- Aerogeneradores y controladores de carga de batería.
- Soluciones de montaje de bricolaje
- Alternativa electrónica china
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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El diseño mecánico del generador eólico en su forma pura es solo una parte de una planta de energía eólica completa. El sistema completamente reparable, además del diseño mecánico, tiene varios componentes electrónicos.
Por ejemplo, se requiere un controlador para un generador de viento, un dispositivo que está diseñado funcionalmente para estabilizar los parámetros de carga de la batería durante la operación de un aerogenerador.
Veamos qué funciones realiza el dispositivo y entreguemos los diagramas de ensamblaje del controlador con sus propias manos. Además, designemos las características del trabajo y la conveniencia de comprar una unidad electrónica china para un molino de viento.
Aerogeneradores y controladores de carga de batería.
Si usted mismo puede hacer una turbina eólica mecánica, ¿puede también hacer un controlador de turbina eólica con sus propias manos?
Para tener una idea acerca de los controladores de los generadores eólicos y reproducir con éxito tales equipos con sus propias manos, la información básica sobre estos dispositivos no será superflua.
Controlador de carga de batería para un generador eólico de baja potencia. El control de algunos parámetros del sistema se realiza a través de la pantalla LCD incorporada
El controlador que sirve las baterías está diseñado principalmente para controlar el proceso de carga de la batería. Esta es su función principal, pero se debe dividir condicionalmente en una serie de subfunciones.
Por ejemplo, una función controla la corriente de carga y la corriente de autodescarga. Otro funcional implementa acciones dirigidas a medir temperatura y presión. El tercero es responsable de compensar la diferencia en los flujos de energía, cuando la batería se carga junto con el consumo de corriente de la carga.
Los dispositivos de producción industrial están dotados de plena funcionalidad. Pero con respecto a los diseños amateur no se puede decir. Los dispositivos se basan en las soluciones de circuitos más simples del hogar con sus propias manos: estos son controladores que están lejos de ser modelos perfectos.
Sin embargo, funcionan y permiten muy productivamente operar diferentes tipos de aerogeneradores. Como regla general, solo una función se implementa en estructuras improvisadas: protección contra sobretensiones y descargas profundas.
Una de las muchas variaciones de controladores para aerogeneradores, hecha a mano. Tales construcciones se distinguen por soluciones técnicas sin complicaciones y el rendimiento de montaje más simple.
¿Por qué la introducción del controlador en el sistema de turbina eólica es una necesidad?
Debido a que en el modo de energizar la batería sin usar un controlador, deben esperarse consecuencias desagradables:
- La degradación de la estructura de la batería debido a procesos químicos no controlados.
- Aumento incontrolado de la presión y temperatura del electrolito.
- Pérdida de propiedades de la batería recargable debido a la descarga a largo plazo.
El controlador de carga para el circuito de instalación del generador eólico se realiza, como norma, como un módulo electrónico separado. Este módulo es extraíble y rápido desconectable. Los dispositivos de fabricación industrial deben estar equipados con una indicación de los modos y estados: luz o transmisión visual a través de la pantalla.
En la práctica, se pueden usar dos tipos de dispositivos: los que están integrados directamente en la carcasa del generador eólico y están conectados a la batería.
Soluciones de montaje de bricolaje
Durante todo el tiempo, desde la aparición de los primeros aerogeneradores improvisados, el número de soluciones de circuitos de los controladores ha crecido muchas veces. Muchos de los diseños de circuitos están lejos de ser perfectos, pero hay algunas opciones a las que debe prestar atención.
Para el uso en el hogar, por supuesto, los esquemas simples que requieren pequeñas inversiones financieras, efectivos y confiables, son relevantes.
En función de estos requisitos, puede comenzar con el controlador para el generador de viento, creado sobre la base de los relés-reguladores de los automóviles. En el circuito son aplicables ambos relés con un contacto de control negativo y un relé con un contacto de control positivo.
Esta opción atrae una pequeña cantidad de piezas y una instalación simple. Solo necesita un relé, un transistor de potencia (campo), una resistencia.
El circuito controlador, dibujado por algún ingeniero electrónico con sus propias manos. Todo es simple y claro sin más preámbulos. En realidad, como en la fabricabilidad de la solución. Detalles mínimos - máximo ahorro (+)
El esquema se denomina "balasto" porque utiliza una carga adicional en forma de bombilla incandescente convencional. Por lo tanto, la lista de piezas se agregará con un elemento más: una lámpara.
Se usa una lámpara de automóvil (o varias lámparas) a 12 voltios, dependiendo de la potencia del sistema. Además, está permitido utilizar otro tipo de resistencia de carga en lugar de este elemento: una resistencia potente, un calentador eléctrico, un ventilador, etc.
Trabajar esquema de "lastre" con un menos.
La acción del regulador de relé automotriz está directamente relacionada con el nivel de carga de la batería. Si el voltaje en los terminales de la batería sube por encima de 14.2 voltios, el relé opera y abre el circuito negativo del transistor de potencia.
A su vez, se abre una transición en el transistor, que conecta la lámpara de calor directo a la batería. Como resultado, la corriente de carga se restablece a través del filamento de la lámpara de filamento. Cuando el voltaje cae en los terminales de la batería - el proceso inverso. Esto mantiene un nivel estable de voltaje de la batería.
