Der er mange tilfælde, hvor du bor uden for byen, du har muligvis brug for en lille mængde elektricitet til at give en strømforsyningsenhed. For eksempel til drift af en kompakt vejrstation, overvågning af vandstanden i en tank, kontrol af automatiseringen af et drivhus, til nødbelysning af en havesti eller et lille rum og andre enheder. For hver af dem er det nødvendigt at have en strømkilde - et batteri, et batteri eller en netværksstrømforsyning (PSU). I tilfælde af periodisk belastning af enheden anbefales det at bruge en batteridrevet PSU. Desuden er det mest fordelagtigt at anvende vedvarende vindenergi til opladning ved hjælp af enheden under disse forhold, hvilket vil gøre PSU økonomisk og autonom.
I vores tilfælde vil vi overveje muligheden for at bruge vindenergi til nødbelysning af et havetoilet, der står separat på kanten af grunden. Da lysbelysning på dette objekt ikke er nødvendigt, er lav effekt tilstrækkelig til at løse dette problem. I løbet af dagen oplades batteriet af vindenergi, og i mørke giver det det efter behov.
For at fremstille en strømforsyning, en vindgenerator med en effekt på flere watt, et batteri med lille kapacitet og en oplader til det, kræves en spændingstilpasningsanordning.
Vindgenerator
Som en elektrisk generator bruges en modificeret kompakt permanent startbilstarter. Generatorudgang: vekselstrøm med en effekt på 1,0 ... 6,5 W (afhængigt af vindhastighed). Spænding - 1 ... 6 v; strøm - 0,2 ... 1,1 a (i området: lille - gennemsnitlig vindhastighed).
En variant af konvertering af en starter til en generator er beskrevet i artiklen.
For at drive en elektrisk generator blev der lavet en turbintype af rotortypen med en lodret rotationsakse. Denne vindmølle koster næsten intet og kan let fremstilles hjem forhold. Desuden fungerer en sådan turbin næsten lydløst og uanset hvor vinden blæser. Effektiviteten af denne turbin er lille, men det er nok til betjening af denne enhed. Alt sikres af arbejdets varighed og betaler sig ved designens enkelhed og pålidelighed. En turbinefremstillingsmulighed er beskrevet i artiklen
Batteri og oplader.
Som en energilagringsenhed gælder et lithium-ion-batteri fra en mobiltelefon. Skemaet og fremstillingsproceduren for opladeren (opladeren) til dette batteri præsenteres i artikel.
Inputdata for opladeren: jævnstrømspænding på 5,5 ... 30 V. Udgangsspændingen for den foreslåede oplader i området 4,18 - 4,20 V. Når du bruger et andet batteri, med passende justering, giver laderen dig mulighed for at få udgangsspændingen inden for 2,5 ... 27 V.
Spændings matching
Spændingen og strømmen fra vindmøllen varierer afhængigt af vindhastigheden, så til praktisk brug skal vi være i stand til at oplade batteriet og spare energi til brug der. Til dette skal elektriciteten fra vindgeneratoren konverteres fra vekselstrøm til direkte med en spænding, der er tilstrækkelig til at betjene batteriopladeren.
Som det fremgår af outputegenskaberne, er den foreslåede vindgenerator ikke i stand til at producere den nødvendige spænding på grund af den lave hastighed. Ved en gennemsnitlig vindhastighed kan der opnås en spænding på ca. 2 ... 5 V ved udgangen, og der kræves en spænding på mere end 5,5 volt for at oplade batteriet. Vejen ud er brugen af en simpel spændingskonverter, samlet på basis af en firfoldet spændingsmultiplikator. Ved at anvende 2 ... 5 V vekselstrøm på konverterens indgang får vi 5,5 ... 12 V jævnstrøm ved udgangen, hvilket er helt nok til at oplade batteriet. En af varianterne af firfoldsspændingsmultiplikatoren, der bruges i den foreslåede enhed, er vist i diagrammet.
Denne version af multiplikatoren har et symmetrisk design og god bæreevne, lavet af billige og overkommelige elementer. Brug af en multiplikator i stedet for en step-up transformer gør det muligt at reducere dimensionerne og vægten af enheden for at eliminere spændingsudretteren.
