Com fer un controlador per a un generador eòlic amb les vostres pròpies mans: dispositiu, principi de funcionament, diagrama de muntatge
El disseny mecànic d'un generador eòlic en la seva forma pura és només una part d'una central eòlica completa. Un sistema totalment utilitzable, a més de l'estructura mecànica, també té una sèrie de components electrònics.
Per exemple, cal un controlador per a un generador eòlic: un dispositiu dissenyat funcionalment per estabilitzar els paràmetres de càrrega de la bateria durant el funcionament de l'aerogenerador.
Descobrim quines funcions realitza el dispositiu i proporcionem diagrames per muntar el controlador. A més, exposarem les característiques de l'obra i la conveniència d'adquirir una unitat electrònica xinesa per a un molí de vent.
El contingut de l'article:
Generadors eòlics i controladors de càrrega de bateries
Si és molt possible fer tu mateix un molí de vent mecànic, és possible fer tu mateix un controlador de molí de vent?
Per tenir una idea dels controladors de generadors eòlics i reproduir amb èxit aquest equip amb les vostres pròpies mans, la informació bàsica sobre aquests dispositius no serà superflua.
El controlador que serveix bateries està dissenyat principalment per controlar el procés de càrrega de la bateria. Aquesta és la seva funció principal, però s'hauria de dividir condicionalment en una sèrie de subfuncions.
Per exemple, una funcionalitat controla el corrent de càrrega i el corrent d'autodescàrrega. Una altra funcionalitat 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 de corrent per part de la càrrega.
Els dispositius fabricats industrialment estan equipats amb una funcionalitat completa. Però no es pot dir el mateix dels dissenys amateurs. Els dispositius fets amb les vostres pròpies mans a partir de solucions de circuits senzills a casa són controladors que estan lluny de ser models perfectes.
No obstant això, funcionen i et permeten operar de manera bastant productiva diferents tipus de generadors eòlics. Per regla general, els dissenys casolans només implementen una funció: protecció contra sobretensions i descàrregues profundes.
Per què és imprescindible la introducció d'un controlador en un sistema d'aerogenerador?
Com que en el mode de reposició d'energia de la bateria sense utilitzar un controlador, s'han d'esperar conseqüències desagradables:
- Degradació de l'estructura de la bateria a causa de processos químics incontrolats.
- Augment incontrolat de la pressió i temperatura de l'electròlit.
- Pèrdua de propietats de càrrega de la bateria a causa de la descàrrega a llarg termini.
El controlador de càrrega per a un circuit d'aerogenerador es fa normalment en forma d'un mòdul electrònic independent. Aquest mòdul és extraïble i es desconnecta ràpidament. Els dispositius fabricats industrialment estan necessàriament equipats amb una indicació de modes i estats: llum o transmissió visual a través d'una pantalla.
A la pràctica, es poden utilitzar dos tipus d'aparells: els incorporats directament a la carcassa del generador eòlic i els connectats a la bateria.
Solucions de circuits per al muntatge de bricolatge
Durant tot el temps des de l'aparició del primer molins de vent casolans el nombre de solucions de circuit de controlador ha augmentat moltes vegades. Molts dels dissenys de circuits estan lluny de ser perfectes, però hi ha algunes opcions a les quals hauríeu de prestar atenció.
Per a l'ús domèstic, és clar, són rellevants esquemes senzills que requereixen poca inversió financera, són efectius i fiables.
A partir d'aquests requisits, podeu començar amb un controlador per a un generador eòlic, creat a partir dels reguladors de relés de cotxes. El circuit utilitza tant relés amb un contacte de control negatiu com relés amb un contacte de control positiu.
Aquesta opció atrau amb un nombre reduït de peces i una instal·lació senzilla. Només necessiteu un relé, un transistor de potència (efecte de camp), una resistència.
El circuit s'anomena "lastre", ja que utilitza una càrrega addicional en forma de bombeta incandescent normal. Així, la llista de peces es reomplirà amb un element més: un llum.
S'utilitza una làmpada d'automòbil de 12 volts (o diverses làmpades), en funció de la potència del sistema. També es permet utilitzar un tipus diferent de resistència de càrrega en lloc d'aquest element: una resistència potent, un escalfador elèctric, un ventilador, etc.
