Има много случаи, когато живеете извън града, може да се нуждаете от малко количество електричество, за да захранвате устройство с ниска мощност. Например за работа на компактна метеорологична станция, наблюдение на нивото на водата в резервоар, контрол на автоматизацията на оранжерия, за аварийно осветление на градинска пътека или малка стая и други устройства. За всеки от тях трябва да имате източник на захранване - батерия, батерия или мрежово захранване (PSU). В случай на периодично натоварване на устройството, препоръчително е да използвате захранване с батерия. Освен това за зареждането му, като използвате устройството при тези условия, е най-изгодно да използвате възобновяема енергия от вятъра, което ще направи PSU икономичен и автономен.
В нашия случай ще разгледаме възможността за използване на вятърна енергия за аварийно осветление на градинска тоалетна, стояща отделно на ръба на парцела. Тъй като яркото осветление на този обект не е необходимо, тогава ниската мощност е достатъчна за решаването на този проблем. През деня акумулаторът се зарежда от енергия на вятъра, а на тъмно го дава според нуждите.
За да направите захранване, ще е необходимо ветрогенератор с мощност от няколко вата, батерия с малък капацитет и зарядно за него, устройство за съвпадение на напрежението.
Вятър генератор
Като електрически генератор се използва модифициран компактен стартов стартов автомобил. Изход на генератора: променлив ток с мощност 1,0 ... 6,5 W (в зависимост от скоростта на вятъра). Напрежение - 1 ... 6 v; ток - 0,2 ... 1,1 a (в диапазона: малък - средна скорост на вятъра).
Вариант за превръщане на стартер в генератор е описан в.
За задвижване на електрически генератор е направена турбина тип ротор с вертикална ос на въртене. Тази вятърна турбина не струва почти нищо и лесно може да се направи у дома условия. Освен това такава турбина работи почти безшумно и независимо от това къде духа вятърът. Ефективността на тази турбина е малка, но това е достатъчно за работата на това устройство. Всичко се осигурява от продължителността на работата и се изплаща от простотата и надеждността на дизайна. Описан е вариант за производство на турбини статия
Батерия и зарядно.
Като устройство за съхранение на енергия е приложима литиево-йонна батерия от мобилен телефон. Представена е схемата и процедурата на производство на зарядното устройство (зарядното устройство) за тази батерия в статия.
Входни данни на зарядното устройство: напрежение на постоянен ток от 5,5 ... 30 V. Изходното напрежение на предложеното зарядно в диапазона от 4,18 - 4,20 V. Когато използвате друга батерия, с подходяща настройка, зарядното устройство ви позволява да получите изходното напрежение в рамките на 2,5 ... 27 V.
Съответствие на напрежението
Напрежението и токът от вятърната турбина варират в зависимост от скоростта на вятъра, така че за практическа употреба трябва да можем да зареждаме батерията и да пестим енергия за използване там. За това електричеството от вятърния генератор трябва да се преобразува от променлив ток в директен, с напрежение, достатъчно за работа на зарядното устройство на батерията.
Предложеният вятър генератор, както се вижда от изходните характеристики, не е в състояние да произведе необходимото напрежение поради ниската скорост. При средна скорост на вятъра на изхода може да се получи напрежение около 2 ... 5 V, а за зареждане на батерията е необходимо напрежение над 5,5 волта. Изходът е използването на обикновен преобразувател на напрежение, сглобен на базата на четирикратен умножител на напрежението. Прилагайки 2 ... 5 V променлив ток към входа на конвертора, получаваме 5,5 ... 12 V постоянен ток на изхода, което е напълно достатъчно за зареждане на батерията. Един от вариантите на четирикратния множител на напрежението, използван в предложеното устройство, е показан на диаграмата.
Тази версия на умножителя има симетричен дизайн и добра товароносимост, изработена от евтини и достъпни елементи. Използването на умножител, вместо усилващ трансформатор, позволява да се намалят размерите и теглото на устройството, да се елиминира токоизправителят.
