Cómo hacer un controlador para un generador eólico con sus propias manos: dispositivo, principio de funcionamiento, diagrama de montaje

El diseño mecánico del generador eólico en su forma pura es solo parte de una instalación de energía eólica completa. El sistema, que es completamente operativo, además del diseño mecánico, también tiene una serie de componentes electrónicos.

Entonces, por ejemplo, es necesario un controlador para un generador eólico, un dispositivo diseñado funcionalmente para estabilizar los parámetros de carga de la batería durante el funcionamiento de una turbina eólica.

Descubriremos qué funciones realiza el dispositivo y daremos los diagramas de ensamblaje del controlador con nuestras propias manos. Además, describimos las características del trabajo y la conveniencia de comprar una unidad electrónica china para una turbina eólica.

Generadores eólicos y controladores de carga de batería.

Si un molino de viento mecánico es completamente posible de hacer usted mismo, ¿es posible hacer un controlador de molino de viento con sus propias manos?

Para tener una idea de los controladores de los generadores eólicos y reproducir con éxito dichos equipos con sus propias manos, la información básica sobre estos dispositivos no será superflua.

El controlador que sirve a las baterías está diseñado principalmente para controlar el proceso de carga de la batería. Esta es su función principal, pero debe dividirse condicionalmente en una serie de subfunciones.

Por ejemplo, uno funcional monitorea la corriente de carga y la corriente de autodescarga. Otro funcional implementa acciones destinadas a medir la temperatura y la presión. El tercero es responsable de compensar la diferencia en los flujos de energía cuando la batería se carga simultáneamente con el consumo de corriente por la carga.

Controlador de carga de batería para un generador eólico de pequeña potencia. El monitoreo de algunos parámetros del sistema se realiza a través de la pantalla LCD incorporada

Los dispositivos de fabricación industrial están dotados de una funcionalidad completa. Pero esto no se puede decir de los diseños de aficionados. Los dispositivos fabricados sobre la base de las soluciones de circuito más simples en el hogar con sus propias manos son controladores que están lejos de ser modelos perfectos.

Sin embargo, funcionan y son bastante productivos para operar. diferentes tipos de generadores eólicos. Como regla general, en estructuras hechas a sí mismas, solo se implementa una función: protección contra sobretensiones y descargas profundas.

Una de las muchas variaciones de controlador de bricolaje para molinos de viento. Dichos diseños se distinguen por soluciones técnicas simples y la ejecución más simple de la instalación.

¿Por qué es imprescindible la introducción de un controlador en un sistema de molino de viento?

Debido a que en el modo de encendido de la batería sin usar un controlador, se deben esperar consecuencias desagradables:

1. Degradación de la estructura de la batería debido a procesos químicos no controlados.
2. Aumento de presión incontrolada y temperatura del electrolito.
3. Pérdida de las propiedades de recarga de la batería. en relación con la descarga a largo plazo que tiene lugar.

El controlador de carga para el esquema del generador eólico tiene, por regla general, la forma de un módulo electrónico separado. Este módulo es extraíble y de desconexión rápida. Los dispositivos de fabricación industrial están necesariamente equipados con una indicación de los modos y las condiciones: la luz o la transmisión visual a través de la pantalla.

En la práctica, se pueden utilizar dos tipos de dispositivos: integrados directamente en la carcasa del generador eólico y conectados a la batería.

Soluciones de montaje de bricolaje

Por todo el tiempo desde la primera molinos de viento caseros El número de soluciones de circuitos para controladores ha crecido muchas veces. Muchos de los diseños de circuitos están lejos de ser perfectos, pero también hay opciones a las que debe prestar atención.

Para uso doméstico, por supuesto, son relevantes los esquemas simples que requieren pequeñas inversiones financieras, efectivas y confiables.

Según estos requisitos, puede comenzar con un controlador para un generador eólico creado a partir de controladores de relé de automóvil.En el circuito, son aplicables tanto los relés con un contacto de control negativo como los relés con un contacto de control positivo.

Esta opción atrae con un pequeño número de piezas y una instalación simple. Solo tomará un relé, un transistor de potencia (campo), una resistencia.

El circuito del controlador, dibujado por un cierto ingeniero electrónico con sus propias manos. Todo aquí es simple y claro sin una palabra. En realidad, como en la decisión tecnológica en sí. Detalles mínimos - ahorro máximo (+)

El esquema se llama "lastre", ya que utiliza una carga adicional en forma de una bombilla incandescente convencional. Por lo tanto, la lista de piezas se repondrá con otro elemento: una lámpara.

