Ci sono molti casi quando si vive fuori città, potrebbe essere necessaria una piccola quantità di elettricità per alimentare un dispositivo a basso consumo. Ad esempio, per il funzionamento di una stazione meteorologica compatta, il monitoraggio del livello dell'acqua in un serbatoio, il controllo dell'automazione di una serra, l'illuminazione di emergenza di un percorso del giardino o di una piccola stanza e altri dispositivi. Per ognuno di essi è necessario disporre di una fonte di alimentazione: una batteria, una batteria o un alimentatore di rete (PSU). In caso di carico periodico del dispositivo, si consiglia di utilizzare un alimentatore a batteria. Inoltre, per caricarlo, utilizzando i dispositivi in queste condizioni, è molto utile utilizzare l'energia eolica rinnovabile, che renderà l'alimentazione economica e autonoma.
Nel nostro caso, prenderemo in considerazione l'opzione di utilizzare l'energia eolica per l'illuminazione di emergenza di una toilette da giardino, in piedi separatamente sul bordo della trama. Poiché non è necessaria un'illuminazione intensa su questo oggetto, è sufficiente una bassa potenza per risolvere questo problema. Durante il giorno, la batteria viene caricata dall'energia eolica e al buio la fornisce quando necessario.
Per creare un alimentatore, è necessario un generatore eolico con una potenza di diversi watt, una batteria di piccola capacità e un caricabatterie, un dispositivo di adattamento della tensione.
Generatore eolico
Come generatore elettrico, viene utilizzato un motorino di avviamento per auto permanente compatto modificato modificato. Uscita del generatore: corrente alternata con una potenza di 1,0 ... 6,5 W (a seconda della velocità del vento). Tensione - 1 ... 6 v; corrente - 0,2 ... 1,1 a (nell'intervallo: piccolo - velocità media del vento).
Una variante di conversione di un avviatore in un generatore è descritta nell'articolo.
Per guidare un generatore elettrico, è stata realizzata una turbina a rotore con un asse di rotazione verticale. Questa turbina eolica non costa quasi nulla e può essere facilmente installata casa condizioni. Inoltre, una tale turbina funziona quasi in silenzio e indipendentemente da dove soffia il vento. L'efficienza di questa turbina è piccola, ma è sufficiente per il funzionamento di questo dispositivo. Tutto è assicurato dalla durata del lavoro e ripaga dalla semplicità e dall'affidabilità del design. Un'opzione di produzione di turbina è descritta in articolo
Batteria e caricabatterie.
Come dispositivo di accumulo dell'energia, è applicabile una batteria agli ioni di litio da un telefono cellulare. Vengono presentati lo schema e la procedura di fabbricazione del caricatore (caricatore) per questa batteria nell'articolo.
Dati di ingresso del caricabatterie: tensione di corrente continua di 5,5 ... 30 V. La tensione di uscita del caricatore proposto nell'intervallo 4,18 - 4,20 V. Quando si utilizza un'altra batteria, con un'adeguata regolazione, il caricabatterie consente di ottenere la tensione di uscita entro 2,5 ... 27 V.
Corrispondenza di tensione
La tensione e la corrente della turbina eolica variano a seconda della velocità del vento, quindi per un uso pratico, dobbiamo essere in grado di caricare la batteria e risparmiare energia per utilizzarla lì. Per questo, l'elettricità del generatore eolico deve essere convertita da corrente alternata a diretta, con una tensione sufficiente per far funzionare il caricabatterie.
Il generatore eolico proposto, come si può vedere dalle caratteristiche di uscita, non è in grado di produrre la tensione necessaria a causa della bassa velocità. A una velocità media del vento, è possibile ottenere una tensione di circa 2 ... 5 V in uscita e per caricare la batteria è necessaria una tensione di oltre 5,5 volt. La via d'uscita è l'uso di un semplice convertitore di tensione, assemblato sulla base di un moltiplicatore di tensione quadruplo. Applicando 2 ... 5 V di corrente alternata sull'ingresso del convertitore, otteniamo 5,5 ... 12 V di corrente continua sull'uscita, che è abbastanza per caricare la batteria. Una delle varianti del quadruplo moltiplicatore di tensione utilizzato nel dispositivo proposto è mostrata nel diagramma.
Questa versione del moltiplicatore ha un design simmetrico e una buona capacità di carico, fatta di elementi economici e convenienti. L'uso di un moltiplicatore, invece di un trasformatore step-up, consente di ridurre le dimensioni e il peso del dispositivo, per eliminare il raddrizzatore di tensione.
