Πώς να φτιάξετε έναν ελεγκτή για ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας: διάταξη, αρχή λειτουργίας, διάγραμμα συναρμολόγησης

Η μηχανική κατασκευή της ανεμογεννήτριας στην καθαρή της μορφή αποτελεί μόνο ένα μέρος μιας πλήρους αιολικής εγκατάστασης. Ένα πλήρως λειτουργικό σύστημα, εκτός από τη μηχανική κατασκευή, διαθέτει επίσης μια σειρά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Έτσι, για παράδειγμα, είναι απαραίτητος ο ελεγκτής για την ανεμογεννήτρια – μια συσκευή που έχει ως λειτουργία τη σταθεροποίηση των παραμέτρων φόρτισης της μπαταρίας κατά τη λειτουργία της ανεμογεννήτριας.

Θα εξετάσουμε ποιες λειτουργίες εκτελεί η συσκευή και θα παραθέσουμε διαγράμματα συναρμολόγησης του ελεγκτή με τα χέρια σας. Επιπλέον, θα αναφέρουμε τις ιδιαιτερότητες λειτουργίας και τη σκοπιμότητα αγοράς μιας κινεζικής ηλεκτρονικής μονάδας για ανεμογεννήτρια.

Ανεμογεννήτριες και ελεγκτές φόρτισης μπαταρίας

Εάν η μηχανική ανεμογεννήτρια είναι απολύτως δυνατόν να κατασκευαστεί μόνος σας, είναι δυνατόν να φτιάξετε με τα χέρια σας και τον ελεγκτή της ανεμογεννήτριας;

Για να έχετε μια ιδέα σχετικά με τους ελεγκτές ανεμογεννητριών και να αναπαράγετε με επιτυχία τέτοιο εξοπλισμό με τα χέρια σας, δεν θα είναι περιττές οι βασικές πληροφορίες για αυτές τις συσκευές.

Ο ελεγκτής που εξυπηρετεί μπαταρίες, προορίζεται κυρίως να διαχειρίζεται τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας. Αυτή είναι η βασική του λειτουργία, αλλά υπό όρους θα πρέπει να χωριστεί περαιτέρω σε μια σειρά από υπολειτουργίες.

Για παράδειγμα, με μια λειτουργία παρακολουθείται το ρεύμα φόρτισης και το ρεύμα αυτοεκφόρτισης. Μια άλλη λειτουργία υλοποιεί ενέργειες που αποσκοπούν στη μέτρηση θερμοκρασίας και πίεσης. Μια τρίτη είναι υπεύθυνη για την αντιστάθμιση της διαφοράς των ενεργειακών ροών, όταν ταυτόχρονα με την κατανάλωση ρεύματος από το φορτίο πραγματοποιείται φόρτιση της μπαταρίας.

Ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας για ανεμογεννήτρια μικρής ισχύος. Ο έλεγχος ορισμένων παραμέτρων του συστήματος πραγματοποιείται μέσω ενσωματωμένης οθόνης LCD.

Οι συσκευές βιομηχανικής κατασκευής είναι εξοπλισμένες με πλήρη λειτουργικότητα. Αλλά για τις ερασιτεχνικές κατασκευές δεν μπορεί να ειπωθεί το ίδιο. Οι συσκευές που κατασκευάζονται με βάση τις απλούστερες σχεδιαστικές λύσεις στο σπίτι με τα χέρια σας είναι ελεγκτές που απέχουν πολύ από τα τέλεια μοντέλα.

Ωστόσο, λειτουργούν και επιτρέπουν αρκετά παραγωγικά τη λειτουργία διαφορετικών τύπων ανεμογεννητριών. Κατά κανόνα, στις αυτοσχέδιες κατασκευές υλοποιείται μόνο μία λειτουργία – η προστασία από υπέρταση και από βαθιά εκφόρτιση.

Μία από τις πολυάριθμες παραλλαγές ελεγκτών για ανεμογεννήτριες, κατασκευασμένων με τα χέρια σας. Τέτοιες κατασκευές διακρίνονται από απλές τεχνικές λύσεις και την απλούστερη εκτέλεση της εγκατάστασης.

Γιατί η ενσωμάτωση ενός ελεγκτή στο σύστημα της ανεμογεννήτριας είναι υποχρεωτική;

Διότι στη λειτουργία ενεργειακής τροφοδοσίας της μπαταρίας χωρίς τη χρήση ελεγκτή, θα πρέπει να αναμένονται δυσάρεστες συνέπειες:

1. Υποβάθμιση της δομής της μπαταρίας λόγω ανεξέλεγκτων χημικών διεργασιών.
2. Ανεξέλεγκτη αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας του ηλεκτρολύτη.
3. Απώλεια των ιδιοτήτων επαναφόρτισης της μπαταρίας λόγω παρατεταμένης εκφόρτισης.