Se utiliza una lámpara de automóvil (o varias lámparas) de 12 voltios, dependiendo de la potencia del sistema. Además, en lugar de este elemento, está permitido utilizar una resistencia de carga de un tipo diferente: una resistencia potente, un calentador eléctrico, un ventilador, etc.

El trabajo del circuito de "lastre" con un signo menos

La acción del relé-regulador del automóvil está directamente relacionada con el nivel de la batería. Si el voltaje en los terminales de la batería supera los 14,2 voltios, el relé se dispara y abre el circuito negativo del transistor de potencia.

A su vez, se abre una unión en el transistor, que conecta una lámpara incandescente directa a la batería. Como resultado, la corriente de carga se descarga a través del filamento de la lámpara incandescente. Si se reduce el voltaje en los terminales de la batería, el proceso inverso. Esto mantiene un nivel de voltaje de batería estable.

¿Cómo funciona el esquema de "lastre" con un plus

Una versión ligeramente modernizada del controlador de carga "de lastre" para una turbina eólica es el segundo circuito en el controlador de relé con un contacto de control positivo. Por ejemplo, los relés de los automóviles VAZ son adecuados.

La diferencia con el circuito anterior es el uso de un relé de estado sólido, por ejemplo, GTH6048ZA2 a una corriente de 60 A en lugar de un transistor. Las ventajas son obvias: el circuito se ve aún más simple y al mismo tiempo tiene mayor confiabilidad y eficiencia.

Otro circuito simple para ensamblar un controlador de carga de batería del generador eólico. La eficiencia y fiabilidad del circuito se mejora mediante el uso de un relé de estado sólido (+)

La característica de esta solución simple es directa conexión a terminales generador de molino de batería. Los conductores del controlador de carga también están "plantados" directamente en los contactos de la batería.

De hecho, ambas partes del circuito no están conectadas de ninguna manera. El voltaje del generador eólico se suministra a la batería constantemente. Cuando el voltaje en los terminales de la batería alcanza 14,2 W, el relé de estado sólido conecta la carga para reiniciar. Por lo tanto, la batería está protegida por el dispositivo contra sobrecargas.

Aquí, no solo una lámpara incandescente puede actuar como carga de lastre. Es muy posible conectar cualquier otro dispositivo con una corriente nominal de hasta 60 A. Por ejemplo, un calentador tubular eléctrico.

Lo que es más importante en este esquema: la acción de un relé de estado sólido se caracteriza por una amplitud que aumenta suavemente. De hecho, el efecto de un controlador PWM fabricado profesionalmente es evidente.

Una versión complicada del circuito del controlador.

Si la versión anterior del diseño del circuito del controlador de carga de la batería solo se parece a un dispositivo PWM (modulación de ancho de pulso), aquí este principio se implementa específicamente.

Este circuito controlador para una turbina eólica con un generador trifásico difiere en algunas dificultades, ya que implica el uso de microcircuitos, en particular, amplificadores operacionales que usan transistores de efecto de campo como parte del conjunto TL084.

Sin embargo, en una placa de circuito, todo no parece tan complicado como en una hoja de papel.

Hágalo usted mismo diagrama de circuito para ensamblar un controlador utilizando el microconjunto TL084. El principio de funcionamiento también se construye utilizando un relé para cambiar de modo, pero es posible ajustar los puntos de corte (+)

Como en soluciones anteriores, se utiliza un relé como elemento de conmutación para una carga de lastre.El relé está diseñado para funcionar con una batería de 12 voltios, pero si lo desea, puede elegir un modelo para 24 vatios.

El lastre está hecho en forma de una poderosa resistencia (bobinado en cerámica de nicromo). Para ajustar el rango de voltaje de funcionamiento (11.5-18 W), el circuito utiliza resistencias variables incluidas en el circuito de control del conjunto microelectrónico TL084.

Tal controlador de carga de batería de molino de viento funciona de la siguiente manera. La corriente trifásica recibida del generador eólico es rectificada por diodos de potencia.

En la salida del puente de diodos, se genera un voltaje constante, que se alimenta a la entrada del circuito a través de los contactos del relé, un diodo adicional, la batería y luego al estabilizador en circuito (78L08) y a la entrada del conjunto TL084.

El momento en que el disparador se conmuta a uno de los estados está determinado por los valores de las resistencias variables (V bajo y V alto) de los umbrales de voltaje superior e inferior.

Siempre que el voltaje de la batería no supere los 14,2 voltios (que satisfaga el valor de ajuste R High V), se realiza una carga. Tan pronto como los valores cambian en la dirección de aumento, el amplificador operacional TL084 envía una señal a la base del transistor, que es controlado por el relé.

