Det er mange tilfeller når du bor utenfor byen, det kan hende du trenger en liten mengde strøm for å gi strøm til et lite strømapparat. For eksempel for drift av en kompakt værstasjon, overvåke vannstanden i en tank, kontrollere automatiseringen av et drivhus, for nødbelysning av en hagebane eller et lite rom og andre enheter. For hver av dem er det nødvendig å ha en strømkilde - et batteri, et batteri eller en nettverkskraftforsyning (PSU). I tilfelle periodisk belastning på enheten, anbefales det å bruke en batteridrevet PSU. For å lade den, ved å bruke enheter under disse forholdene, er det dessuten mest fordelaktig å bruke fornybar vindkraft, som vil gjøre strømforsyningen økonomisk og autonom.
I vårt tilfelle vil vi vurdere muligheten til å bruke vindenergi til nødbelysning av et hagetoalett, som står separat på kanten av tomten. Siden lysbelysning på dette objektet ikke er nødvendig, er lav effekt nok til å løse dette problemet. I løpet av dagen lades batteriet av vindenergi, og i mørket gir det etter behov.
For å lage en strømforsyning, trenger du en vindgenerator med en effekt på flere watt, et batteri med liten kapasitet og en lader for det, en spenningstilpassende enhet.
Vindgenerator
Som elektrisk generator brukes en modifisert kompakt permanent startbilbilstarter. Generatorutgang: vekselstrøm med en effekt på 1,0 ... 6,5 W (avhengig av vindhastighet). Spenning - 1 ... 6 v; strøm - 0,2 ... 1,1 a (i området: liten - gjennomsnittlig vindhastighet).
En variant av å konvertere en startmotor til en generator er beskrevet i artikkelen.
For å drive en elektrisk generator ble det laget en turbin av rotortype med en vertikal rotasjonsakse. Denne vindturbinen koster nesten ingenting og kan enkelt lages i hjem forhold. Dessuten fungerer en slik turbin nesten lydløst og uavhengig av hvor vinden blåser. Effektiviteten til denne turbinen er liten, men dette er nok for driften av denne enheten. Alt sikres av arbeidets varighet og lønner seg av designens enkelhet og pålitelighet. Et produksjonsalternativ for turbiner er beskrevet i artikkel
Batteri og lader.
Som et energilagringsapparat er et litium-ion-batteri fra en mobiltelefon aktuelt. Planen og produksjonsprosedyren for laderen (laderen) for dette batteriet presenteres i artikkel.
Inngangsdataene til laderen: likestrømspenning på 5,5 ... 30 V. Utgangsspenningen til den foreslåtte laderen i området 4,18 - 4,20 V. Når du bruker et annet batteri, med passende justering, lar laderen deg få utgangsspenningen innen 2,5 ... 27 V.
Spenningsmatching
Spenningen og strømmen fra vindturbinen varierer avhengig av vindhastigheten, så for praktisk bruk må vi kunne lade batteriet og spare energi for bruk der. For dette må strømmen fra vindgeneratoren konverteres fra vekselstrøm til direkte, med en spenning som er tilstrekkelig til å betjene batteriladeren.
Den foreslåtte vindgeneratoren, som det fremgår av utgangskarakteristikkene, er ikke i stand til å produsere den nødvendige spenningen på grunn av den lave hastigheten. Ved en gjennomsnittlig vindhastighet kan en spenning på omtrent 2 ... 5 V oppnås ved utgangen, og en spenning på mer enn 5,5 volt er nødvendig for å lade batteriet. Veien ut er bruken av en enkel spenningsomformer, satt sammen på grunnlag av en firdoblet spenningsmultiplikator. Ved å påføre 2 ... 5 V vekselstrøm på inngangen til omformeren, får vi 5,5 ... 12 V likestrøm ved utgangen, som er ganske nok til å lade batteriet. En av variantene av firedoblet spenningsmultiplikator brukt i den foreslåtte anordningen er vist i diagrammet.
Denne versjonen av multiplikatoren har en symmetrisk design og god lastekapasitet, laget av billige og rimelige elementer. Bruken av en multiplikator, i stedet for en trappetransformator, gjør det mulig å redusere dimensjonene og vekten på enheten, for å eliminere spenningslikretteren.