Funcionament del circuit de “llast” amb un menys
L'acció d'un relé-regulador d'automòbil està directament relacionada amb el nivell de càrrega de la bateria. Si la tensió als terminals de la bateria supera els 14,2 volts, el relé s'activa i obre el circuit negatiu del transistor de potència.
Al seu torn, s'obre una transició al transistor, connectant la làmpada incandescent directa a la bateria. Com a resultat, el corrent de càrrega es descarrega a través del filament de la làmpada incandescent. Quan la tensió als terminals de la bateria disminueix, el procés s'inverteix. Això garanteix que es mantingui un nivell de tensió estable de la bateria.
Com funciona un circuit de "llast" amb un plus?
Una versió lleugerament modernitzada del controlador de càrrega de "llast" per a un molí de vent és el segon circuit d'un regulador de relé amb un contacte de control positiu. Per exemple, els relés dels cotxes VAZ són adequats.
La diferència amb el circuit anterior és l'ús d'un relé d'estat sòlid, per exemple, GTH6048ZA2 per a un corrent de 60 A en lloc d'un transistor. Els avantatges són evidents: el circuit sembla encara més senzill i alhora té una major fiabilitat i eficiència.
La particularitat d'aquesta solució senzilla és la directa connexió a terminals bateria del generador d'aerogenerador. Els conductors del controlador de càrrega també estan "plantats" directament als contactes de la bateria.
De fet, ambdues parts de l'esquema no estan de cap manera connectades entre si.La tensió del generador eòlic es subministra a la bateria constantment. Quan la tensió als terminals de la bateria arriba als 14,2 W, el relé d'estat sòlid connecta la càrrega per restablir. D'aquesta manera, el dispositiu protegeix la bateria de la sobrecàrrega.
Aquí, no només una làmpada incandescent pot actuar com a càrrega de llast. És molt possible connectar qualsevol altre dispositiu dissenyat per a un corrent de fins a 60 A. Per exemple, un escalfador tubular elèctric.
El que també és important en aquest circuit és que l'acció del relé d'estat sòlid es caracteritza per una amplitud que augmenta suaument. En essència, l'efecte d'un controlador PWM fabricat professionalment és evident.
Una versió complicada del circuit 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 de pols), aquí aquest principi s'implementa específicament.
Aquest circuit controlador per a un molí de vent amb un generador trifàsic té algunes dificultats, ja que implica l'ús de microcircuits, en particular, amplificadors operacionals en transistors d'efecte de camp com a part del conjunt TL084.
Tanmateix, a la placa de circuits tot no sembla tan complicat com en un tros de paper.
Igual que en les solucions anteriors, s'utilitza un relé com a element de commutació per a la càrrega de llast. El relé està dissenyat per funcionar amb una bateria de 12 volts, però si ho desitja, podeu triar un model de 24 watts.
La resistència de llast està feta en forma d'una resistència potent (enrotllament sobre ceràmica nicrom).Per ajustar el rang de tensió de funcionament (11,5-18 W), el circuit utilitza resistències variables incloses en el circuit de control del conjunt microelectrònic TL084.
Aquest controlador de càrrega de la bateria del molí de vent funciona de la següent manera. El corrent trifàsic rebut del generador eòlic es rectifica mitjançant díodes de potència.
Es genera una tensió constant a la sortida del pont de díodes, que es subministra a l'entrada del circuit mitjançant contactes de relé, un díode addicional, una bateria i després a l'estabilitzador en circuit (78L08) i a l'entrada del Muntatge TL084.
El moment en què el disparador canvia a un dels estats està determinat pels valors de les resistències variables (V baix i V alt) dels llindars de tensió inferior i superior.
Sempre que hi hagi una tensió als terminals de la bateria que no superi els 14,2 volts (complint el paràmetre R High V), es realitza la càrrega. Tan aviat com els valors canvien a l'alça, l'amplificador operacional TL084 subministra un senyal a la base del transistor, que controla el relé.
El relé s'activa, el circuit d'alimentació del circuit està trencat i en curtcircuit a la resistència de balast. El restabliment del llast es produeix fins que la bateria es descarrega, a prop del valor de configuració de la resistència variable de baix V.
Un cop assolit aquest valor, el segon amplificador operacional TL084 canvia el circuit a l'estat invers. Així és com funciona el controlador.
Alternativa electrònica xinesa
Fer un controlador de generador eòlic amb les vostres pròpies mans és un assumpte de prestigi.Però donada la velocitat de desenvolupament de les tecnologies electròniques, el significat de l'autoassemblatge sovint perd la seva rellevància. A més, la majoria dels esquemes proposats ja estan obsolets.
