هناك العديد من الحالات عندما تعيش خارج المدينة ، قد تحتاج إلى كمية صغيرة من الكهرباء لتشغيل جهاز منخفض الطاقة. على سبيل المثال ، لتشغيل محطة الطقس المدمجة ، مراقبة مستوى المياه في الخزان ، والتحكم في أتمتة الدفيئة ، لإضاءة الطوارئ لمسار الحديقة أو غرفة صغيرة وأجهزة أخرى. لكل منهم من الضروري أن يكون لديك مصدر طاقة - بطارية أو بطارية أو مصدر طاقة شبكة (PSU). في حالة التحميل الدوري للجهاز ، يُنصح باستخدام وحدة تزويد الطاقة التي تعمل بالبطارية. علاوة على ذلك ، لشحنه ، باستخدام الجهاز في ظل هذه الظروف ، يكون من المفيد للغاية استخدام طاقة الرياح المتجددة ، مما يجعل PSU اقتصادية ومستقلة.
في حالتنا ، سننظر في خيار استخدام طاقة الرياح لإضاءة الطوارئ في مرحاض الحديقة ، والوقوف بشكل منفصل على حافة المؤامرة. نظرًا لأن الإضاءة الساطعة في هذا الكائن ليست ضرورية ، فإن الطاقة المنخفضة كافية لحل هذه المشكلة. خلال النهار ، يتم شحن البطارية بواسطة طاقة الرياح ، وفي الظلام تعطيها حسب الحاجة.
للحصول على مصدر طاقة ، سيكون هناك حاجة إلى مولد طاقة بقوة عدة واط وبطارية ذات سعة صغيرة وشاحن ، وجهاز مطابقة الجهد.
مولد الرياح
كمولد كهربائي ، يتم استخدام مشغل سيارة مضغوط دائم. خرج المولد: تيار متناوب بقوة 1.0 ... 6.5 واط (حسب سرعة الرياح). الجهد - 1 ... 6 فولت ؛ التيار - 0.2 ... 1.1 أ (في النطاق: صغير - متوسط سرعة الرياح).
يتم وصف البديل لتحويل بداية إلى مولد في المقالة.
لقيادة مولد كهربائي ، تم عمل توربين من النوع الدوار مع محور عمودي للدوران. لا يكلف توربين الرياح هذا أي شيء تقريبًا ويمكن صنعه بسهولة المنزل الشروط. علاوة على ذلك ، تعمل هذه التوربينات بصمت تقريبًا وبغض النظر عن مكان هبوب الرياح. كفاءة هذا التوربين صغيرة ، لكن هذا يكفي لتشغيل هذا الجهاز. كل شيء مضمون بمدة العمل ويؤتي ثماره من خلال بساطة وموثوقية التصميم. يوصف خيار تصنيع التوربينات في المقالة
البطارية والشاحن.
كجهاز تخزين للطاقة ، يمكن استخدام بطارية ليثيوم أيون من هاتف محمول. يتم عرض مخطط وإجراءات تصنيع الشاحن (الشاحن) لهذه البطارية في المقالة.
بيانات إدخال الشاحن: جهد التيار المباشر 5.5 ... 30 فولت. جهد الخرج للشاحن المقترح في نطاق 4.18 - 4.20 فولت. عند استخدام بطارية أخرى ، مع التعديل المناسب ، يتيح لك الشاحن الحصول على جهد الخرج في غضون 2.5 ... 27 V.
مطابقة الجهد
يختلف الجهد والتيار من توربينات الرياح اعتمادًا على سرعة الرياح ، لذلك للاستخدام العملي ، يجب أن نكون قادرين على شحن البطارية وتوفير الطاقة للاستخدام هناك. لهذا ، يجب تحويل الكهرباء من مولد الرياح من التيار المتناوب إلى المباشر ، بجهد كاف لتشغيل شاحن البطارية.
مولد الرياح المقترح ، كما يمكن رؤيته من خصائص الخرج ، غير قادر على إنتاج الجهد اللازم بسبب السرعة المنخفضة. عند متوسط سرعة الرياح ، يمكن الحصول على جهد حوالي 2 ... 5 فولت عند الإخراج ، ويلزم جهد أكثر من 5.5 فولت لشحن البطارية. المخرج هو استخدام محول جهد بسيط ، يتم تجميعه على أساس مضاعف جهد أربعة أضعاف. من خلال تطبيق 2 ... 5 فولت من التيار المتناوب على إدخال المحول ، نحصل على 5.5 ... 12 فولت من التيار المباشر عند الإخراج ، وهو ما يكفي لشحن البطارية. يظهر أحد الأشكال من مضاعف الجهد أربعة أضعاف المستخدمة في الجهاز المقترح في الرسم التخطيطي.
هذا الإصدار من المضاعف لديه تصميم متناظر وقدرة تحميل جيدة ، مصنوعة من عناصر رخيصة وبأسعار معقولة. إن استخدام المضاعف ، بدلاً من المحول التصاعدي ، يقلل من حجم ووزن الجهاز ، ويزيل مقوم الجهد.
