Hi ha molts casos en viure fora de la ciutat, potser necessiteu una petita quantitat d’electricitat per alimentar un dispositiu de poca potència. Per exemple, per al funcionament d’una estació meteorològica compacta, supervisar el nivell d’aigua en un dipòsit, controlar l’automatització d’un hivernacle, per a l’enllumenat d’emergència d’un camí de jardí o d’una petita habitació i altres dispositius. Per a cadascun d’ells és necessari tenir una font d’energia: una bateria, una bateria o una font d’alimentació de xarxa (PSU). En cas de càrrega periòdica del dispositiu, és aconsellable utilitzar una alimentació elèctrica alimentada amb bateries. A més, per a la seva càrrega, utilitzant dispositius en aquestes condicions, és més beneficiós l’ús d’energia eòlica renovable, cosa que farà que l’alimentació sigui econòmica i autònoma.
En el nostre cas, tindrem en compte l’opció d’utilitzar l’energia eòlica per a l’enllumenat d’emergència d’un vàter de jardí, de peu per separat a la vora de la parcel·la. Atès que no és necessària una il·luminació brillant en aquest objecte, una potència baixa és suficient per solucionar aquest problema. Durant el dia, la bateria es carrega per l’energia eòlica i a les fosques l’aporta com cal.
Per fer una font d’energia, necessiteu un generador eòlic amb una potència de diversos watts, una bateria de poca capacitat i un carregador per a ella, un dispositiu de tensió.
Generador eòlic
Com a generador elèctric, s'utilitza un arrencador de cotxe permanent d'arrencada permanent compacte. Sortida del generador: corrent altern amb una potència d’1,0 ... 6,5 W (depenent de la velocitat del vent). Voltatge: 1 ... 6 v; actual: 0,2 ... 1,1 a (en el rang: velocitat mitjana del vent petita).
A l’article es descriu una variant de conversió d’un arrencador en generador.
Per impulsar un generador elèctric es va fer una turbina tipus rotor amb un eix de gir vertical. Aquest aerogenerador no costa gairebé res i es pot introduir fàcilment a casa condicions. A més, aquesta turbina funciona gairebé en silenci i independentment de on bufi el vent. L’eficiència d’aquesta turbina és petita, però això és suficient per al funcionament d’aquest dispositiu. Tot s’assegura per la durada del treball i es paga per la senzillesa i fiabilitat del disseny. Una opció de fabricació de turbines es descriu a article
Bateria i carregador.
Com a dispositiu d’emmagatzematge d’energia, és aplicable una bateria d’ió de liti d’un telèfon mòbil. Es presenta l’esquema i el procediment de fabricació del carregador (carregador) d’aquesta bateria a l'article.
Dades d’entrada del carregador: tensió de corrent directe de 5,5 ... 30 V. La tensió de sortida del carregador proposat en l’interval de 4,18 - 4,20 V. Quan s’utilitza una altra bateria, amb l’ajust adequat, el carregador permet obtenir la tensió de sortida dins de 2,5. ... 27 V.
Correspondència de tensió
El voltatge i el corrent de l’aerogenerador varien en funció de la velocitat del vent, per la qual cosa per a un ús pràctic, hem de ser capaços de carregar la bateria i estalviar energia per al seu ús. Per això, l’electricitat del generador eòlic s’ha de convertir de corrent altern a directe, amb un voltatge suficient per fer funcionar el carregador de bateries.
El generador eòlic proposat, com es pot veure a les característiques de sortida, no és capaç de produir el voltatge necessari a causa de la baixa velocitat. A una velocitat mitjana del vent, es pot obtenir un voltatge d’uns 2 ... 5 V a la sortida i es requereix un voltatge superior a 5,5 volts per carregar la bateria. La sortida és l’ús d’un convertidor de tensió simple, muntat sobre la base d’un multiplicador de tensió de quatre vegades. Aplicant 2 ... 5 V de corrent altern a l’entrada del convertidor, obtenim 5,5 ... 12 V de corrent directe a la sortida, cosa suficient per carregar la bateria. Una de les variants del multiplicador de quatre volts que es fa servir al dispositiu proposat es mostra al diagrama.