Ο ελεγκτής φόρτισης για το κύκλωμα της ανεμογεννήτριας κατασκευάζεται, κατά κανόνα, ως ξεχωριστή ηλεκτρονική μονάδα. Αυτή η μονάδα είναι αφαιρούμενη και ταχέως αποσυνδέσιμη. Οι συσκευές βιομηχανικής κατασκευής είναι υποχρεωτικά εξοπλισμένες με ένδειξη λειτουργιών και καταστάσεων – φωτεινή ή οπτικά μεταδιδόμενη μέσω οθόνης.

Στην πράξη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο τύποι συσκευών – αυτές που ενσωματώνονται απευθείας στο περίβλημα της ανεμογεννήτριας και αυτές που συνδέονται με τη μπαταρία.

Κυκλωματικές λύσεις για συναρμολόγηση με τα χέρια σας

Από τότε που εμφανίστηκαν οι πρώτες αυτοσχέδιες ανεμογεννήτριες, ο αριθμός των κυκλωματικών λύσεων ελεγκτών έχει πολλαπλασιαστεί. Πολλές από τις κυκλωματικές εξελίξεις δεν είναι καθόλου τέλειες, αλλά υπάρχουν και τέτοιες επιλογές που αξίζει να προσέξετε.

Για οικιακή χρήση, φυσικά, επίκαιρα είναι τα απλά κυκλώματα, που απαιτούν μικρές οικονομικές επενδύσεις, αποτελεσματικά και αξιόπιστα.

Ξεκινώντας από αυτές τις απαιτήσεις, μπορείτε να ξεκινήσετε με έναν ελεγκτή για ανεμογεννήτρια, κατασκευασμένο με βάση τα ρελέ-ρυθμιστές αυτοκινήτων. Στο κύκλωμα εφαρμόζονται τόσο ρελέ με αρνητική επαφή ελέγχου όσο και ρελέ με θετική επαφή ελέγχου.

Αυτή η επιλογή προσελκύει με τον μικρό αριθμό εξαρτημάτων και την απλούστατη τοποθέτηση. Θα χρειαστεί μόνο ένα ρελέ, ένα τρανζίστορ ισχύος (τύπου MOSFET), μία αντίσταση.

Κύκλωμα ελεγκτή, σχεδιασμένο με το χέρι από κάποιον ηλεκτρονικό. Εδώ όλα είναι απλά και κατανοητά χωρίς περιττά λόγια. Όπως ακριβώς και στην ίδια την τεχνολογία της λύσης. Ελάχιστα εξαρτήματα – μέγιστη εξοικονόμηση (+)

Το κύκλωμα ονομάζεται «έρματος», καθώς χρησιμοποιεί ένα επιπλέον φορτίο με τη μορφή μιας συνηθισμένης λάμπας πυράκτωσης. Έτσι, η λίστα εξαρτημάτων συμπληρώνεται με ένα ακόμη στοιχείο – τη λάμπα.

Χρησιμοποιείται λαμπτήρας αυτοκινήτου (ή πολλαπλοί λαμπτήρες) 12 βολτ ανάλογα με την ισχύ του συστήματος. Επίσης, αντί αυτού του στοιχείου, είναι επιτρεπτό να χρησιμοποιηθεί αντίσταση φορτίου άλλου τύπου: ισχυρή αντίσταση, ηλεκτρική θερμάστρα, ανεμιστήρας κ.λπ.

Λειτουργία του «κυκλώματος έρματος» με αρνητικό

Η λειτουργία του ρελέ-ρυθμιστή αυτοκινήτου σχετίζεται άμεσα με το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας. Εάν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας ανέβει πάνω από 14,2 βολτ, το ρελέ ενεργοποιείται και ανοίγει το αρνητικό κύκλωμα του ισχυρού τρανζίστορ.

Με τη σειρά του, στο τρανζίστορ ανοίγει μια διασταύρωση που συνδέει τον λαμπτήρα άμεσης θέρμανσης με την μπαταρία. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα φόρτισης εκφορτίζεται μέσω του νήματος του λαμπτήρα πυράκτωσης. Όταν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας μειωθεί, συμβαίνει η αντίστροφη διαδικασία. Έτσι επιτυγχάνεται η διατήρηση σταθερής τάσης της μπαταρίας.