Un producto hecho a sí mismo de acuerdo con el esquema con micro ensamblaje TL084. Todo es extremadamente simple, incluso en lugar de una placa de circuito impreso de alta calidad, se selecciona una placa para instalación con bisagras. Los diseños caseros siempre deleitan esos momentos.

El relé se dispara, el circuito de alimentación del circuito se rompe y se cierra con una resistencia de lastre. El restablecimiento del balasto se lleva a cabo hasta que la descarga de la batería esté cerca del ajuste de la resistencia variable de baja V.

Una vez que se alcanza este valor, el segundo circuito amplificador operacional TL084 cambia al estado inverso. Así es como funciona el controlador.

Alternativa electrónica china

Hacer un controlador de generador eólico de bricolaje es un asunto prestigioso. Pero dada la velocidad de desarrollo de las tecnologías electrónicas, a menudo el significado del autoensamblaje pierde su relevancia. Además, la mayoría de los esquemas propuestos ya son obsoletos.

Resulta más barato comprar un producto terminado hecho profesionalmente, con una instalación de alta calidad, en componentes electrónicos modernos. Por ejemplo, puede comprar un dispositivo adecuado a un costo razonable en Aliexpress.

La gama de ofertas en el sitio chino es impresionante. Los controladores para generadores eólicos para varios niveles de potencia se venden a un precio de 1000 rublos. Si comienzas con esta cantidad, en términos de ensamblar el dispositivo con tus propias manos, el juego claramente no vale la pena.

Entonces, por ejemplo, entre las ofertas del portal chino hay un modelo para una turbina eólica de 600 vatios. Un dispositivo por valor de 1070 rublos. adecuado para usar con baterías de 12/24 voltios, corriente de funcionamiento de hasta 30 A.

Un muy decente, diseñado para un generador eólico de 600 vatios, un controlador de carga en diseño chino. Dicho dispositivo se puede pedir a China y recibir por correo en aproximadamente un mes y medio.

Una caja de controlador para todo clima de alta calidad que mide 100x90 mm está equipada con un potente radiador de enfriamiento. El diseño de la carcasa cumple con la clase de protección IP67. El rango de temperaturas externas es de - 35 a + 75ºС. Una indicación luminosa de los modos de estado del generador de viento se muestra en el cuerpo.

La pregunta es, ¿cuál es la razón para gastar tiempo y esfuerzo en ensamblar un diseño simple con sus propias manos, si hay una oportunidad real de comprar algo similar y técnicamente serio?

Bueno, si este modelo no es suficiente, los chinos tienen opciones muy interesantes. Entonces, entre los recién llegados, se observó un modelo de 2 kW para un voltaje de funcionamiento de 96 voltios.

Producto chino de la nueva lista de llegadas. Proporciona control de la batería mientras se trabaja en conjunto con un generador eólico de 2 kW. Acepta voltajes de entrada de hasta 96 voltios.

Es cierto que el costo de este controlador ya es cinco veces más caro que el desarrollo anterior.Pero, de nuevo, si mide el costo de producir algo similar con sus propias manos, la compra parece una decisión racional.

Lo único que confunde a los productos chinos es que tienden a dejar de funcionar repentinamente en los casos más inapropiados. Por lo tanto, el dispositivo comprado a menudo tiene que ser recordado, naturalmente, con sus propias manos. Pero es mucho más fácil y simple que hacer un generador de carga para un generador eólico con sus propias manos desde cero.

Para los amantes de los productos caseros en nuestro sitio web hay una serie de artículos dedicados a la fabricación de generadores eólicos:

1. Generador de viento de bricolaje de un generador de automóvil: tecnología de montaje de molinos de viento y análisis de errores
2. Cómo construir palas de bricolaje para un generador eólico: ejemplos de palas hechas a medida para una turbina eólica
3. Generador de viento hágalo usted mismo de una lavadora: instrucciones de montaje para un molino de viento
4. Cómo calcular un generador eólico: fórmulas + ejemplo práctico de cálculo

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El deseo de fabricar equipos caseros para uso doméstico a veces es más fuerte que una solución más simple: comprar un dispositivo económico. Lo que salió de esto, mira el video:

Al evaluar las perspectivas de fabricar productos electrónicos por su cuenta, independientemente de su propósito, uno tiene que pensar que la era de la "fabricación casera" está terminando.

El mercado está sobresaturado con dispositivos electrónicos listos para usar y componentes modulares para casi todos los productos domésticos. Los entusiastas aficionados de la electrónica ahora solo tienen una cosa que hacer: reunir a los diseñadores de viviendas.

¿Hay algo para complementar o tiene preguntas sobre el montaje y uso de controladores para un generador eólico? Puede dejar comentarios, hacer preguntas y agregar fotos de sus productos caseros; el formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.