Có nhiều trường hợp khi sống bên ngoài thành phố, bạn có thể cần một lượng điện nhỏ để cung cấp năng lượng cho một thiết bị năng lượng thấp. Ví dụ, đối với hoạt động của một trạm thời tiết nhỏ gọn, theo dõi mực nước trong bể, kiểm soát tự động hóa nhà kính, để chiếu sáng khẩn cấp lối đi trong vườn hoặc một căn phòng nhỏ và các thiết bị khác. Đối với mỗi người trong số họ cần có một nguồn năng lượng - pin, pin hoặc nguồn điện mạng (PSU). Trong trường hợp tải định kỳ của thiết bị, nên sử dụng PSU chạy bằng pin. Hơn nữa, để sạc pin, sử dụng các thiết bị trong những điều kiện này, sẽ có lợi nhất khi sử dụng năng lượng gió tái tạo, điều này sẽ giúp việc cung cấp điện tiết kiệm và tự chủ.
Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét tùy chọn sử dụng năng lượng gió cho ánh sáng khẩn cấp của nhà vệ sinh trong vườn, đứng riêng ở rìa của lô đất. Vì ánh sáng mạnh ở vật thể này là không cần thiết, nên công suất thấp là đủ để giải quyết vấn đề này. Vào ban ngày, pin được sạc bằng năng lượng gió và trong bóng tối sẽ cung cấp cho nó khi cần thiết.
Để cung cấp năng lượng, bạn cần một máy phát điện gió có công suất vài watt, pin dung lượng nhỏ và bộ sạc cho nó, một thiết bị phù hợp với điện áp.
Máy phát điện gió
Là một máy phát điện, một bộ khởi động xe khởi động nhỏ gọn được sửa đổi được sử dụng. Đầu ra máy phát: dòng điện xoay chiều có công suất 1.0 ... 6.5 W (tùy thuộc vào tốc độ gió). Điện áp - 1 ... 6 v; hiện tại - 0,2 ... 1,1 a (trong phạm vi: nhỏ - tốc độ gió trung bình).
Một biến thể của việc chuyển đổi một bộ khởi động thành một trình tạo được mô tả trong bài viết.
Để lái một máy phát điện, một tuabin loại rôto có trục quay thẳng đứng đã được chế tạo. Tua bin gió này có giá gần như không có gì và có thể dễ dàng chế tạo nhà điều kiện. Hơn nữa, một tuabin như vậy hoạt động gần như âm thầm và bất kể nơi nào gió thổi. Hiệu suất của tuabin này là nhỏ, nhưng điều này là đủ cho hoạt động của thiết bị này. Mọi thứ được đảm bảo bởi thời gian làm việc và được đền đáp bằng sự đơn giản và độ tin cậy của thiết kế. Một tùy chọn sản xuất tuabin được mô tả trong bài viết
Pin và bộ sạc.
Là một thiết bị lưu trữ năng lượng, pin lithium-ion từ điện thoại di động được áp dụng. Sơ đồ và quy trình sản xuất bộ sạc (bộ sạc) cho pin này được trình bày trong bài viết.
Dữ liệu đầu vào của bộ sạc: điện áp dòng điện trực tiếp 5,5 ... 30 V. Điện áp đầu ra của bộ sạc được đề xuất trong khoảng 4,18 - 4,20 V. Khi sử dụng pin khác, với sự điều chỉnh phù hợp, bộ sạc cho phép bạn có được điện áp đầu ra trong vòng 2,5 ... 27 V.
Kết hợp điện áp
Điện áp và dòng điện từ tuabin gió khác nhau tùy thuộc vào tốc độ gió, vì vậy để sử dụng thực tế, chúng ta phải có thể sạc pin và tiết kiệm năng lượng để sử dụng ở đó. Đối với điều này, điện từ máy phát điện gió phải được chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều sang trực tiếp, với điện áp đủ để vận hành bộ sạc pin.
Máy phát điện gió được đề xuất, như có thể thấy từ các đặc tính đầu ra, không thể tạo ra điện áp cần thiết do tốc độ thấp. Ở tốc độ gió trung bình, có thể thu được điện áp khoảng 2 ... 5 V ở đầu ra và cần có điện áp hơn 5,5 volt để sạc pin. Lối thoát là việc sử dụng một bộ chuyển đổi điện áp đơn giản, được lắp ráp trên cơ sở hệ số nhân điện áp bốn lần. Bằng cách áp dụng 2 ... 5 V dòng điện xoay chiều vào đầu vào của bộ chuyển đổi, chúng ta nhận được 5,5 ... 12 V dòng điện trực tiếp ở đầu ra, khá đủ để sạc pin. Một trong những biến thể của hệ số nhân điện áp gấp bốn lần được sử dụng trong thiết bị được đề xuất được hiển thị trong sơ đồ.
Phiên bản số nhân này có thiết kế đối xứng và khả năng tải tốt, được làm bằng các yếu tố giá rẻ và giá cả phải chăng. Việc sử dụng hệ số nhân, thay vì máy biến áp tăng cường, cho phép giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị, để loại bỏ bộ chỉnh lưu điện áp.
