Nejjednodušší obvod generátoru větrného mlýna

Příspěvek vysvětluje, jak bezplatně vyrobit jednoduchý obvod generátoru větrného mlýna, který lze použít k nabíjení baterií nebo k provozování libovolného požadovaného elektrického zařízení, a to po celý den i noc.

Solární panel vs větrný mlýn

Jednou z největších nevýhod elektřiny ze solárních panelů je to, že je k dispozici pouze během dne a to pouze tehdy, když je jasná obloha. Kromě toho je sluneční světlo na svém vrcholu pouze v poledne, a ne po celý den, jeho využití je velmi neefektivní. Na rozdíl od toho se generátor větrného mlýna, který závisí na větrné energii, jeví jako velmi efektivní, protože vítr je k dispozici po celý den a ne spoléhat na sezónní změny.

Generátor větrného mlýna však může pracovat s nejvyšší účinností, pouze pokud je nainstalován nebo umístěn v konkrétních oblastech, například ve vyšších nadmořských výškách, v blízkosti mořských nebo říčních břehů atd.

Aby byl domácí generátor větrného mlýna nejúčinnější, musíte jej umístit na střechu domu, abyste dosáhli co nejvyšší účinnosti rychlosti větru, čím vyšší, tím lépe.

Říká se, že více než 100 metrů od přízemního větru jsou maximální rychlosti a je aktivní po celý rok nepřetržitě, což dokazuje, že čím vyšší nadmořská výška, tím lepší je účinnost větru.

Návrh generátoru větrného mlýna

Jednoduchý koncept obvodu generátoru větrného mlýna, který je zde představen, může vytvořit každý fanda pro nabíjení malých baterií doma, zcela zdarma a se zanedbatelným úsilím.

Větší modely stejné lze vyzkoušet pro dosažení větších výkonů, které lze použít k napájení malých domů.

Princip činnosti

Princip činnosti je založen na tradičním konceptu motorgenerátoru, kde je vřeteno motoru s permanentním magnetem integrováno s turbínovým nebo vrtulovým mechanismem pro požadované využití větrné energie.

Jak je patrné z výše uvedeného diagramu, použitá vrtule nebo konstrukce turbíny vypadají jinak. Zde se používá zkroucený vrtulový systém ve tvaru písmene „S“, který má výraznou výhodu oproti tradičnímu vrtulovému letounu.

V této konstrukci se rotace turbíny nespoléhá na směry větru, spíše reaguje stejně dobře a efektivně bez ohledu na to, z které strany může proudit vítr, což umožňuje systému zbavit se složitého kormidlového mechanismu, který se běžně používá v konvenčních větrných mlýnech aby se vrtule samočinně přizpůsobila její přední poloze v souladu s proudem větru.

V zobrazeném konceptu motor spojený s turbínou stále rotuje s maximální účinností bez ohledu na to, z které strany nebo rohu se může objevit vítr, což umožňuje, aby byl větrný mlýn extrémně efektivní a aktivní po celý rok.

Integrace elektronického regulátoru napětí

Elektřina generovaná rotací cívky motoru v reakci na točivý moment z turbíny může být použita pro nabíjení baterie nebo může být pro pohon lampy LEd nebo jakéhokoli požadovaného elektrického zatížení podle preferencí uživatele.

Jelikož však rychlosti větru mohly kolísat a nikdy by neměly být konstantní, může být nutné zahrnout do výstupu motoru nějaký druh stabilizačního obvodu.

Použití převaděče Buck Boost

Problém můžeme vyřešit přidáním zesilovače nebo obvodu převodníku buck podle specifikací připojené zátěže.

Pokud jsou ale parametry napětí vašeho motoru o něco vyšší než zátěž a pokud je dostatek větru, můžete vyloučit zapojený zesilovací obvod a přímo připojit výstup větrného mlýna se zátěží za usměrňovačem můstku.

V diagramu vidíme, že je použit zesilovač po opravě elektřiny větrného mlýna přes síť můstkového usměrňovače.

Následující obrázek vysvětluje podrobnosti o zapojených obvodech, které také nejsou tak složité a mohou být sestaveny pomocí většiny běžných komponent.

Nastavení schématu zapojení

Výše uvedený obrázek ukazuje jednoduchý obvod převodníku zesílení s fází regulátoru zesilovače chyby zpětné vazby. Výstup z větrného mlýna je vhodně usměrňován přidruženou sítí můstkového usměrňovače a přiváděn do obvodu zesilovače usměrňovače založeného na IC 555.

Za předpokladu, že průměrný výkon motoru větrného mlýna bude kolem 12V, lze očekávat, že boostovací obvod zvýší toto napětí až na 60V +, avšak stupeň T2 v obvodu je navržen tak, aby omezoval toto napětí na specifikovaný stabilizovaný výkon.

Zenerova dioda na základně T2 rozhoduje o úrovni regulace a lze ji vybrat podle požadovaných specifikací omezení zátěže.

Schéma ukazuje připojenou baterii notebooku pro nabíjení z generátoru větrného mlýna, jiné typy baterií lze také nabíjet pomocí stejného obvodu, jednoduše nastavením hodnoty zenerovy diody T2.

Alternativně lze počet otáček zesilovacího induktoru také změnit a vyladit pro získání dalších rozsahů napětí, v závislosti na specifikacích jednotlivých aplikací.

Video:

Následující video ukazuje malý větrný mlýn, ve kterém lze vidět zesilovač připojený k motoru a který převádí nízký výkon z motoru na osvětlení 1 wattové LED.

Zde se motor otáčí ručně prsty, takže výsledky nejsou tak dobré. Pokud je zařízení připojeno k turbíně, může být výsledek mnohem vylepšen.

Další videoklip, který ukazuje malý motor s připojenou převodovkou generující dostatek energie k jasnému osvětlení 1 wattové LED. Tento motor může být konfigurován s vrtulemi a použit za silného větru pro nabíjení Li-Ion akumulátoru nebo libovolného preferovaného akumulátoru: