Das mechanische Design des Windgenerators in seiner reinen Form ist nur ein Teil einer vollwertigen Windkraftanlage. Neben dem mechanischen Design verfügt das voll funktionsfähige System über eine Reihe elektronischer Komponenten.
So ist beispielsweise zwangsläufig eine Steuerung für einen Windgenerator erforderlich - ein Gerät, das funktionell zur Stabilisierung der Batterieladeparameter während des Betriebs einer Windkraftanlage ausgelegt ist.
Wir werden herausfinden, welche Funktionen das Gerät ausführt, und die Montagepläne der Steuerung mit unseren eigenen Händen präsentieren. Darüber hinaus skizzieren wir die Merkmale der Arbeit und den Wunsch, eine chinesische elektronische Einheit für eine Windkraftanlage zu kaufen.
Windgeneratoren und Batterieladesteuerungen
Wenn es völlig möglich ist, eine mechanische Windmühle selbst herzustellen, ist es dann möglich, eine Windmühlensteuerung mit Ihren eigenen Händen herzustellen?
Grundlegende Informationen zu diesen Geräten sind nicht überflüssig, um eine Vorstellung von den Steuerungen von Windgeneratoren zu bekommen und solche Geräte erfolgreich mit Ihren eigenen Händen zu reproduzieren.
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Windmühlen - Strom erzeugende Anlagen, die die Möglichkeit bieten, Energie an Orten zu erhalten, die von der Infrastruktur entfernt sind: Berglager, nicht elektrifizierte Dörfer, temporäre Parkplätze
Einheiten, die sich in konstruktiven Lösungen unterscheiden, erzeugen Energie unter Verwendung des unerschöpflichen Potentials der atmosphärischen Massenbewegung
Leider produzieren die grünen Energieversorger noch nicht genug Energie, um alle Bedürfnisse der Bewohner des Hauses zu decken. Weil sie sowohl im Komplex als auch separat als zusätzliche Quellen verwendet werden
Um eine Reihe von Haushaltsgeräten mit Strom zu versorgen, kann eine Windkraftanlage direkt an die Verbraucher angeschlossen werden. Diese Entscheidung ist jedoch irrational, weil Windkraft kann nicht gesteuert werden. Um die Stromversorgung zu stabilisieren, benötigen Sie eine Steuerung
Wenn eine Reihe von "grünen" Systemen installiert wird, um die Energiekosten zu Hause zu decken, wird eine gemeinsame Reihe von Geräten verwendet, einschließlich einer Steuerung, die sowohl Sonnenkollektoren als auch eine Windkraftanlage versorgt
Der Betrieb der Steuerung im Gerätekomplex besteht in der Ballastregelung der Ladungsmenge. Es begrenzt die Spannung bei Überschreitung und schaltet das System im Falle eines Sturzes auf ABA
Die Steuerung verhindert das Kochen von Batterien, schützt Geräte vor Überhitzung und vorzeitigem Ausfall
Um den Betrieb eines autonomen Kraftwerks zu steuern und den Zustand des Geräts zu überwachen, wird empfohlen, einen Leistungsmesser in den Stromkreis aufzunehmen
Stromerzeugung in einem touristischen Komplex
Vertikalblattwindgenerator
Ein Komplex aus Windmühlen und Sonnenkollektoren
Controller-Modell für eine Standard-Windmühle
Autonome Kraftwerksausrüstung
Geräte zur Wartung von Ökokraftwerken
Batterien zur Energiespeicherung
Leistungsmesser zur Überwachung des Betriebs eines Kraftwerks
Der Controller, der die Batterien versorgt, dient hauptsächlich zur Steuerung des Ladevorgangs der Batterie. Dies ist seine Hauptfunktion, sollte jedoch bedingt in eine Reihe von Unterfunktionen unterteilt werden.
Beispielsweise überwacht eine Funktion den Ladestrom und den Selbstentladestrom. Eine weitere Funktion implementiert Maßnahmen zur Messung von Temperatur und Druck. Der dritte ist dafür verantwortlich, die Differenz der Energieflüsse auszugleichen, wenn die Batterie gleichzeitig mit dem Stromverbrauch der Last geladen wird.
Batterieladesteuerung für einen kleinen Windgenerator. Die Überwachung einiger Systemparameter erfolgt über das eingebaute LCD-Display
Industrielle Fertigungsgeräte sind mit voller Funktionalität ausgestattet. Dies gilt jedoch nicht für Amateurdesigns. Geräte, die auf der Grundlage der einfachsten Schaltungslösungen zu Hause mit eigenen Händen hergestellt werden, sind Steuerungen, die alles andere als perfekte Modelle sind.
