Sok esetben, ha a városon kívül él, kis energiára van szüksége az alacsony fogyasztású eszköz táplálásához. Például egy kompakt meteorológiai állomás működtetése érdekében, a tartály vízszintjének ellenőrzése, az üvegház automatizálásának vezérlése, a kerti ösvény vagy egy kis helyiség vészvilágítása és egyéb eszközök. Mindegyikhez szükséges energiaforrás - akkumulátor, akkumulátor vagy hálózati tápegység (PSU). Időszakos terhelés esetén ajánlatos akkumulátorral működő PSU-t használni. Sőt, a készülék ilyen körülmények közötti töltéséhez a legmegfelelőbb a megújuló szélenergia felhasználása, ami a PSU-t gazdaságossá és autonómvá teszi.
Esetünkben mérlegeljük a szélenergia felhasználásának lehetőségét egy kerti WC vészvilágításához, amely külön áll a telek szélén. Mivel ezen az objektumon nem szükséges erős megvilágítás, ezért alacsony fogyasztás elegendő a probléma megoldásához. A nap folyamán az akkumulátort szél energiája tölti fel, és sötétben szükség szerint adja meg.
Tápegység, több watt teljesítményű szélgenerátor, kis kapacitású akkumulátor és ehhez töltő készítéséhez feszültség-megfelelőségi eszközre van szükség.
Szélgenerátor
Elektromos generátorként módosított, kompakt állandó indítóberendezést használnak. Generátor kimenet: váltakozó áram 1,0 ... 6,5 W teljesítménytel (a szél sebességétől függően). Feszültség - 1 ... 6 v; áram - 0,2 ... 1,1 a (a tartományban: kicsi - átlagos szélsebesség).
Az indító generátormá alakításának egyik változatát a cikk ismerteti.
Az elektromos generátor meghajtásához egy vertikális forgástengelyű, rotor típusú turbina készült. Ez a szélturbina szinte semmit sem fizet, és könnyen beszerezhető otthon körülmények között. Sőt, egy ilyen turbina szinte csendesen működik, függetlenül attól, hogy fúj a szél. Ennek a turbinának a hatékonysága csekély, de ez elegendő ennek a készüléknek a működéséhez. Mindent a munka időtartama biztosít, és kifizetődik a kivitelezés egyszerűsége és megbízhatósága. A turbinagyártási opciót a cikk
Akkumulátor és töltő.
Energiatároló eszközként a mobiltelefon lítium-ion akkumulátora alkalmazható. Az akkumulátor töltőjének (töltőjének) vázlata és gyártási eljárása bemutatva a cikkben.
A töltő bemeneti adatai: 5,5 ... 30 V egyenfeszültségű feszültség. A javasolt töltő kimeneti feszültsége 4,18 - 4,20 V tartományban van. Ha másik akkumulátort használ, megfelelő beállítással, a töltő lehetővé teszi a kimeneti feszültség 2,5-en belüli elérését. ... 27 V.
Feszültség megfelelő
A szélturbina feszültsége és árama a szélsebességetől függ, tehát gyakorlati alkalmazáshoz képesnek kell lennünk az akkumulátor feltöltésére és az ottani energiafelhasználás megtakarítására. Ehhez a szélgenerátorból származó villamos energiát váltakozó áramról egyenáramra kell átalakítani, az akkumulátortöltő működéséhez elegendő feszültséggel.
A javasolt szélgenerátor, amint az a kimeneti jellemzőkből kitűnik, az alacsony fordulatszám miatt nem képes a szükséges feszültséget előállítani. Átlagos szélsebesség mellett kb. 2 ... 5 V feszültség érhető el a kimeneten, és az akkumulátor töltéséhez 5,5 V-ot meghaladó feszültségre van szükség. A kiút egy egyszerű feszültség-átalakító használata, amelyet négyszeres feszültség szorzóval összeállítottak. Ha a konverter bemenetére 2 ... 5 V váltakozó áramot vezetünk, akkor a kimeneten 5,5 ... 12 V egyenáramot kapunk, ami elég az akkumulátor feltöltéséhez. Az ábrán látható a javasolt eszközben alkalmazott négyszeres feszültség szorzó egyik változata.
A szorzó ezen verziója szimmetrikus kialakítású és jó teherbíró képességgel rendelkezik, olcsó és megfizethető elemekből. A szorzó használata a fokozatos transzformátor helyett lehetővé teszi az eszköz méretének és súlyának csökkentését, a feszültség-egyenirányító megszüntetését.
