Het mechanische ontwerp van de windgenerator in zuivere vorm is slechts een onderdeel van een complete windkrachtcentrale. Volledig onderhoudbare systeem, in aanvulling op het mechanische ontwerp, heeft een aantal elektronische componenten.
Er is bijvoorbeeld een controller voor een windgenerator vereist - een apparaat dat functioneel is ontworpen om de acculadingparameters tijdens een werking van een windturbine te stabiliseren.
Laten we eens kijken welke functies het apparaat uitvoert en de besturingsschema's van de controller met uw eigen handen geven. Laten we bovendien de kenmerken van het werk en de opportuniteit van het kopen van een Chinese elektronische eenheid voor een windmolen aanwijzen.
Inhoud van het artikel:
- Windturbines en batterijlaadregelaars
-
DIY-montageoplossingen
- Werk "ballast" schema met een minus
- Hoe werkt het "ballast" circuit met een plus
- Gecompliceerde versie van het controllercircuit
- Chinees elektronisch alternatief
- Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Windturbines en batterijlaadregelaars
Als het heel goed mogelijk is om zelf een mechanische windturbine te maken, kun je dan ook een windturbinecontroller met je eigen handen maken?
Om enig idee te hebben over de regelaars van windgeneratoren en deze met succes met eigen handen te reproduceren, is basisinformatie over deze apparaten niet overbodig.
Acculaadcontroller voor een windgenerator met laag vermogen. De besturing van sommige parameters van het systeem wordt uitgevoerd via het ingebouwde LCD-scherm
De controller die de batterijen bedient, is hoofdzakelijk ontworpen om het laden van de batterij te regelen. Dit is de hoofdfunctie, maar deze moet voorwaardelijk worden onderverdeeld in een aantal subfuncties.
Een functioneel apparaat bewaakt bijvoorbeeld de laadstroom en zelfontladingsstroom. Een andere functie implementeert acties gericht op het meten van temperatuur en druk. De derde is verantwoordelijk voor het compenseren van het verschil in energiestromen, wanneer de batterij wordt opgeladen samen met het stroomverbruik van de belasting.
Apparaten voor industriële productie zijn volledig uitgerust. Maar met betrekking tot amateurontwerpen kan niet gezegd worden. Apparaten gemaakt op basis van de eenvoudigste circuitoplossingen in huis met hun eigen handen - dit zijn controllers die verre van perfecte modellen zijn.
Niettemin werken ze en laten ze productief toe om te exploiteren verschillende soorten windturbines. In de regel wordt slechts één functie geïmplementeerd in geïmproviseerde structuren - overspanning en bescherming tegen diepe ontlading.
Een van de vele variaties van regelaars voor windturbines, met de hand gemaakt. Dergelijke constructies onderscheiden zich door ongecompliceerde technische oplossingen en de eenvoudigste montageprestaties.
Waarom is de introductie van de controller in het windturbinestelsel een must?
Omdat in de modus van het bekrachtigen van de batterij zonder een controller te gebruiken, onaangename gevolgen te verwachten zijn:
- Degradatie van batterijstructuur als gevolg van ongecontroleerde chemische processen.
- Ongecontroleerde druktoename en elektrolyttemperatuur.
- Verlies van batterij-eigenschappen vanwege een langdurige ontlading.
De laadregelaar voor het installatiecircuit van de windgenerator wordt in de regel als een afzonderlijke elektronische module uitgevoerd. Deze module is verwijderbaar en snel loskoppelbaar. Apparaten van industriële vervaardiging moeten zijn uitgerust met een aanduiding van de modi en toestanden - licht of visueel doorgegeven via het display.
In de praktijk kunnen twee typen apparaten worden gebruikt: degene die rechtstreeks in de behuizing van de windgenerator zijn ingebouwd en op de accu zijn aangesloten.
DIY-montageoplossingen
Voor de hele tijd sinds de eerste zelfgemaakte windturbines Het aantal controller-circuitoplossingen is vele malen gegroeid. Veel van de ontwerpen van het circuit zijn verre van perfect, maar er zijn enkele opties waar je op moet letten.
Voor thuisgebruik zijn uiteraard eenvoudige regelingen die kleine financiële investeringen vereisen, effectief en betrouwbaar, relevant.
Op basis van deze vereisten kunt u beginnen met de controller voor de windgenerator, gemaakt op basis van de relaisregelaars van auto's. In het circuit zijn zowel relais met een negatief stuurcontact als een relais met een positief stuurcontact van toepassing.
Deze optie trekt een klein aantal onderdelen aan en eenvoudige installatie. U hebt slechts één relais, één vermogenstransistor (veld), één weerstand nodig.
Het controllercircuit, getekend door een elektronische ingenieur met zijn eigen handen. Alles is eenvoudig en duidelijk zonder verder oponthoud. Eigenlijk zoals in de produceerbaarheid van de oplossing. Minimale details - maximale besparingen (+)
Het schema wordt "ballast" genoemd, omdat het een extra belasting gebruikt in de vorm van een conventionele gloeilamp. Zo zal de lijst met onderdelen worden toegevoegd met nog een element - een lamp.
Er wordt een autolamp (of meerdere lampen) van 12 volt gebruikt, afhankelijk van de kracht van het systeem. Het is ook toegestaan om een ander type belastingsweerstand te gebruiken in plaats van dit element: een krachtige weerstand, elektrische verwarming, ventilator, enz.
Werk "ballast" schema met een minus
De werking van de relaisregelaar van de auto is direct gerelateerd aan het laadniveau van de accu. Als de spanning op de accupolen hoger wordt dan 14,2 volt, werkt het relais en wordt het negatieve circuit van de vermogenstransistor geopend.
Op zijn beurt opent een overgang op de transistor, die de direct-warmtelamp met de batterij verbindt. Dientengevolge wordt de laadstroom teruggesteld door de gloeidraad van de filamentlamp. Wanneer de spanning op de batterijpolen daalt - het omgekeerde proces. Dit zorgt voor een stabiel accuspanningsniveau.
Hoe werkt het "ballast" circuit met een plus
Een enigszins verbeterde versie van de "ballast" laadregelaar voor een windmolen is het tweede circuit op de relaiscontroller met een positief besturingscontact. Bijvoorbeeld geschikte relais van auto's "VAZ".
Het verschil met de vorige schakeling is het gebruik van een solid-state relais, bijvoorbeeld GTH6048ZA2 voor een stroom van 60A in plaats van een transistor. De voordelen liggen voor de hand: het schema ziet er nog eenvoudiger uit en heeft tegelijkertijd een grotere betrouwbaarheid en efficiëntie.
Nog een eenvoudigste circuitoplossing voor het samenstellen van een batterijlaadregelaar voor een windgenerator. Efficiëntie en betrouwbaarheid van het circuit neemt toe als gevolg van het gebruik van solid-state relais (+) erin
De eigenaardigheid van deze eenvoudige oplossing is de directe verbinding met terminals batterij generator windturbine. De geleiders van de laadregelaar worden ook rechtstreeks op de batterijcontacten "geplant".
In feite zijn beide delen van het schema niet gerelateerd aan elkaar. De spanning van de windgenerator wordt continu aan de accu toegevoerd. Wanneer de spanning op de accupolen 14,2 W bereikt, verbindt het solid-state relais de belasting voor reset. Dus de batterij wordt beschermd door het apparaat tegen overladen.
Hier kan niet alleen de gloeilamp fungeren als een ballastlading. Het is heel goed mogelijk om een ander apparaat aan te sluiten dat is ontworpen voor stroom tot 60 A. Bijvoorbeeld een elektrische buisvormige verwarmer.
Wat nog belangrijker is in dit schema - de werking van een solid-state relais wordt gekenmerkt door een geleidelijk toenemende amplitude. In feite is er het effect van een professioneel gemaakte PWM-controller.
Gecompliceerde versie van het controllercircuit
Als de vorige versie van het ontwerp van het batterijlaadcontrolecircuit alleen op een PWM-apparaat lijkt (pulsbreedtemodulatie), is dit principe hier specifiek geïmplementeerd.
Dit controlecircuit voor een windmolen met een driefasige generator is sindsdien enigszins gecompliceerd omvat het gebruik van microschakelingen - in het bijzonder operationele versterkers op veldeffecttransistoren omvattende build tl084.
Op de printplaat ziet alles er echter niet zo ingewikkeld uit als op een vel papier.
Schematische oplossing voor de montage van de controller met uw eigen handen, waarbij de TL084-microassemblage wordt gebruikt. Het werkingsprincipe is ook opgebouwd met behulp van relais om van modus te wisselen, maar het is mogelijk om de afkappunten in te stellen (+)
Net als bij de vorige oplossingen, wordt het relais gebruikt als schakelelement voor de ballastbelasting. Het relais is ontworpen om te werken met een 12-volt batterij, maar als u wilt, kunt u een model van 24 watt kiezen.
De ballastweerstand is gemaakt in de vorm van een krachtige weerstand (wikkeling op keramiek van nichroom). Om het werkspanningsbereik (11,5-18 W) aan te passen, gebruikt het circuit variabele weerstanden die zijn opgenomen in het regelcircuit van de micro-elektronische module TL084.
Werkt als volgt als een batterijlaadcontrolewindturbine. De driefasenstroom die wordt ontvangen van de windgenerator wordt gecorrigeerd door vermogensdiodes.
Aan de uitgang van de diodebrug wordt een constante spanning gevormd, die via de contacten wordt toegevoerd aan de ingang van de schakeling relais, extra diode, batterij en verder naar de in-circuit stabilisator (78L08) en naar de ingang van het samenstel TL084.
Het moment waarop de trigger naar een van de toestanden wordt geschakeld, wordt bepaald door de waarden van de variabele weerstanden (Low V en High V) van de onderste en bovenste spanningsdrempels.
Zolang er een spanning op de accuklemmen is die niet groter is dan 14,2 volt (voldoet aan de instelling van R Hoog V), is de laadbewerking bezig. Zodra de waarden naar boven veranderen, stuurt de TL084 operationele versterker een signaal naar de basis van de transistor, die het relais aanstuurt.
Een zelfgemaakt product volgens het TL084-microassembleschema. Alles is heel eenvoudig, zelfs in plaats van een hoogwaardige printplaat, is gekozen voor een plaat voor montage. Deze momenten zijn altijd blij met zelfgemaakte ontwerpen
Het relais wordt geactiveerd, het voedingscircuit van het circuit wordt verbroken en kortgesloten naar de ballastweerstand. De reset op de ballast loopt totdat de accu wordt ontladen in de buurt van de instelwaarde van de variabele weerstand Laag V.
Zodra deze waarde is bereikt, schakelt de tweede operationele versterker TL084 naar de omgekeerde toestand. Dit is hoe de controller werkt.
Chinees elektronisch alternatief
Het maken van een windgeneratorregelaar met uw eigen handen is een prestigieuze aangelegenheid. Maar gezien de snelheid van ontwikkeling van elektronische technologie, verliest vaak de betekenis van zelfassemblage zijn relevantie. Bovendien zijn de meeste voorgestelde regelingen al achterhaald.
Het blijkt goedkoper te zijn om een al klaar product te kopen, dat professioneel is gemaakt, met een hoogwaardige installatie, op moderne elektronische componenten. U kunt bijvoorbeeld een geschikt apparaat kopen tegen een redelijke prijs op AliExpress.
Het aanbod aan aanbiedingen op de Chinese site is indrukwekkend. Controllers voor windgenerators onder verschillende vermogensniveaus worden verkocht voor een prijs van 1000 roebel. Als je begint met dit bedrag, in termen van het samenstellen van het apparaat met je eigen handen, is het spel duidelijk niet de kaars waard.
Bijvoorbeeld, een van de voorstellen van de Chinese portal is een model voor een 600 watt windmolen. Het apparaat is 1070 roebel waard. geschikt voor gebruik met 12/24 volt batterijen, werkingsmodus tot 30 A.
Het is heel behoorlijk, ontworpen voor een 600 watt windgenerator, laadregelaar in de Chinese versie. Een dergelijk apparaat kan worden besteld bij China en binnen anderhalve maand via de post worden ontvangen.
De hoogwaardige all-weather controllerbehuizing met afmetingen van 100x90 mm is uitgerust met een krachtige radiator voor koeling. Het ontwerp van de behuizing heeft een IP67-classificatie. Het bereik van externe temperaturen is van - 35 tot + 75 °С. In het geval wordt een lichte indicatie van de modi van de toestand van de windgenerator weergegeven.
De vraag is, wat is de reden om tijd en energie te besteden aan het samenstellen van een eenvoudige constructie met uw eigen handen, als er een echte kans is om iets soortgelijks en technisch serieus te kopen?
Welnu, als dit model niet genoeg is, hebben de Chinezen erg coole opties. Zo werd onder de nieuwkomers een model met een vermogen van 2 kW voor een werkspanning van 96 volt genoteerd.
Chinees product uit de lijst van de nieuwe parochie. Biedt acculadingcontrole, in combinatie met een 2 kW-windgenerator. Accepteert een spanning tot 96 volt
Zeker, de kosten van deze controller zijn al vijf keer duurder dan de vorige ontwikkeling. Maar nogmaals, als we de kosten van het produceren van iets soortgelijks met onze eigen handen meten, ziet een aankoop eruit als een rationele beslissing.
Het enige dat Chinese producten verwart, is dat ze de neiging hebben om te stoppen met werken in de meest ongepaste gevallen. Daarom moet het gekochte apparaat vaak voor de geest worden gehaald - natuurlijk met uw eigen handen. Maar het is veel eenvoudiger en gemakkelijker dan een windgenerator laadregelaar met uw eigen handen vanuit het niets.
Voor liefhebbers van zelfgemaakte producten op onze site is er een reeks artikelen gewijd aan de vervaardiging van windturbines:
- Windgenerator van een autofabrikant-doe-het-zelf: assemblagetechnologie voor windturbines en foutanalyse
- Hoe bladen voor een windgenerator met uw eigen handen te bouwen: voorbeelden van zelfproducerende bladen voor een windmolen
- Windgenerator met uw eigen handen vanuit de wasmachine: instructies voor het monteren van een windmolen
- Hoe een windgenerator te berekenen: formules + praktisch voorbeeld van berekening
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
De wens om huishoudelijke apparatuur met eigen handen te maken, is soms sterker dan een eenvoudigere oplossing: een goedkoop apparaat kopen. Wat hier uit kwam, zie de video:
Als we de vooruitzichten van de productie van elektronica op zichzelf beoordelen, ongeacht het doel ervan, moeten we ons bezighouden met het idee dat de leeftijd van "DIY" eindigt.
De markt is oververzadigd met kant-en-klare elektronische apparaten en modulaire componenten voor bijna elk huishoudelijk product. Amateur elektronica-ingenieurs hebben nu een enkele onderneming - om huisontwerpers samen te stellen.
Is er iets om aan te vullen of vragen te stellen over het samenstellen en gebruiken van controllers voor een windgenerator? U kunt opmerkingen achterlaten, vragen stellen en foto's van uw zelfgemaakte producten toevoegen - het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.