Aquesta versió del multiplicador té un disseny simètric i una bona capacitat de càrrega, feta d’elements barats i assequibles. L’ús d’un multiplicador, en lloc d’un transformador pas a pas, redueix la mida i el pes del dispositiu, elimina el rectificador de tensió.
Com a resultat, el circuit d’alimentació autònoma pren la forma següent.
L’esquema consta de 4 blocs:
A1 - generador eòlic;
A2 - multiplicador de tensió;
A3 - bateria i carregador;
A4 - unitat d’il·luminació.
Producció d'una font elèctrica autònoma
1. Multiplicador de tensió (bloc A2), segons el diagrama anterior, muntem i soldem en una placa de 65 x 35 mm retallada d'una placa de textolita de muntatge universal.
Per al muntatge del circuit utilitzats díodes domèstics no realitzats D226G amb un dissipador de calor efectiu. Condensadors electrolítics importats. Si és necessari, és possible muntar aquest circuit de manera més compacta mitjançant diodes moderns importats amb la tensió directa més baixa possible per augmentar l'eficiència del convertidor de tensió.
Cal tenir en compte que durant el funcionament del dispositiu, el corrent màxim que circula pels díodes serà igual al doble del corrent de càrrega, i en els electròlits el doble de l'amplitud del voltatge d'entrada es desenvolupa. Per tant, els condensadors i els díodes han de ser dissenyats per a aquests paràmetres.
A més, s’afegeix una resistència R6 al bloc multiplicador de tensió per limitar el corrent màxim i s’utilitza un díode Zener D5 per limitar la tensió. Aquests elements han de funcionar per protegir el dispositiu de fort vent. Per a suavitzar la ondulació, es connecta un electròlit C5 a la sortida del multiplicador de tensió (transferit al bloc A3 del diagrama).
2. Bateria i carregador (A3). Com a dispositiu d’emmagatzematge d’energia, és aplicable una bateria d’ió de liti d’un telèfon mòbil. Es presenta l’esquema i el procediment de fabricació del carregador d’aquesta bateria a l'article.
Configuració del corrent de càrrega del circuit. Després d’haver connectat la bateria descarregada al circuit (a mesura que el LED s’encén), establim el valor de corrent de càrrega - 100 ... 150 mA mitjançant el tester R2.
3. Unitat d’il·luminació (A4) inclou un circuit que consta de tres LED de superllumini connectats en sèrie, una resistència R5 limitant i un interruptor d’alimentació per als LED. Els LED de resistència limitant es munten en una placa separada.
4. Fem un tauler per instal·lar una bateria d’ió de liti. Tallem un rectangle de 40 x 55 mm del PCB de muntatge universal, tallem dues ranures al tauler de 0,7 ... 1,0 mm d'ample per instal·lar contactes.La disposició del pin depèn del model de bateria d'ions de liti utilitzada. A partir d’una placa de coure o llautó amb un gruix de 0,5 ... 0,7 mm, retallem els contactes en forma de L i els fixem a la part posterior de la junta mitjançant soldadura o una altra connexió. Soldeu els contactes als terminals de sortida corresponents del carregador i de la unitat d’il·luminació. A la placa d'aquest dispositiu es realitzen dos grups de contactes de diferents alçades per a la connexió paral·lela de dues bateries (per augmentar la capacitat) instal·lades les unes sobre les altres.
5. Muntatge d’alimentació. Muntem els blocs fabricats segons el diagrama anterior, utilitzant el fil de muntatge. Com a cas, és possible utilitzar una caixa de mida adequada, una làmpada. És desitjable en disseny impermeable a la pols i a l'aigua (treballar a l'aire lliure). En aquest cas, es va utilitzar la caixa de plàstic de la llanterna antiga.
6. Comprovació del funcionament del dispositiu.
A l'entrada del dispositiu subministrem corrent altern amb una tensió de 2,3 V.
A aquesta tensió, a la sortida del multiplicador obtenim un voltatge de corrent directe de 6,43 V.
Comprovem, si cal, ajustar el voltatge de sortida del carregador.
Estem convençuts del funcionament correcte del dispositiu fabricat.
7. Instal·leu els blocs muntats al cas. L’indicador de càrrega de la bateria es soluciona en un lloc visible. Un cable (grup de contacte) surt de la carcassa per a la connexió amb un generador i un interruptor de llum.
8. Si és possible, segellem els buits de la pols i la humitat.