Resulta més barat comprar un producte preparat, fet de manera professional, amb una instal·lació d'alta qualitat, utilitzant components electrònics moderns. Per exemple, podeu comprar un dispositiu adequat a un cost raonable a Aliexpress.
La gamma d'ofertes al lloc web xinès és impressionant. Els controladors per a generadors eòlics per a diferents nivells de potència es venen a preus a partir de 1000 rubles. En funció d'aquesta quantitat, pel que fa a muntar el dispositiu amb les vostres pròpies mans, és evident que el joc no val la pena l'espelma.
Per exemple, entre les propostes del portal xinès hi ha un model per a un molí de vent de 600 watts. El dispositiu costa 1070 rubles. Apte per al seu ús amb bateries de 12/24 volts, corrent de funcionament de fins a 30 A.
Una carcassa de controlador d'alta qualitat per a tot temps que mesura 100x90 mm està equipada amb un potent radiador de refrigeració. El disseny de la carcassa compleix amb la classe de protecció IP67. Interval de temperatura exterior de -35 a +75ºС. A la carcassa hi ha una indicació lleugera dels modes d'estat del generador eòlic.
La pregunta és, quin sentit té dedicar temps i esforços a muntar una estructura senzilla amb les vostres 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 interessants. Així, entre els nouvinguts hi havia un model de 2 kW amb 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 compareu els costos de produir alguna cosa similar amb les vostres pròpies mans, la compra sembla una decisió racional.
L'únic que ens confon dels productes xinesos és que solen deixar de funcionar de cop en els casos més inoportuns. Per tant, sovint s'ha de dur a terme el dispositiu comprat, naturalment, amb les vostres pròpies mans. Però això és molt més fàcil i senzill que fer un controlador de càrrega d'un generador eòlic des de zero.
Per als amants dels productes casolans, la nostra web disposa d'una sèrie d'articles dedicats a la fabricació d'aerogeneradors:
- Generador eòlic de bricolatge d'un generador d'automòbil: tecnologia de muntatge d'aerogeneradors i anàlisi d'errors
- Com construir pales per a un generador eòlic amb les vostres pròpies mans: exemples de pales d'aerogeneradors fetes per elles mateixes
- Generador eòlic de bricolatge d'una rentadora: instruccions per muntar un molí de vent
- Com calcular un aerogenerador: fórmules + exemple pràctic de càlcul
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El desig de fabricar equips per a ús domèstic amb les vostres pròpies mans de vegades és més fort que la solució més senzilla: comprar un dispositiu barat. Mireu què en va sortir al vídeo:
Avaluant les perspectives de fabricació d'electrònica pel nostre compte, independentment de la seva finalitat, hem d'enfrontar-nos a la idea que l'era del “cassà” s'està acabant.
El mercat està sobresaturat de dispositius electrònics preparats i components modulars per a gairebé tots els productes domèstics.Els enginyers electrònics aficionats ara només els queda una cosa per fer: muntar equips de construcció domèstica.
Tens alguna cosa a afegir o tens cap pregunta 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.
El diagrama que es mostra és força reeixit (fiable i les peces costen centaus). Però pel que fa a una opció més complexa, faré una addició: buscar a Google el controlador a la plataforma Arduino. Podeu canviar no només els modes de càrrega de la bateria, sinó també la font d'alimentació de l'objecte. No és difícil d'entendre aquesta plataforma; de fet, és el mateix conjunt de construcció per a nens (el full de dades està disponible públicament). I, molt probablement, aquest sistema xinès per a 10 mil es fa segons el mateix principi.
He revisat el vostre diagrama per muntar el controlador. Però es mostra molt petit. Si hi ha una oportunitat de mostrar-ho a una escala més gran, intentaria fer-ho jo mateix. Em preocupa una mica la possibilitat d'utilitzar una bateria de 24 volts. Potser encara és millor no córrer riscos, sinó utilitzar una bateria de 12 volts per evitar fallades.
Bon dia per a vostè. Molt bon article, útil. Però digueu-me, tinc un controlador per a plaques solars, el puc utilitzar en un molí de vent? Gràcies
Bona tarda, amic persha, esquema de circuit del controlador per al parabrisa amb una roda de motor al 48 aquí