Πώς λειτουργεί το «κύκλωμα έρματος» με θετικό

Μια ελαφρώς εκσυγχρονισμένη έκδοση του «έρματος» ελεγκτή φόρτισης για ανεμογεννήτρια είναι το δεύτερο κύκλωμα με ρελέ-ρυθμιστή με θετική επαφή ελέγχου. Για παράδειγμα, είναι κατάλληλα ρελέ από αυτοκίνητα της μάρκας «ΒΑΖ».

Η διαφορά από το προηγούμενο κύκλωμα είναι η χρήση ενός ρελέ στερεάς κατάστασης, για παράδειγμα, GTH6048ZA2 για ρεύμα 60A αντί για τρανζίστορ. Τα πλεονεκτήματα είναι προφανή: το κύκλωμα φαίνεται ακόμα πιο απλό και ταυτόχρονα είναι πιο αξιόπιστο και αποτελεσματικό.

Μία ακόμη απλούστατη λύση κυκλώματος για τη συναρμολόγηση ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας ανεμογεννήτριας. Η αποδοτικότητα και η αξιοπιστία του κυκλώματος αυξάνονται χάρη στη χρήση ενός ρελέ στερεάς κατάστασης (+)

Ιδιαιτερότητα αυτής της απλής λύσης είναι η απευθείας σύνδεση στους ακροδέκτες της μπαταρίας της γεννήτριας της ανεμογεννήτριας. Οι αγωγοί του ελεγκτή φόρτισης είναι επίσης «τοποθετημένοι» απευθείας στους ακροδέκτες της μπαταρίας.

Στην πραγματικότητα, τα δύο αυτά μέρη του κυκλώματος δεν σχετίζονται καθόλου μεταξύ τους. Η τάση από την ανεμογεννήτρια τροφοδοτείται συνεχώς στην μπαταρία. Όταν η τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας φτάσει την τιμή 14,2 βολτ, το ρελέ στερεάς κατάστασης συνδέει το φορτίο για εκφόρτιση. Έτσι, η μπαταρία προστατεύεται από υπερφόρτιση από τη συσκευή.

Εδώ, το φορτίο έρματος μπορεί να μην είναι μόνο ένας λαμπτήρας πυράκτωσης. Είναι απολύτως δυνατό να συνδεθεί οποιαδήποτε άλλη συσκευή σχεδιασμένη για ρεύμα έως 60 A. Για παράδειγμα, μια ηλεκτρική σωληνοειδής θερμάστρα.

Τι είναι ακόμη σημαντικό σε αυτό το κύκλωμα – η δράση του ρελέ στερεάς κατάστασης χαρακτηρίζεται από σταδιακά αυξανόμενο πλάτος. Στην ουσία, έχουμε το φαινόμενο ενός επαγγελματικά κατασκευασμένου ελεγκτή PWM.

Πολύπλοκη παραλλαγή του κυκλώματος ελεγκτή

Εάν η προηγούμενη έκδοση της λύσης κυκλώματος του ελεγκτή φόρτισης μπαταρίας μοιάζει μόνο με μια συσκευή PWM (διαμόρφωση πλάτους παλμού), εδώ αυτή η αρχή υλοποιείται συγκεκριμένα.

Αυτό το κύκλωμα ελεγκτή για ανεμογεννήτρια με τριφασική γεννήτρια χαρακτηρίζεται από κάποιες πολυπλοκότητες, καθώς περιλαμβάνει τη χρήση μικροκυκλωμάτων – συγκεκριμένα, τελεστικών ενισχυτών σε τρανζίστορ πεδίου στο πλαίσιο της συναρμολόγησης TL084.

Ωστόσο, στην πλακέτα συναρμολόγησης, όλα φαίνονται λιγότερο περίπλοκα από ό,τι στο χαρτί.

Μία λύση κυκλώματος για τη συναρμολόγηση ενός ελεγκτή με τα χέρια σας, όπου χρησιμοποιείται η μικροσυναρμολόγηση TL084. Η αρχή λειτουργίας βασίζεται επίσης στη χρήση ρελέ για εναλλαγή λειτουργιών, αλλά υπάρχει η δυνατότητα ρύθμισης των σημείων αποκοπής (+).

Όπως και στις προηγούμενες λύσεις, χρησιμοποιείται ένα ρελέ ως στοιχείο μεταγωγής για το φορτίο έρματος. Το ρελέ είναι σχεδιασμένο να λειτουργεί με μπαταρία 12 βολτ, αλλά αν θέλετε, μπορείτε να επιλέξετε ένα μοντέλο 24 W.