Trotzdem funktionieren sie und ermöglichen es Ihnen recht produktiv, verschiedene Arten von Windgeneratoren zu betreiben. In selbstgebauten Strukturen ist in der Regel nur eine Funktion implementiert - Schutz vor Überspannung und vor Tiefentladung.
Eine der vielen Do-it-yourself-Reglervarianten für Windmühlen. Solche Konstruktionen zeichnen sich durch einfache technische Lösungen und die einfachste Ausführung der Installation aus
Warum ist die Einführung einer Steuerung in ein Windmühlensystem ein Muss?
Denn im Akku-Einschaltmodus ohne Verwendung eines Controllers sind unangenehme Folgen zu erwarten:
- Verschlechterung der Batteriestruktur aufgrund unkontrollierter chemischer Prozesse.
- Unkontrollierter Druckanstieg und Elektrolyttemperatur.
- Verlust der Ladeeigenschaften der Batterie im Zusammenhang mit einer Langzeitentladung.
Der Laderegler für das Schema des Windgenerators liegt in der Regel in Form eines separaten Elektronikmoduls vor. Dieses Modul ist abnehmbar und lässt sich schnell trennen. Industriell hergestellte Geräte sind notwendigerweise mit einer Anzeige der Modi und Bedingungen ausgestattet - Licht oder visuell durch das Display übertragen.
In der Praxis können zwei Arten von Geräten verwendet werden - direkt in das Gehäuse des Windgenerators eingebaut und an die Batterie angeschlossen.
DIY Montagelösungen
Seit dem Erscheinen der ersten selbstgebauten Windmühlen ist die Anzahl der Schaltungslösungen für Steuerungen um ein Vielfaches gestiegen. Viele der Schaltungsdesigns sind alles andere als perfekt, aber es gibt auch solche Optionen, auf die Sie achten sollten.
Für den Hausgebrauch sind natürlich einfache Systeme relevant, die geringe finanzielle Investitionen erfordern, effektiv und zuverlässig.
Basierend auf diesen Anforderungen können Sie mit einer Steuerung für einen Windgenerator beginnen, die auf der Grundlage von Kfz-Relaissteuerungen erstellt wurde. In der Schaltung sind sowohl Relais mit negativem Steuerkontakt als auch Relais mit positivem Steuerkontakt anwendbar.
Diese Option zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Teilen und eine einfache Installation aus. Es werden nur ein Relais, ein Leistungstransistor (Feld) und ein Widerstand benötigt.
Die Schaltung der Steuerung, gezeichnet von einem bestimmten Elektronikingenieur mit eigenen Händen. Hier ist alles einfach und klar ohne ein Wort. Eigentlich wie in der technologischen Entscheidung selbst. Minimale Details - maximale Einsparungen (+)
Das Schema wird als "Vorschaltgerät" bezeichnet, da es eine zusätzliche Last in Form einer herkömmlichen Glühlampe verwendet. Somit wird die Liste der Teile mit einem anderen Element ergänzt - einer Lampe.
Je nach Leistung des Systems wird eine Autolampe (oder mehrere Lampen) mit 12 Volt verwendet. Anstelle dieses Elements ist es auch zulässig, einen Lastwiderstand eines anderen Typs zu verwenden: einen leistungsstarken Widerstand, eine elektrische Heizung, einen Lüfter usw.
Die Arbeit der "Ballast" -Schaltung mit einem Minus
Die Wirkung des Kfz-Relaisreglers steht in direktem Zusammenhang mit dem Ladezustand der Batterie. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen über 14,2 Volt steigt, löst das Relais aus und öffnet den Minusstromkreis des Leistungstransistors.
Am Transistor öffnet sich wiederum eine Verbindungsstelle, die eine direkte Glühlampe an die Batterie anschließt. Infolgedessen wird der Ladestrom durch den Faden der Glühlampe entladen. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen reduziert wird, erfolgt der umgekehrte Vorgang. Dies hält ein stabiles Batteriespannungsniveau aufrecht.
Wie funktioniert das "Ballast" -Schema mit einem Plus
Eine leicht modernisierte Version des Ladereglers "Ballast" für eine Windkraftanlage ist der zweite Stromkreis des Relaisreglers mit einem positiven Steuerkontakt. Zum Beispiel sind Relais von VAZ-Fahrzeugen geeignet.
Der Unterschied zur vorherigen Schaltung besteht in der Verwendung eines Halbleiterrelais, beispielsweise GTH6048ZA2, bei einem Strom von 60 A anstelle eines Transistors. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die Schaltung sieht noch einfacher aus und ist gleichzeitig zuverlässiger und effizienter.
Ein weiteres einfaches Schaltungsdesign für die Montage eines Batterieladegeräts für Windgeneratoren. Die Effizienz und Zuverlässigkeit der Schaltung wird durch die Verwendung eines Halbleiterrelais (+) verbessert.
