Ir daudz gadījumu, ja dzīvojat ārpus pilsētas, lai patērētu mazjaudas ierīci, jums var būt nepieciešams neliels daudzums elektrības. Piemēram, kompaktas laika stacijas darbībai, ūdens līmeņa uzraudzībai tvertnē, siltumnīcas automatizācijas kontrolei, dārza celiņa vai nelielas telpas avārijas apgaismojumam un citām ierīcēm. Katram no tiem ir nepieciešams barošanas avots - akumulators, akumulators vai tīkla barošanas avots (PSU). Periodiskas ierīces slodzes gadījumā ieteicams izmantot ar akumulatoru darbināmu PSU. Turklāt, lai uzlādētu, izmantojot ierīces šādos apstākļos, visizdevīgāk ir izmantot atjaunojamo vēja enerģiju, kas enerģijas padevi padarīs ekonomisku un autonomu.
Mūsu gadījumā mēs apsvērsim iespēju izmantot vēja enerģiju dārza tualetes avārijas apgaismošanai, atsevišķi stāvot zemes gabala malā. Tā kā spilgts apgaismojums šajā objektā nav nepieciešams, tad šīs problēmas risināšanai pietiek ar mazu jaudu. Dienas laikā akumulatoru uzlādē vēja enerģija, un tumsā to dod pēc nepieciešamības.
Lai veiktu strāvas padevi, nepieciešams vēja ģenerators ar vairāku vatu jaudu, mazas ietilpības akumulators un tam paredzēts lādētājs, sprieguma saskaņošanas ierīce.
Vēja ģenerators
Kā elektriskais ģenerators tiek izmantots modificēts kompakts pastāvīgs automašīnas starteris. Ģeneratora izeja: maiņstrāva ar jaudu 1,0 ... 6,5 W (atkarībā no vēja ātruma). Spriegums - 1 ... 6 v; strāva - 0,2 ... 1,1 a (diapazonā: mazs - vidējs vēja ātrums).
Starta pārveidošanas par ģeneratoru variants ir aprakstīts rakstā.
Lai vadītu elektrisko ģeneratoru, tika izgatavota rotora tipa turbīna ar vertikālu griešanās asi. Šī vēja turbīna gandrīz neko nemaksā, un to var viegli izgatavot mājās nosacījumus. Turklāt šāda turbīna darbojas gandrīz klusi un neatkarīgi no tā, kur pūš vējš. Šīs turbīnas efektivitāte ir maza, taču ar to pietiek šīs ierīces darbībai. Visu nodrošina darba ilgums, un tas atmaksājas ar dizaina vienkāršību un uzticamību. Turbīnu ražošanas iespēja ir aprakstīta raksts
Akumulators un lādētājs.
Kā enerģijas uzkrāšanas ierīce ir izmantojama litija jonu akumulators no mobilā tālruņa. Ir parādīta šīs akumulatora lādētāja (lādētāja) shēma un izgatavošanas procedūra rakstā.
Lādētāja ieejas dati: līdzstrāvas spriegums 5,5 ... 30 V. Piedāvātā lādētāja izejas spriegums diapazonā no 4,18 līdz 4,20 V. Izmantojot citu akumulatoru, ar atbilstošu regulēšanu lādētājs ļauj iegūt izejas spriegumu 2,5 robežās. ... 27 V
Sprieguma saskaņošana
Vēja turbīnas spriegums un strāva mainās atkarībā no vēja ātruma, tāpēc praktiskai lietošanai mums jāspēj uzlādēt akumulatoru un ietaupīt enerģiju lietošanai tur. Šim nolūkam vēja ģeneratora elektrība jāpārveido no maiņstrāvas uz tiešu ar spriegumu, kas ir pietiekams akumulatora lādētāja darbināšanai.
Piedāvātais vēja ģenerators, kā redzams no izejas parametriem, maza ātruma dēļ nespēj radīt nepieciešamo spriegumu. Pie vidējā vēja ātruma izejā var iegūt apmēram 2 ... 5 V spriegumu, un akumulatora uzlādēšanai nepieciešams vairāk nekā 5,5 voltu spriegums. Izeja ir vienkārša sprieguma pārveidotāja izmantošana, kas samontēts, pamatojoties uz četrkārtīgu sprieguma reizinātāju. Izmantojot pārveidotāja ieejai 2 ... 5 V maiņstrāvu, mēs iegūstam 5,5 ... 12 V līdzstrāvas pie izejas, kas ir pilnīgi pietiekami, lai uzlādētu akumulatoru. Viens no piedāvātajā ierīcē izmantotā četrkārtīgā sprieguma reizinātāja variantiem ir parādīts diagrammā.
Šai reizinātāja versijai ir simetrisks dizains un laba kravnesība, kas izgatavota no lētiem un pieejamiem elementiem. Reizinātāja izmantošana pastiprinātā transformatora vietā ļauj samazināt ierīces izmērus un svaru, novērst sprieguma taisngriezi.