Η αντίσταση έρματος είναι κατασκευασμένη ως ισχυρή αντίσταση (περιέλιξη νιχρωμίου σε κεραμικό). Για τη ρύθμιση του εύρους τάσης λειτουργίας (11,5–18 W) στο κύκλωμα χρησιμοποιούνται μεταβλητές αντιστάσεις που συνδέονται στο κύκλωμα ελέγχου της μικροηλεκτρονικής συναρμολόγησης TL084.

Ένας τέτοιος ελεγκτής φόρτισης μπαταρίας ανεμογεννήτριας λειτουργεί ως εξής. Το τριφασικό ρεύμα που λαμβάνεται από την ανεμογεννήτρια ανορθώνεται από διόδους ισχύος.

Στην έξοδο της γέφυρας διόδων σχηματίζεται μια σταθερή τάση, η οποία τροφοδοτείται στην είσοδο του κυκλώματος μέσω των επαφών του ρελέ, μιας πρόσθετης διόδου, της μπαταρίας και στη συνέχεια στον ενσωματωμένο σταθεροποιητή (78L08) και στην είσοδο της συναρμολόγησης TL084.

Η στιγμή μεταγωγής της σκανδάλης σε μία από τις καταστάσεις καθορίζεται από τις τιμές των μεταβλητών αντιστάσεων (Low V και High V) του κάτω και άνω ορίου τάσης.

Όσο υπάρχει τάση στους ακροδέκτες της μπαταρίας που δεν υπερβαίνει τα 14,2 βολτ (που αντιστοιχεί στην τιμή ρύθμισης R High V), η φόρτιση πραγματοποιείται. Μόλις οι τιμές αυξηθούν, ο τελεστικός ενισχυτής TL084 στέλνει ένα σήμα στη βάση του τρανζίστορ που ελέγχει το ρελέ.

Ένα προϊόν που υλοποιήθηκε με τα χέρια σας σύμφωνα με το κύκλωμα με τη μικροσυναρμολόγηση TL084. Όλα είναι εξαιρετικά απλά, ακόμη και αντί για μια ποιοτική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, επιλέχθηκε μια πλακέτα για επιφανειακή τοποθέτηση. Τέτοιες στιγμές πάντα χαροποιούν τις αυτοσχέδιες κατασκευές.

Το ρελέ ενεργοποιείται, το κύκλωμα τροφοδοσίας διακόπτεται και κλείνει στην αντίσταση έρματος. Η εκφόρτιση μέσω του έρματος συνεχίζεται έως ότου η μπαταρία αποφορτιστεί κοντά στην τιμή ρύθμισης της μεταβλητής αντίστασης Low V.

Μόλις επιτευχθεί αυτή η τιμή, από τον δεύτερο τελεστικό ενισχυτή TL084 το κύκλωμα μεταβαίνει στην αντίθετη κατάσταση. Έτσι λειτουργεί ο ελεγκτής.

Κινεζική ηλεκτρονική εναλλακτική

Η κατασκευή ενός ελεγκτή ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας είναι ένα έργο κύρους. Αλλά λαμβάνοντας υπόψη την ταχύτητα ανάπτυξης της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, συχνά το νόημα της αυτοσυναρμολόγησης χάνει τη συνάφειά του. Επιπλέον, τα περισσότερα από τα προσφερόμενα κυκλώματα είναι ήδη ηθικά ξεπερασμένα.

Αποδεικνύεται φθηνότερο να αγοράσετε ένα έτοιμο προϊόν, κατασκευασμένο επαγγελματικά, με υψηλή ποιότητα συναρμολόγησης, σε σύγχρονα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Για παράδειγμα, μπορείτε να αγοράσετε μια κατάλληλη συσκευή σε λογική τιμή στο Aliexpress.

Η ποικιλία των προσφορών σον κινεζικό ιστοτοπο είναι εντυπωσιακή. Οι ελεγτές για ανεμογεννήτριες διαφόρων επιπέδων ισχύς πωλούντ α από 10 €. Α λάβουμε υπόΨη αυτό ο ποσό, η κατσκευή της συσκευής με τα χέρια μς σίγουρα δεν αξίζει τν κόπο.

Για παράδειγμα, ανάμεσ ας προσφορές της κινεζικής πύλς υπάρχει ένα μοντέλ για ανεμογεννήτρια 600 watt. Η συσκευή με κόστος 10.70 € ίνα κατάλληλη για λειτουργία με μπατρίες 12/24 βοτ, σ λειτουργία ρεύματος εργασίας έως 30 A.

Ένας αρκετά αξιόπιστος ελεγκτής φόρτισης κινεζικής κατασκευής, σχεδιασμένος για ανεμογεννήτρια 600 watt. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να παραγγελθεί από την Κίνα και να παραληφθεί ταχυδρομικά σε περίπου ενάμιση μήνα.