Di conseguenza, il circuito di un alimentatore autonomo assume la seguente forma.
Lo schema è composto da 4 blocchi:
A1 - generatore eolico;
A2 - moltiplicatore di tensione;
A3 - batteria e caricabatterie;
A4 - unità di illuminazione.
Produzione di un alimentatore autonomo
1. Moltiplicatore di tensione (blocco A2), secondo lo schema sopra, assembliamo e saldiamo su una scheda di 65 x 35 mm ritagliata da una scheda di textolite di montaggio universale.
Per il montaggio del circuito sono stati utilizzati diodi domestici precedentemente non realizzati D226G con un efficace dissipatore di calore. Condensatori elettrolitici importati. Se necessario, è possibile assemblare questo circuito in modo più compatto utilizzando i moderni diodi importati con la tensione diretta più bassa possibile per aumentare l'efficienza del convertitore di tensione.
È necessario tenere conto del fatto che durante il funzionamento del dispositivo, la corrente massima che fluisce attraverso i diodi sarà pari al doppio della corrente di carico e il doppio del valore di ampiezza della tensione di ingresso si sviluppa sugli elettroliti. Di conseguenza, condensatori e diodi devono essere progettati per questi parametri.
Inoltre, un resistore R6 viene aggiunto al blocco del moltiplicatore di tensione per limitare la corrente massima e un diodo Zener D5 viene utilizzato per limitare la tensione. Questi elementi dovrebbero funzionare per proteggere il dispositivo con forte vento. Per attenuare l'ondulazione, l'uscita del moltiplicatore di tensione è collegata all'elettrolita C5 (trasferito al blocco A3 nel diagramma).
2. Batteria e caricabatterie (A3). Come dispositivo di accumulo dell'energia, è applicabile una batteria agli ioni di litio da un telefono cellulare. Vengono presentati lo schema e la procedura di fabbricazione del caricabatterie per questa batteria nell'articolo.
Impostazione della corrente di carica del circuito. Dopo aver collegato la batteria scarica al circuito (quando il LED si accende), impostiamo il valore della corrente di carica - 100 ... 150 mA utilizzando il tester R2.
3. Unità di illuminazione (A4) include un circuito costituito da tre LED superbright collegati in serie, un resistore limitatore R5 e un interruttore di alimentazione per i LED. I LED della resistenza di limitazione sono montati su una scheda separata.
4. Facciamo una scheda per l'installazione di una batteria agli ioni di litio. Tagliamo un rettangolo con una dimensione di 40 x 55 mm dal PCB di montaggio universale; tagliamo due scanalature nella scheda di 0,7 ... 1,0 mm di larghezza per installare i contatti.La disposizione dei pin dipende dal modello di batteria agli ioni di litio utilizzata. Da una piastra di rame o ottone con uno spessore di 0,5 ... 0,7 mm, tagliamo i contatti a forma di L e li fissiamo sul retro della scheda usando la saldatura o un'altra connessione. Saldare i contatti ai corrispondenti terminali di uscita del caricatore e dell'unità di illuminazione. Sulla scheda di questo dispositivo, vengono realizzati due gruppi di contatti di diverse altezze per il collegamento in parallelo di due batterie (per aumentare la capacità) installate una sopra l'altra.
5. Gruppo di alimentazione. Montiamo i blocchi fabbricati secondo lo schema sopra, usando il filo di montaggio. In questo caso, è possibile utilizzare una scatola di dimensioni adeguate, una lampada. Auspicabile in polvere e design impermeabile (lavorare all'aperto). In questo caso, è stata utilizzata la custodia in plastica della vecchia torcia.
6. Verifica del funzionamento del dispositivo.
All'ingresso del dispositivo forniamo corrente alternata con una tensione di 2,3 V.
A questa tensione, all'uscita del moltiplicatore otteniamo una tensione di corrente continua di 6,43 V.
Controlliamo, se necessario, regolare la tensione di uscita del caricatore.
Siamo convinti del corretto funzionamento del dispositivo prodotto.
7. Installare i blocchi assemblati nella custodia. Ripariamo l'indicatore di carica della batteria in un luogo ben visibile. Un cavo (gruppo di contatti) fuoriesce dall'alloggiamento per il collegamento a un generatore e un interruttore della luce.
8. Se possibile, sigilliamo gli spazi vuoti da polvere e umidità.