Ein Merkmal dieser einfachen Lösung ist eine direkte Verbindung zu den Batterieklemmen eines Windkraftanlagengenerators. Die Leiter des Ladereglers werden ebenfalls direkt auf die Kontakte der Batterie "gepflanzt".
Tatsächlich sind diese beiden Teile der Schaltung in keiner Weise miteinander verbunden. Die Spannung vom Windgenerator wird ständig an die Batterie geliefert. Wenn die Spannung an den Batterieklemmen 14,2 W erreicht, verbindet das Halbleiterrelais die Last zum Zurücksetzen. So wird der Akku vom Gerät vor Überladung geschützt.
Hier kann nicht nur eine Glühlampe als Ballastlast wirken. Es ist durchaus möglich, jedes andere Gerät anzuschließen, das für einen Strom von bis zu 60 A ausgelegt ist. Zum Beispiel eine elektrische Rohrheizung.
Was bei diesem Schema wichtiger ist - die Wirkung eines Halbleiterrelais ist durch eine gleichmäßig ansteigende Amplitude gekennzeichnet. In der Tat ist die Wirkung eines professionell hergestellten PWM-Controllers offensichtlich.
Eine komplizierte Version der Steuerschaltung
Wenn die vorherige Version des Schaltungsdesigns des Batterieladecontrollers nur einem PWM-Gerät (Pulsweitenmodulation) ähnelt, wird hier dieses Prinzip speziell implementiert.
Diese Steuerschaltung für eine Windkraftanlage mit einem Dreiphasengenerator unterscheidet sich in einigen Schwierigkeiten, da Mikroschaltungen verwendet werden - insbesondere Operationsverstärker mit Feldeffekttransistoren als Teil der TL084-Baugruppe.
Auf einer Leiterplatte sieht jedoch nicht alles so kompliziert aus wie auf einem Papierblatt.
Machen Sie es sich selbst Schaltung zum Zusammenbau eines Controllers mit TL084 Microassembly. Das Funktionsprinzip basiert auch auf einem Relais zum Umschalten der Modi, es ist jedoch möglich, die Grenzwerte (+) einzustellen.
Wie in früheren Lösungen wird ein Relais als Schaltelement für eine Ballastlast verwendet. Das Relais ist für die Verwendung mit einer 12-Volt-Batterie ausgelegt. Auf Wunsch können Sie jedoch ein Modell für 24 Watt auswählen.
Das Vorschaltgerät besteht aus einem starken Widerstand (Wicklung auf Keramik-Nichrom). Zum Einstellen des Betriebsspannungsbereichs (11,5 bis 18 W) verwendet die Schaltung variable Widerstände, die in der Steuerschaltung der mikroelektronischen Baugruppe TL084 enthalten sind.
Ein solcher Windmühlen-Batterieladesteuerer funktioniert wie folgt. Der vom Windgenerator empfangene dreiphasige Strom wird durch Leistungsdioden gleichgerichtet.
Am Ausgang der Diodenbrücke wird eine konstante Spannung erzeugt, die über die Relaiskontakte, eine zusätzliche Diode, die Batterie und dann über den In-Circuit-Stabilisator (78L08) und den Eingang der Baugruppe TL084 dem Eingang der Schaltung zugeführt wird.
Der Moment, in dem der Trigger in einen der Zustände geschaltet wird, wird durch die Werte der variablen Widerstände (Low V und High V) der unteren und oberen Spannungsschwellen bestimmt.
Solange die Batteriespannung 14,2 Volt nicht überschreitet (was dem Einstellwert von R High V entspricht), wird eine Ladung durchgeführt. Sobald sich die Werte in Anstiegsrichtung ändern, sendet der Operationsverstärker TL084 ein Signal an die Basis des Transistors, das vom Relais gesteuert wird.
Ein selbst hergestelltes Produkt gemäß dem Schema mit Mikroanordnung TL084. Alles ist extrem einfach, auch anstelle einer hochwertigen Leiterplatte wird eine Leiterplatte für die Klappinstallation ausgewählt. Selbstgemachte Designs erfreuen sich immer an solchen Momenten.
Das Relais wird ausgelöst, der Stromkreis des Stromkreises unterbricht und schließt zum Ballastwiderstand. Das Zurücksetzen des Vorschaltgeräts erfolgt, bis die Batterie in der Nähe der Einstellung des variablen Widerstands für niedrige V entladen ist.
Sobald dieser Wert erreicht ist, schaltet die zweite Operationsverstärkerschaltung TL084 in den umgekehrten Zustand. So funktioniert der Controller.