Το ποιοτικό παντός καιρού περίβλημα του ελεγκτή διαστάσεων 100x90 mm είναι εξοπλισμένο με ισχυρή ψύκτρα. Η κατσκευή του περιβλήματς αντιστοιχεί σ βαθμό προστασίας IP67. Το εύροσ εξωτερικών θερμοκρασιών από –35 έως +75°C. Στο περίβλημα υπάρχει φωτεινή ένδειξη των κατστάσεων λειτουργίας της ανεμογενήτριας.

Αναρωτιέται κανείς, ποιος ο λόγος να χάνει χρόνο καί κόπο για να συναρμολογήσει μια απλή κατασκευή μόνος του, όταν υπάρχει πραγματική δυνατότητα να αγοράσει κάτι παραόμοιο και τεχνικά σοβαρό;

Λοιπόν, αν αυτό το μοντέλο δεν είναι αρκετό, οι Κινέζοι έχουν εντελώς «εκπληκτικές» επιλογές. Έτσι, ανάμεσς νέες αφίξεις ξεχώρισε ένα μοντέλο ισχύς 2 kW για τάση λειτουργίας 96 βολτ.

Κινεζικό προϊόν από τη λίστα νέων αφίξεων. Παρέχει έλεγχο φόρτισης μπαταριών, λειτουργώντας μαζί με ανεμογεννήτρια ισχύος 2 kW. Δέχεται στην είσοδο τάση έως 96 βολτ.

Βέβαια, το κόστος αυτού του ελεγκτή είναι ήδη πέντε φορές ακριβότερο από την προηγούμενη κατασκευή. Αλλά και πάλι, αν συγκρίνει κανείς το κόστος παραγωγής κάτι παρόμοιου με τα χέρια του, η αγορά φαίνεται λογική λύση.

Το μόνο που προβληματίζει στα κινεζικά προϊόντα είναι η τάση τους να σταματούν απροσδόκητα τη λειτουργία τους στις πιο ακατάλληλες στιγμές. Επομένως, η αγορασμένη συσκευή συχά χρειάζεται τελειοποίηση – φυσικά, με τα χέρια σας. Αλλά αυτό είναι σημαντικά πιο εύκολο και απλό από το να φτιάχνεται ένας ελεγτής φόρτισης ανεμογεννήτριας από την αρχή.

Για τους λάτρεις των χειροποίητων κατασκευών, στην ιστοσελίδα μας υπάρχει σειρά άρθρων αφιερωμένη στην κατασκευή ανεμογεννητριών:

1. Ανεμογεννήτρια DIY από εναλλάκτη αυτοκινήτου: τεχνολογία συναρμολόγησης ανεμοκινητήρα και ανάλυση σφαλμάτων
2. Πώς να κατασκευάσετε πτερύγια ανεμογεννήτριας μόνοι σας: παραδείγματα ιδιοκατασκευής πτερυγίων για ανεμοκινητήρα
3. Ανεμογεννήτρια DIY από πλυντήριο ρούχων: οδηγίες συναρμολόγησης ανεμοκινητήρα
4. Πώς να υπολογίσετε μια ανεμογεννήτρια: τύποι + πρακτικό παράδειγμα υπολογισμού

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Η επιθυμία να κατασκευάσετε μόνοι σας εξοπλισμό για οικιακή χρήση είναι μερικές φορές ισχυρότερη από την απλούστερη λύση – την αγορά μιας φθηνής συσκευής. Δείτε στο βίντεο τι προέκυψε:

Αξιολογώντας τις προοπτικές κατασκευής ηλεκτρονικών μόνοι σας, ανεξάρτητα από τον σκοπό τους, πρέπει να αντιμετωπίσουμε την ιδέα ότι η εποχή των «αυτοσχεδιαστών» τελειώνει.

Η αγορά είναι κορεσμένη από έτοιμες ηλεκτρονικές συσκευές και αρθρωτά εξαρτήματα σχεδόν για κάθε οικιακό προϊόν. Στους ερασιτέχνες ηλεκτρονικούς μένει τώρα μόνο ένα πράγμα – η συναρμολόγηση οικιακών κατασκευαστικών κιτ.

Έχετε κάτι να προσθέσετε ή έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη συναρμολόγηση και τη χρήση ελεγκτών για ανεμογεννήτρια; Μπορείτε να αφήνετε σχόλια, να κάνετε ερωτήσεις και να προσθέτετε φωτογραφίες από τις δικές σας κατασκευές – η φόρμα επικοινωνίας βρίσκεται στο κάτω μέρος.