Som et resultat har kredsløbet til en autonom strømforsyning følgende form.
Ordningen består af 4 blokke:
A1 - vindgenerator;
A2 - spændingsmultiplikator;
A3 - batteri og oplader;
A4 - belysningsenhed.
Produktion af en autonom strømforsyning
1. Spændingsmultiplikator (blok A2) monteres og loddes vi i henhold til ovenstående diagram på et 65 x 35 mm plade udskåret fra et universalmonterende tekstolitplade.
Til montering af kredsløbet anvendte tidligere urealiserede husdioder D226G med en effektiv køleplade. Importerede elektrolytiske kondensatorer. Om nødvendigt er det muligt at samle dette kredsløb mere kompakt ved hjælp af moderne importerede dioder med den lavest mulige direkte spænding for at øge spændingsomformerens effektivitet.
Det skal tages i betragtning, at under driften af enheden vil den maksimale strøm, der strømmer gennem dioderne, være lig med det dobbelte af belastningsstrømmen, og to gange amplitudeværdien af indgangsspændingen udvikles på elektrolytter. I overensstemmelse hermed skal kondensatorer og dioder designes til disse parametre.
Derudover tilføjes en modstand R6 til spændingsmultiplikatorblokken for at begrænse den maksimale strøm, og en Zener-diode D5 bruges til at begrænse spændingen. Disse elementer skal arbejde for at beskytte enheden i høj vind. For at udjævne krusningen er output fra spændingsmultiplikatoren forbundet til elektrolyt C5 (overført til blok A3 i diagrammet).
2. Batteri og oplader (A3). Som en energilagringsenhed gælder et lithium-ion-batteri fra en mobiltelefon. Skemaet og fremstillingsproceduren for opladeren til dette batteri præsenteres i artikel.
Indstilling af kredsløbets opladningsstrøm. Når vi har tilsluttet det afladede batteri til kredsløbet (når LED tænder), indstiller vi ladestrømværdien - 100 ... 150 mA vha. Testeren R2.
3. Belysningsenhed (A4) inkluderer et kredsløb bestående af tre serielt tilsluttede superbride LED'er, en begrænsningsmodstand R5 og en strømafbryder til LED'erne. De begrænsende modstands-LED'er er monteret på et separat kort.
4. Lad os lave et bord til installation af et lithium-ion-batteri. Vi skærer et rektangel på 40 x 55 mm fra universalmonteringskortet; vi skærer to riller i pladen 0,7 ... 1,0 mm bred til installation af kontakter.Pinindretningen afhænger af modellen med det anvendte lithium-ion-batteri. Fra en kobber- eller messingplade med en tykkelse på 0,5 ... 0,7 mm skærer vi de L-formede kontakter ud og fastgør dem på bagsiden af pladen ved hjælp af lodning eller en anden forbindelse. Lodde kontakterne til de tilsvarende udgangsterminaler på opladeren og belysningsenheden. På brættet på denne enhed er der lavet to grupper af kontakter i forskellige højder til parallel tilslutning af to batterier (for at øge kapaciteten) installeret oven på hinanden.
5. Strømforsyningsenhed. Vi samler de fremstillede blokke i henhold til ovenstående diagram ved hjælp af monteringsledningen. Som et tilfælde er det muligt at bruge en kasse i passende størrelse, en lampe. Ønskeligt i støv og vandtæt design (arbejde udendørs). I dette tilfælde blev plastikhuset fra den gamle lommelygte brugt.
6. Kontrol af enhedens funktion.
Ved indgangen til enheden leverer vi vekselstrøm med en spænding på 2,3 V.
Ved denne spænding ved multiplikatorens udgang får vi en jævnstrømspænding på 6,43 V.
Vi kontrollerer om nødvendigt justering af udgangsspændingen på opladeren.
Vi er overbevist om, at den fremstillede enhed fungerer korrekt.
7. Installer de samlede blokke i etuiet. Vi fixer batteriopladningsindikatoren et tydeligt sted. En ledning (kontaktgruppe) kommer ud af huset for tilslutning til en generator og en lysafbryder.
8. Hvis det er muligt, tætner vi hullerne fra støv og fugt.