Som et resultat tar kretsen til en autonom strømforsyning følgende form.
Opplegget består av 4 blokker:
A1 - vindgenerator;
A2 - spenningsmultiplikator;
A3 - batteri og lader;
A4 - belysningsenhet.
Produksjon av en autonom strømforsyning
1. Spenningsmultiplikator (blokk A2), i samsvar med diagrammet ovenfor, monterer og loddes vi på et 65 x 35 mm kort som er skåret ut fra et universalmonterende tekstolitplate.
For montering av kretsen ble tidligere urealiserte husdioder D226G brukt med en effektiv kjøleribbe. Importerte elektrolytiske kondensatorer. Om nødvendig er det mulig å montere denne kretsen mer kompakt ved bruk av moderne importerte dioder med lavest mulig direkte spenning for å øke spenningsomformerens effektivitet.
Det skal bemerkes at under drift av anordningen, vil den maksimale strømmen som strømmer gjennom diodene være lik det dobbelte av belastningsstrømmen, og på elektrolytter dobbelt så amplitudeverdien til inngangsspenningen. Følgelig må kondensatorer og dioder utformes for disse parametrene.
I tillegg blir en motstand R6 lagt til spenningsmultiplikatorblokken for å begrense den maksimale strømmen, og en Zener-diode D5 blir brukt for å begrense spenningen. Disse elementene skal fungere for å beskytte enheten i sterk vind. For å jevne ut krusningen kobles utgangen fra spenningsmultiplikatoren til elektrolytt C5 (overført til blokk A3 i diagrammet).
2. Batteri og lader (A3). Som et energilagringsapparat er et litium-ion-batteri fra en mobiltelefon aktuelt. Planen og produksjonsprosedyren for laderen for dette batteriet presenteres i artikkel.
Innstilling av ladestrømmen til kretsen. Etter å ha koblet det utladede batteriet til kretsen (når lysdioden slås på), setter vi ladestrømverdien - 100 ... 150 mA ved hjelp av testeren R2.
3. Belysningsenhet (A4) inkluderer en krets bestående av tre serielt tilkoblede superbrette LED-er, en begrensningsmotstand R5 og en strømbryter for lysdiodene. LED-ene for begrensningsmotstand er montert på et eget kort.
4. La oss lage et brett for å installere et litium-ion-batteri. Vi kutter et rektangel på 40 x 55 mm fra universalmonterings-kretskortet; vi kuttet to spor i brettet 0,7 ... 1,0 mm bredt for å installere kontakter.Stiftoppsettet avhenger av modellen med litium-ion-batteri som brukes. Fra en kobber- eller messingplate med en tykkelse på 0,5 ... 0,7 mm, kutter vi ut de L-formede kontaktene og fikser dem på baksiden av brettet ved hjelp av lodding eller annen tilkobling. Lodde kontaktene til de tilsvarende utgangsterminalene til laderen og belysningsenheten. På tavlen til denne enheten er det laget to grupper av kontakter i forskjellige høyder for parallell tilkobling av to batterier (for å øke kapasiteten) installert oppå hverandre.
5. Strømforsyningsenhet. Vi monterer de produserte blokkene i henhold til diagrammet ovenfor ved hjelp av monteringsledningen. Som et tilfelle er det mulig å bruke en boks i passende størrelse, en lampe. Ønskelig i støv og vanntett design (arbeid utendørs). I dette tilfellet ble plastikkvesken fra den gamle lommelykten brukt.
6. Kontrollerer driften av enheten.
Ved inngangen til enheten forsyner vi vekselstrøm med en spenning på 2,3 V.
Ved denne spenningen, ved utgangen fra multiplikatoren, får vi en likestrømspenning på 6,43 V.
Vi sjekker om nødvendig justering av utgangsspenningen til laderen.
Vi er overbevist om riktig bruk av den produserte enheten.
7. Installer de monterte blokkene i saken. Vi fikser batteriladingsindikatoren på et iøynefallende sted. En ledning (kontaktgruppe) kommer ut av huset for tilkobling til en generator og en lysbryter.
8. Om mulig tetter vi hullene fra støv og fuktighet.
