control d'un aerogenerador amb generador trifàsic difereix en algunes dificultats, ja que implica l'ús de microcircuits, en particular, amplificadors operatius amb transistors d'efecte de camp com a part del conjunt TL084.
Tot i això, en una placa de circuit, tot no sembla tan complicat com en un full de paper.
Com en solucions anteriors, s’utilitza un relé com a element de commutació per a una càrrega de llast.El relé està dissenyat per funcionar amb una bateria de 12 volts, però si es vol, es pot triar un model per a 24 watts.
El llast es realitza en forma d'una resistència potent (bobinatge sobre el nichrom ceràmic). Per ajustar el rang de tensió de funcionament (11,5-18 W), el circuit utilitza resistències variables incloses al circuit de control de conjunts microelectrònics TL084.
Un controlador de càrrega de la bateria del molí de vent funciona de la manera següent. El corrent trifàsic rebut del generador eòlic es rectifica mitjançant díodes de potència.
A la sortida del pont del díode, es genera una tensió constant, que s’alimenta a l’entrada del circuit mitjançant els contactes del relé, un díode addicional, la bateria i després a l’estabilitzador de circuit (78L08) i a l’entrada del conjunt TL084.
El moment en què el disparador canvia a un dels estats està determinat pels valors de les resistències variables (V baix i alta V) dels llindars de tensió inferior i superior.
Sempre que la tensió de la bateria no superi els 14,2 volts (que satisfà el valor de configuració R High V), es realitza una càrrega. Tan bon punt els valors canvien en la direcció d’augment, l’amplificador operatiu TL084 envia un senyal a la base del transistor, que està controlat pel relé.
El relé s’activa, el circuit d’alimentació del circuit es trenca i es tanca amb una resistència de llast. El restabliment del llast es produeix fins que la descàrrega de la bateria s’acosta a la configuració de la resistència variable Low V.
Un cop assolit aquest valor, el segon circuit amplificador operatiu TL084 passa a l'estat invers. Així funciona el controlador.
Alternativa electrònica xinesa
Fer un controlador de generació eòlica "do-it-yourself" és una cosa de prestigi. Però, donada la velocitat de desenvolupament de tecnologies electròniques, sovint el significat d’autoassemblatge perd la seva rellevància. A més, la majoria dels esquemes proposats ja estan obsolets.
Resulta més barat comprar un producte acabat fabricat professionalment, amb una instal·lació d'alta qualitat, en components electrònics moderns. Per exemple, podeu comprar un dispositiu adequat a un preu raonable a Aliexpress.
El ventall d’ofertes al lloc xinès és impressionant. Els controladors de generadors eòlics per a diversos nivells de potència es venen a un preu de 1000 rubles. Si partiu d’aquesta quantitat, pel que fa al muntatge del dispositiu amb les vostres pròpies mans, el joc no val la pena espel·lar.
Així, per exemple, entre les ofertes del portal xinès hi ha un model per a un aerogenerador de 600 watts. Un dispositiu que val 1070 rubles. adequat per a ús amb bateries de 12/24 volts, corrent de funcionament fins a 30 A.
Una caixa de control anti-clima d'alta qualitat de 100x90 mm està equipada amb un potent radiador de refrigeració. El disseny de la carcassa compleix la classe de protecció IP67. El rang de temperatures exteriors oscil·la entre els 35 i els + 75ºС. A la carrosseria es mostra una indicació lumínica dels modes d’estat del generador eòlic.
La pregunta és: quina és la raó de dedicar temps i esforç a l’hora de muntar un disseny senzill amb les teves pròpies mans, si hi ha una oportunitat real de comprar alguna cosa semblant i tècnicament seriosa?
Bé, si aquest model no és suficient, els xinesos tenen opcions molt fantàstiques. Així doncs, entre els nouvinguts, es va destacar un model de 2 kW per a una tensió de funcionament de 96 volts.
És cert que el cost d’aquest controlador ja és cinc vegades més car que el desenvolupament anterior.Però, de nou, si mesureu el cost de produir una cosa similar amb les vostres pròpies mans, la compra sembla una decisió racional.
L’únic que confon els productes xinesos és que acostumen a deixar de funcionar sobtadament en els casos més inadequats. Per tant, sovint s’ha de recordar el dispositiu adquirit, de manera natural, amb les teves pròpies mans. Però és molt més senzill i senzill que fer un generador de càrrega per a un generador eòlic amb les teves pròpies mans des de zero.
Per als amants dels productes casolans, al nostre lloc web hi ha una sèrie d'articles dedicats a la fabricació de generadors eòlics:
- Generador eòlic DIY d’un generador de vehicles: tecnologia de muntatge de molins de vent i anàlisi d’errors
- Com es construeixen fulles per a un generador eòlic: exemples de fulles fetes per a un aerogenerador
- Generador eòlic propi de la màquina de rentar: instruccions de muntatge per a un molí de vent
- Com calcular un generador eòlic: fórmules + exemple pràctic de càlcul
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El desig de fabricar equips casolans per a ús domèstic a vegades és més fort que una solució més senzilla: comprar un dispositiu barat. Què va sortir d’això, mireu el vídeo:
Avaluant les perspectives de fabricació d’electrònica per si soles, independentment de la seva finalitat, cal pensar que l’edat de “casolana” s’acaba.
El mercat està sobrenaturat amb dispositius electrònics preparats i components modulars per a gairebé tots els productes domèstics. Els aficionats a l’electrònica aficionada ara només els queda molt per fer: muntar dissenyadors d’habitatges.
Hi ha alguna cosa que complementi, o tingueu preguntes sobre el muntatge i l’ús de controladors per a un generador eòlic? Podeu deixar comentaris, fer preguntes i afegir fotos dels vostres productes casolans; el formulari de contacte es troba al bloc inferior.
Com fer un generador eòlic amb les teves pròpies mans: dispositiu, principi de funcionament + millor casolà 
Generador eòlic DIY d’un generador de vehicles: tecnologia de muntatge de molins de vent i anàlisi d’errors 
Com es construeixen fulles per a un generador eòlic: exemples de fulles fetes per a un aerogenerador 
Generador eòlic cinètic: dispositiu, principi de funcionament, aplicació 
Com calcular un generador eòlic: fórmules + exemple pràctic de càlcul 
Generador eòlic propi de la màquina de rentar: instruccions de muntatge per a un molí de vent 
Quant costa connectar el gas a una casa privada: el preu de l’organització del subministrament de gas 
Les millors rentadores amb assecador: valoració del model i consells per al client 
Quina és la temperatura del color de la llum i els matisos de l’elecció de la temperatura de les làmpades en funció de les vostres necessitats 
Substitució d’un guèiser en un apartament: documentació de substitució + normes bàsiques i requisits 
L'esquema que es mostra és força reeixit (fiable i els detalls valen ni un cèntim). Però per obtenir una opció més difícil, faré una addició: google the controller a la plataforma Arduino. Podeu canviar no només els modes de càrrega de la bateria, sinó també l’alimentació de l’objecte en si. Per entendre aquesta plataforma no és difícil, de fet, el mateix dissenyador infantil (full de dades del domini públic). I, molt probablement, aquest sistema xinès per deu mil es fa amb el mateix principi.
Vaig revisar el circuit per crear el controlador. Però se li mostra molt finament. Si és possible mostrar-lo a una escala més àmplia, intentaria fer-ho jo mateix. Estic una mica preocupat per la possibilitat d’utilitzar una bateria de 24 volts. Potser és millor no arriscar-se, però utilitzeu una bateria de 12 volts perquè no hi hagi errors.