Kết quả là, mạch của một nguồn cung cấp năng lượng tự trị có dạng sau.
Sơ đồ bao gồm 4 khối:
A1 - máy phát điện gió;
A2 - hệ số nhân điện áp;
A3 - pin và bộ sạc;
A4 - đơn vị chiếu sáng.
Sản xuất một nguồn cung cấp điện tự trị
1. Hệ số nhân điện áp (khối A2), theo sơ đồ trên, chúng tôi lắp ráp và hàn trên một bảng 65 x 35 mm được cắt ra từ một bảng văn bản gắn kết phổ quát.
Để gắn mạch được sử dụng điốt trong nước chưa thực hiện trước đây D226G có một bộ tản nhiệt hiệu quả. Tụ điện phân nhập khẩu. Nếu cần thiết, có thể lắp ráp mạch này gọn hơn bằng cách sử dụng điốt hiện đại nhập khẩu với điện áp trực tiếp thấp nhất có thể để tăng hiệu suất của bộ biến đổi điện áp.
Phải xem xét rằng trong quá trình hoạt động của thiết bị, dòng điện cực đại chạy qua điốt sẽ bằng hai lần dòng tải và hai lần giá trị biên độ của điện áp đầu vào phát triển trên các chất điện phân. Theo đó, các tụ điện và điốt phải được thiết kế cho các tham số này.
Ngoài ra, một điện trở R6 được thêm vào khối nhân điện áp để giới hạn dòng tối đa và một diode Zener D5 được sử dụng để giới hạn điện áp. Các yếu tố này sẽ hoạt động để bảo vệ thiết bị trong gió mạnh. Để làm mịn gợn, đầu ra của hệ số nhân điện áp được kết nối với chất điện phân C5 (được chuyển đến khối A3 trong sơ đồ).
2. Pin và bộ sạc (A3). Là một thiết bị lưu trữ năng lượng, pin lithium-ion từ điện thoại di động được áp dụng. Sơ đồ và quy trình sản xuất bộ sạc cho pin này được trình bày trong bài viết.
Đặt dòng sạc của mạch. Sau khi kết nối pin đã xả với mạch (khi đèn LED bật), chúng tôi đặt giá trị dòng sạc - 100 ... 150 mA bằng cách sử dụng máy kiểm tra R2.
3. Đơn vị chiếu sáng (A4) bao gồm một mạch bao gồm ba đèn LED tuyệt vời được kết nối seri, điện trở giới hạn R5 và công tắc nguồn cho đèn LED. Các đèn LED điện trở giới hạn được gắn trên một bảng riêng biệt.
4. Hãy tạo một bảng để lắp đặt pin lithium-ion. Chúng tôi cắt một hình chữ nhật 40 x 55 mm từ PCB lắp phổ quát, chúng tôi cắt hai rãnh trong bảng rộng 0,7 ... 1,0 mm để cài đặt các tiếp điểm.Bố trí pin phụ thuộc vào kiểu pin lithium-ion được sử dụng. Từ một tấm đồng hoặc đồng thau có độ dày 0,5 ... 0,7 mm, chúng tôi cắt các tiếp điểm hình chữ L và cố định chúng ở mặt sau của bảng bằng cách hàn hoặc kết nối khác. Hàn các tiếp điểm vào các đầu ra tương ứng của bộ sạc và bộ phận chiếu sáng. Trên bảng của thiết bị này, hai nhóm tiếp xúc có độ cao khác nhau được tạo để kết nối song song hai pin (để tăng dung lượng) được lắp đặt lên nhau.
5. Lắp ráp cung cấp điện. Chúng tôi lắp ráp các khối sản xuất theo sơ đồ trên, sử dụng dây gắn. Như một trường hợp, có thể sử dụng một hộp có kích thước phù hợp, đèn. Mong muốn trong thiết kế chống bụi và chống thấm nước (làm việc ngoài trời). Trong trường hợp này, vỏ nhựa từ đèn pin cũ đã được sử dụng.
6. Kiểm tra hoạt động của thiết bị.
Ở đầu vào của thiết bị, chúng tôi cung cấp dòng điện xoay chiều có điện áp 2,3 V.
Ở điện áp này, ở đầu ra của hệ số nhân, chúng ta có được điện áp dòng trực tiếp là 6,43 V.
Chúng tôi kiểm tra, nếu cần, điều chỉnh điện áp đầu ra của bộ sạc.
Chúng tôi tin chắc về hoạt động chính xác của thiết bị được sản xuất.
7. Cài đặt các khối lắp ráp trong trường hợp. Chúng tôi sửa chỉ báo sạc pin ở một nơi dễ thấy. Một dây (nhóm tiếp xúc) đi ra khỏi vỏ để kết nối với máy phát điện và công tắc đèn.
8. Nếu có thể, chúng tôi bịt kín các khoảng trống từ bụi và độ ẩm.