Tā rezultātā autonomā barošanas ķēde iegūst šādu formu.
Shēma sastāv no 4 blokiem:
A1 - vēja ģenerators;
A2 - sprieguma reizinātājs;
A3 - akumulators un lādētājs;
A4 - apgaismes vienība.
Autonomas barošanas avota izgatavošana
1. Sprieguma reizinātājs (bloks A2), saskaņā ar iepriekš minēto diagrammu, mēs saliekam un lodējam uz 65 x 35 mm plati, kas izgriezta no universāla montāžas tekstolīta plāksnes.
Ķēdes montāžai izmantotas iepriekš nerealizētas sadzīves diodes D226G ar efektīvu siltuma izlietni. Importētie elektrolītiskie kondensatori. Ja nepieciešams, ir iespējams kompakti salikt šo ķēdi, izmantojot mūsdienīgas importētās diodes ar zemāko iespējamo tiešo spriegumu, lai palielinātu sprieguma pārveidotāja efektivitāti.
Jāatzīmē, ka ierīces darbības laikā maksimālā strāva, kas plūst caur diodēm, būs vienāda ar divreiz lielāku slodzes strāvu, un uz elektrolītiem divkāršosies ieejas sprieguma amplitūdas vērtība. Attiecīgi kondensatori un diodes ir jāprojektē šiem parametriem.
Lai ierobežotu maksimālo strāvu, sprieguma reizinātāja blokam tiek pievienots rezistors R6, un sprieguma ierobežošanai tiek izmantota Zener diode D5. Šiem elementiem vajadzētu darboties, lai aizsargātu ierīci lielā vējā. Lai izlīdzinātu pulsāciju, sprieguma reizinātāja izeja ir savienota ar elektrolītu C5 (diagrammā tiek pārsūtīta uz bloku A3).
2. Akumulators un lādētājs (A3). Kā enerģijas uzkrāšanas ierīce ir izmantojama litija jonu akumulators no mobilā tālruņa. Ir parādīta šīs akumulatora lādētāja shēma un izgatavošanas procedūra rakstā.
Ķēdes uzlādes strāvas iestatīšana. Pēc izlādējušās baterijas pievienošanas ķēdei (kad LED iedegas), izmantojot testeri R2, mēs iestatām uzlādes strāvas vērtību - 100 ... 150 mA.
3. Apgaismošanas vienība (A4) ietver ķēdi, kas sastāv no trim seriāli savienotiem supergaismiem LED, ierobežojošā rezistora R5 un strāvas padeves slēdža. Ierobežojošā rezistora gaismas diodes ir uzstādītas uz atsevišķa paneļa.
4. Izgatavosim dēli litija jonu akumulatora uzstādīšanai. No universālā montāžas PCB mēs izgriezām taisnstūri 40 x 55 mm; kontaktdakšu uzstādīšanai plāksnē mēs sagriezām divas rievas 0,7 ... 1,0 mm platumā.Tapu izkārtojums ir atkarīgs no izmantotā litija jonu akumulatora modeļa. No vara vai misiņa plāksnes ar biezumu 0,5 ... 0,7 mm mēs izgriezām L formas kontaktus un nostiprinām tos dēļa aizmugurē, izmantojot lodēšanu vai citu savienojumu. Lodēt kontaktus ar atbilstošiem lādētāja un apgaismes ierīces izejas kontaktiem. Uz šīs ierīces paneļa ir izveidotas divas dažāda augstuma kontaktu grupas, lai paralēli savienotu divas viena otrai uzstādītas baterijas (lai palielinātu ietilpību).
5. Barošanas bloka montāža. Mēs samontējam izgatavotos blokus saskaņā ar iepriekš minēto diagrammu, izmantojot montāžas stiepli. Kā gadījumu ir iespējams izmantot piemērota izmēra kasti, lampu. Vēlams ar putekļiem un ūdensnecaurlaidīgu dizainu (darbs ārpus telpām). Šajā gadījumā tika izmantots plastmasas korpuss no vecās lukturīša.
6. Ierīces darbības pārbaude.
Pie ierīces ieejas mēs piegādājam maiņstrāvu ar spriegumu 2,3 V.
Pie šī sprieguma, reizinātāja izejā, mēs iegūstam līdzstrāvas spriegumu 6,43 V.
Mēs pārbaudām, ja nepieciešams, pielāgojam lādētāja izejas spriegumu.
Mēs esam pārliecināti par izgatavotās ierīces pareizu darbību.
7. Instalējiet samontētos blokus korpusā. Mēs salabojam akumulatora uzlādes indikatoru redzamā vietā. No korpusa iznāk vads (kontaktu grupa) savienošanai ar ģeneratoru un gaismas slēdzi.
8. Ja iespējams, mēs noblīvējam putekļu un mitruma spraugas.