ونتيجة لذلك ، تتخذ دائرة مصدر طاقة مستقل الشكل التالي.
يتكون المخطط من 4 كتل:
A1 - مولد الرياح ؛
A2 - مضاعف الجهد ؛
A3 - البطارية والشاحن ؛
A4 - وحدة إنارة.
إنتاج مصدر طاقة مستقل
1. مضاعف الجهد (الكتلة A2) ، وفقًا للرسم البياني أعلاه ، نقوم بتجميع اللحيم على لوحة مقاس 65 × 35 مم مقطوعة من لوحة تكستية عالمية.
لتركيب الدائرة المستخدمة الثنائيات المحلية غير المحققة D226G لديها بالوعة الحرارة الفعالة. المكثفات الإلكتروليتية المستوردة. إذا لزم الأمر ، فمن الممكن تجميع هذه الدائرة بشكل مضغوط باستخدام الثنائيات المستوردة الحديثة بأقل جهد مباشر ممكن لزيادة كفاءة محول الجهد.
وتجدر الإشارة إلى أنه أثناء تشغيل الجهاز ، سيكون الحد الأقصى للتيار المتدفق عبر الثنائيات مساوياً لمضاعفة تيار الحمل ، وعلى الإلكتروليتات مضاعفة قيمة اتساع جهد الدخل. وفقًا لذلك ، يجب تصميم المكثفات والثنائيات لهذه المعلمات.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم إضافة المقاوم R6 إلى كتلة مضاعف الجهد للحد من التيار الأقصى ويتم استخدام الصمام الثنائي Zener D5 للحد من الجهد. يجب أن تعمل هذه العناصر على حماية الجهاز في الرياح العاتية. لتسهيل التموج ، يتم توصيل خرج مضاعف الجهد بالكهرباء C5 (تم نقله إلى الكتلة A3 في الرسم التخطيطي).
2. البطارية والشاحن (A3). كجهاز تخزين للطاقة ، يمكن استخدام بطارية ليثيوم أيون من هاتف محمول. يتم عرض مخطط وإجراءات تصنيع الشاحن لهذه البطارية في المقالة.
ضبط تيار الشحن للدائرة. بعد توصيل البطارية المفرغة بالدائرة (أثناء تشغيل LED) ، قمنا بتعيين قيمة الشحن الحالية - 100 ... 150 مللي أمبير باستخدام جهاز اختبار R2.
3. وحدة إنارة (A4) يتضمن دائرة تتكون من ثلاثة مصابيح LED ساطعة فائقة التوصيل ومقاوم محدد R5 ومفتاح طاقة لمصابيح LED. يتم تثبيت LED المقاوم المقاوم على لوحة منفصلة.
4. دعونا نصنع لوحة لتثبيت بطارية ليثيوم أيون. قطعنا مستطيل 40 × 55 مم من PCB المتصاعد العالمي ؛ قطعنا اثنين من الأخاديد في اللوح 0.7 ... عرض 1.0 مم لتثبيت جهات الاتصال.يعتمد تصميم الدبوس على طراز بطارية ليثيوم أيون المستخدمة. من لوح نحاسي أو نحاسي بسمك 0.5 ... 0.7 مم ، نقطع اتصالات على شكل حرف L ونصلحها على الجزء الخلفي من اللوحة باستخدام اللحام أو اتصال آخر. قم بلحام جهات الاتصال بأطراف الإخراج المقابلة للشاحن ووحدة الإضاءة. على لوحة هذا الجهاز ، تم إنشاء مجموعتين من جهات الاتصال ذات ارتفاعات مختلفة للاتصال المتوازي لبطاريتين (لزيادة السعة) مثبتتين فوق بعضهما البعض.
5. تجميع امدادات الطاقة. نقوم بتجميع الكتل المصنعة وفقًا للرسم البياني أعلاه ، باستخدام سلك التثبيت. على سبيل المثال ، من الممكن استخدام صندوق بحجم مناسب ، مصباح. مرغوب في الغبار وتصميم مقاوم للماء (العمل في الهواء الطلق). في هذه الحالة ، تم استخدام العلبة البلاستيكية من مصباح يدوي قديم.
6. التحقق من تشغيل الجهاز.
عند إدخال الجهاز ، نوفر تيارًا متناوبًا بجهد 2.3 فولت.
عند هذا الجهد ، عند خرج المضاعف ، نحصل على جهد تيار مباشر يبلغ 6.43 فولت.
نتحقق ، إذا لزم الأمر ، ضبط جهد الخرج للشاحن.
نحن مقتنعون بالتشغيل الصحيح للجهاز المصنع.
7. قم بتركيب الكتل المجمعة في العلبة. نقوم بإصلاح مؤشر شحن البطارية في مكان واضح. يخرج سلك (مجموعة الاتصال) من الغلاف للاتصال بمولد كهربائي ومفتاح إضاءة.
8. إن أمكن ، نقوم بسد الفجوات من الغبار والرطوبة.