Ennek eredményeként az autonóm tápegység áramköre a következő formájú.
A rendszer 4 blokkból áll:
A1 - szélgenerátor;
A2 - feszültség szorzó;
A3 - akkumulátor és töltő;
A4 - világítóegység.
Autonóm tápegység előállítása
1. Feszültség szorzó (A2 blokk), a fenti ábra szerint, összegyűjtjük és forrasztjuk egy 65 x 35 mm-es táblára, amelyet kivágunk egy univerzális rögzítő textolit táblából.
Az áramkör felszereléséhez korábban nem megvalósított, tényleges hűtőbordaval rendelkező D226G háztartási diódákat használt. Importált elektrolit kondenzátorok. Szükség esetén ezt az áramkört kompaktsabban össze lehet szerelni modern importált diódákkal, a lehető legalacsonyabb közvetlen feszültséggel, hogy növeljük a feszültség-átalakító hatékonyságát.
Meg kell jegyezni, hogy a készülék működése közben a diódákon átáramló maximális áram a terhelési áram kétszeresének felel meg, és az elektrolitokon a bemeneti feszültség amplitúdójának kétszeresére nő. Ennek megfelelően a paramétereket a kondenzátorokhoz és a diódákhoz kell megtervezni.
Ezenkívül az R6 ellenállást a feszültség szorzó blokkjához adják a maximális áram korlátozása érdekében, és a D5 Zener diódát használják a feszültség korlátozására. Ezeknek az elemeknek működniük kell az eszköz nagy szélben történő védelme érdekében. A fodrozódás simítása érdekében a feszültség szorzóját a C5 elektrolithoz kell csatlakoztatni (az ábrán az A3 blokkba kerül).
2. Akkumulátor és töltő (A3). Energiatároló eszközként a mobiltelefon lítium-ion akkumulátora alkalmazható. Az akkumulátortöltő vázlata és gyártási eljárása bemutatva a cikkben.
Az áramkör töltési áramának beállítása. A lemerült akkumulátort az áramkörhöz csatlakoztatva (amint a LED kigyullad) beállítottuk a töltőáram értékét - 100 ... 150 mA az R2 teszter segítségével.
3. Világító egység (A4) tartalmaz egy áramkört, amely három sorosan csatlakoztatott szuperfényes LED-ből, egy R5 korlátozó ellenállásból és a LED-ek tápkapcsolójából áll. A korlátozó ellenállás LED-ek külön táblára vannak felszerelve.
4. Készítsünk táblát egy lítium-ion akkumulátor beszereléséhez. Kivágtunk egy 40 x 55 mm-es téglalapot az univerzálisan rögzíthető NYÁK-ból, és két darab hornyot vágtunk a táblában 0,7 ... 1,0 mm széles az érintkezők beszereléséhez.A tüske elrendezése a használt lítium-ion akkumulátor típusától függ. Egy 0,5 ... 0,7 mm vastagságú réz- vagy sárgaréz lemezből kivágjuk az L alakú érintkezőket, és forrasztással vagy más csatlakozással rögzítjük a tábla hátoldalán. Forrasztja fel az érintkezőket a töltő és a világító egység megfelelő kimeneti csatlakozóihoz. A készülék tábláján két, különböző magasságú érintkezőcsoport készül a két, egymásra helyezett akkumulátor párhuzamos csatlakoztatására (a kapacitás növelése érdekében).
5. Tápegység szerelvény. A gyártott blokkokat a fenti ábra szerint összeszereljük a rögzítőhuzal segítségével. Például lehetséges egy megfelelő méretű doboz, egy lámpa használata. Kívánatos por- és vízálló kivitelben (kültéri munka). Ebben az esetben a régi zseblámpa műanyag tokját használták.
6. Az eszköz működésének ellenőrzése.
A készülék bemeneténél váltakozó áramot látunk el, 2,3 V feszültséggel.
Ezen a feszültségnél a szorzó kimeneten 6,43 V egyenáramú feszültséget kapunk.
Szükség esetén ellenőrizzük a töltő kimeneti feszültségét.
Biztosak vagyunk abban, hogy a gyártott készülék helyesen működik.
7. Telepítse az összeszerelt blokkokat az esetre. Az akkumulátor töltöttségi mutatóját szembetűnő helyen rögzítjük. Egy huzal (kontaktcsoport) jön ki a házból a generátorhoz és a világító kapcsolóhoz való csatlakoztatáshoz.
8. Ha lehetséges, lezárjuk a réseket a portól és a nedvességtől.