Chinesische elektronische Alternative
Die Herstellung einer Windgeneratorsteuerung zum Selbermachen ist eine prestigeträchtige Angelegenheit. Angesichts der Geschwindigkeit der Entwicklung elektronischer Technologien verliert die Bedeutung der Selbstorganisation jedoch häufig an Relevanz. Darüber hinaus sind die meisten vorgeschlagenen Regelungen bereits veraltet.
Es stellt sich als günstiger heraus, ein fertiges Produkt zu kaufen, das professionell mit hochwertiger Installation auf modernen elektronischen Bauteilen hergestellt wurde. Beispielsweise können Sie bei Aliexpress ein geeignetes Gerät zu angemessenen Kosten erwerben.
Das Angebot auf der chinesischen Website ist beeindruckend. Regler für Windgeneratoren für verschiedene Leistungsstufen werden zu einem Preis von 1000 Rubel verkauft. Wenn Sie auf dieser Menge aufbauen und das Gerät mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, ist das Spiel die Kerze eindeutig nicht wert.
So gibt es beispielsweise unter den Angeboten des chinesischen Portals ein Modell für eine 600-Watt-Windkraftanlage. Ein Gerät im Wert von 1070 Rubel. Geeignet für die Arbeit mit 12/24-Volt-Batterien im Betriebsstrommodus bis 30 A.
Ein sehr anständiger, für einen 600-Watt-Windgenerator entwickelter Laderegler im chinesischen Design. Ein solches Gerät kann in etwa anderthalb Monaten aus China bestellt und per Post empfangen werden
Ein hochwertiges Allwetter-Controller-Gehäuse mit einer Größe von 100 x 90 mm ist mit einem leistungsstarken Kühler ausgestattet. Das Design des Gehäuses entspricht der Schutzart IP67. Der Bereich der Außentemperaturen reicht von - 35 bis + 75ºС. Am Körper wird eine Lichtanzeige der Zustandsmodi des Windgenerators angezeigt.
Die Frage ist, was ist der Grund, Zeit und Mühe darauf zu verwenden, ein einfaches Design mit eigenen Händen zusammenzusetzen, wenn es eine echte Gelegenheit gibt, etwas Ähnliches und technisch Ernsthaftes zu kaufen?
Nun, wenn dieses Modell nicht ausreicht, haben die Chinesen sehr coole Möglichkeiten. So wurde unter den Neuankömmlingen ein 2-kW-Modell für eine Betriebsspannung von 96 Volt festgestellt.
Chinesisches Produkt aus der Neuankömmlingsliste. Bietet Batteriesteuerung bei gleichzeitiger Arbeit mit einem 2-kW-Windgenerator. Akzeptiert bis zu 96 Volt Eingang
Die Kosten für diesen Controller sind zwar bereits fünfmal so hoch wie bei der vorherigen Entwicklung. Wenn Sie jedoch die Kosten für die Herstellung von Ähnlichem mit Ihren eigenen Händen messen, scheint der Kauf eine rationale Entscheidung zu sein.
Das einzige, was chinesische Produkte verwirrt, ist, dass sie in den unangemessensten Fällen plötzlich nicht mehr funktionieren. Daher muss das gekaufte Gerät oft in Erinnerung gerufen werden - natürlich mit Ihren eigenen Händen. Dies ist jedoch viel einfacher und einfacher als die Herstellung eines Ladegenerators für einen Windgenerator mit eigenen Händen von Grund auf.
Für Liebhaber hausgemachter Produkte gibt es auf unserer Website eine Reihe von Artikeln, die sich mit der Herstellung von Windgeneratoren befassen:
- DIY Windgenerator aus einem Autogenerator: Windmühlenmontagetechnologie und Fehleranalyse
- Wie man Heimwerkerblätter für einen Windgenerator baut: Beispiele für selbst hergestellte Blätter für eine Windkraftanlage
- Windgenerator zum Selbermachen aus einer Waschmaschine: Montageanleitung für eine Windmühle
- Berechnung eines Windgenerators: Formeln + praktisches Berechnungsbeispiel
Der Wunsch, selbstgemachte Geräte für den Heimgebrauch herzustellen, ist manchmal größer als eine einfachere Lösung - der Kauf eines kostengünstigen Geräts. Was dabei herauskam, siehe Video:
Wenn man die Aussichten für die Herstellung von Elektronik unabhängig von ihrem Zweck selbst beurteilt, muss man auf den Gedanken stoßen, dass das Zeitalter des "Selbstgemachten" zu Ende geht.
Der Markt ist mit vorgefertigten elektronischen Geräten und modularen Komponenten für fast jedes Haushaltsprodukt übersättigt. Amateurelektronik-Enthusiasten haben nur noch eines zu tun - die Gestaltung von Wohndesignern.
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