В резултат на това веригата на автономно захранване приема следната форма.
Схемата се състои от 4 блока:
А1 - генератор на вятъра;
A2 - умножител на напрежението;
A3 - батерия и зарядно устройство;
A4 - осветително тяло.
Производство на автономно захранване
1. Умножител на напрежението (блок A2), съгласно горната диаграма, ние сглобяваме и спояваме върху дъска с размери 65 x 35 mm, изрязана от универсална монтажна текстолитова дъска.
За монтиране на веригата използвани преди това нереализирани битови диоди D226G с ефективен радиатор. Внесени електролитни кондензатори. Ако е необходимо, е възможно да се сглоби тази схема по-компактно, като се използват съвременни внесени диоди с възможно най-ниското директно напрежение, за да се увеличи ефективността на преобразувателя на напрежението.
Трябва да се вземе предвид, че по време на работа на устройството максималният ток, преминаващ през диодите, ще бъде равен на два пъти по-голям ток на натоварване, а на електролитите се развива два пъти амплитудната стойност на входното напрежение. Съответно кондензаторите и диодите трябва да бъдат проектирани за тези параметри.
Освен това към блока на умножителя на напрежението се добавя резистор R6 за ограничаване на максималния ток и за ограничаване на напрежението се използва Zener диод D5. Тези елементи трябва да работят за защита на устройството при силни ветрове. За да се изглади пулсацията, на изхода на умножителя на напрежението (прехвърлен в блок А3 в диаграмата) е свързан електролит С5.
2. Батерия и зарядно (A3). Като устройство за съхранение на енергия е приложима литиево-йонна батерия от мобилен телефон. Представена е схемата и процедурата на производство на зарядното устройство за тази батерия в статия.
Настройка на тока на зареждане на веригата. След като свързахме разредената батерия към веригата (с включване на светодиода), зададем стойността на тока на зареждане - 100 ... 150 mA, използвайки тестера R2.
3. Осветително тяло (A4) включва схема, състояща се от три последователно свързани суперясни светодиоди, ограничаващ резистор R5 и превключвател за захранване на светодиодите. Ограничителните светодиодни резистори са монтирани на отделна платка.
4. Нека направим платка за инсталиране на литиево-йонна батерия, Изрязваме правоъгълник с размери 40 х 55 мм от универсалната монтажна платка; изрязваме два канала в дъската с ширина 0,7 ... 1,0 мм за монтаж на контакти.Разположението на щифтовете зависи от използвания модел литиево-йонна батерия. От медна или месингова плоча с дебелина 0,5 ... 0,7 мм изрязваме контактите във формата на Г и ги фиксираме на гърба на дъската с помощта на запояване или друга връзка. Поядете контактите към съответните изходни клеми на зарядното устройство и осветителното тяло. На дъската на това устройство са направени две групи контакти с различна височина за паралелно свързване на две батерии (за увеличаване на капацитета), монтирани една върху друга.
5. Монтаж на захранване, Сглобяваме произведените блокове съгласно горната диаграма, като използваме монтажния проводник. Като случай е възможно да се използва кутия с подходящ размер, лампа. Желателно при прах и водоустойчив дизайн (работа на открито). В този случай беше използван пластмасовият калъф от стария фенер.
6. Проверка на работата на устройството.
На входа на устройството подаваме променлив ток с напрежение 2,3 V.
При това напрежение на изхода на умножителя получаваме напрежение на постоянен ток 6,43 V.
Проверяваме, ако е необходимо, регулираме изходното напрежение на зарядното устройство.
Убедени сме в правилната работа на произведеното устройство.
7. Инсталирайте сглобените блокове в кутията, Индикаторът за зареждане на батерията е фиксиран на видно място. От корпуса излиза кабел (контактна група) за свързване към генератор и превключвател на светлината.
8. Ако е възможно, ние запечатваме пропуските от прах и влага.