¿Cómo funciona el circuito de "lastre" con un plus?
Una versión ligeramente mejorada del controlador de carga de "lastre" para un molino de viento es el segundo circuito en el controlador de relé con un contacto de control positivo. Por ejemplo, los relés adecuados de los coches "VAZ".
La diferencia con el circuito anterior es el uso de un relé de estado sólido, por ejemplo, GTH6048ZA2 para una corriente de 60A en lugar de un transistor. Las ventajas son obvias: el esquema parece incluso más simple y al mismo tiempo tiene mayor confiabilidad y eficiencia.
Otra solución de circuito más simple para ensamblar un controlador de carga de batería para un generador eólico. La eficiencia y la confiabilidad del circuito aumentan debido al uso del relé de estado sólido (+) en el mismo.
La peculiaridad de esta solución simple es una conexión directa a los terminales de la batería del generador de turbina eólica. Los conductores del controlador de carga también se "colocan" directamente en los contactos de la batería.
De hecho, ambas partes del esquema no están relacionadas entre sí. El voltaje del generador de viento se alimenta a la batería continuamente. Cuando el voltaje en los terminales de la batería alcanza 14.2 W, el relé de estado sólido conecta la carga para restablecerla. Así que la batería está protegida por el dispositivo contra sobrecargas.
Aquí no solo la lámpara incandescente puede actuar como una carga de lastre. Es muy posible conectar cualquier otro dispositivo diseñado para una corriente de hasta 60 A. Por ejemplo, un calentador tubular eléctrico.
¿Qué más es importante en este esquema? La acción de un relé de estado sólido se caracteriza por una amplitud que aumenta suavemente. De hecho, existe el efecto de un controlador PWM profesional.
Versión complicada del circuito controlador.
Si la versión anterior del diseño del circuito del controlador de carga de la batería solo se parece a un dispositivo PWM (modulación de ancho de pulso), aquí se implementa específicamente este principio.
Este circuito controlador para un molino de viento con un generador trifásico es algo complejo, ya que implica el uso de microcircuitos, en particular, amplificadores operacionales en transistores de efecto de campo como parte del ensamblaje TL084.
Sin embargo, en la placa de circuito, todo no parece tan complicado como en una hoja de papel.
Solución esquemática para el montaje del controlador con sus propias manos, donde se utiliza el microensamblaje TL084. El principio de funcionamiento también se construye utilizando relés para cambiar de modo, pero es posible ajustar los puntos de corte (+)
Al igual que en las soluciones anteriores, el relé se utiliza como elemento de conmutación para la carga de lastre. El relé está diseñado para funcionar con una batería de 12 voltios, pero si lo prefiere, puede elegir un modelo de 24 vatios.
La resistencia de balasto se fabrica en forma de una poderosa resistencia (bobina sobre cerámica de nicrom). Para ajustar el rango de voltaje de trabajo (11.5–18 W), el circuito usa resistencias variables incluidas en el circuito de control del conjunto microelectrónico TL084.
Funciona como una turbina de viento de controlador de carga de batería de la siguiente manera. La corriente trifásica recibida del generador de viento se rectifica mediante diodos de potencia.
En la salida del puente de diodos, se genera un voltaje constante, que se alimenta a la entrada del circuito a través de los contactos del relé, un diodo adicional, una batería y además al estabilizador en el chip (78L08) y a la entrada del conjunto TL084.
El momento de activación del disparo en uno de los estados está determinado por los valores de las resistencias variables (V baja y V alta) de los umbrales de tensión superior e inferior.
Mientras haya un voltaje en los terminales de la batería que no exceda los 14.2 voltios (que cumpla con el ajuste de R High V), la carga está en progreso. Tan pronto como los valores cambian hacia arriba, el amplificador operacional TL084 envía una señal a la base del transistor, que controla el relé.
Un producto de fabricación propia según el esquema de microensamblaje TL084. Todo es muy simple, incluso en lugar de una placa de circuito impreso de alta calidad, se elige una placa para el montaje. Estos momentos siempre están encantados de los diseños caseros.
El relé se dispara, el circuito de alimentación del circuito está roto y cortocircuitado a la resistencia de lastre. El restablecimiento del balasto se ejecuta hasta que la batería se descarga cerca del valor de ajuste de la resistencia variable Low V.
Tan pronto como se alcanza este valor, el segundo amplificador operacional TL084 cambia al estado inverso. Así es como funciona el controlador.
Alternativa electrónica china
Hacer un controlador de generador de viento con sus propias manos es un asunto de prestigio. Pero dada la velocidad de desarrollo de la tecnología electrónica, a menudo el significado de autoensamblaje pierde su relevancia. Además, la mayoría de los esquemas propuestos ya son obsoletos.
Resulta más barato comprar un producto ya terminado, hecho profesionalmente, con una instalación de alta calidad, en componentes electrónicos modernos. Por ejemplo, puede comprar un dispositivo adecuado a un costo razonable en Aliexpress.
La gama de ofertas en el sitio chino es impresionante. Los controladores para generadores eólicos con diferentes niveles de potencia se venden a un precio de 1000 rublos. Si comienzas con esta cantidad, en términos de ensamblar el dispositivo con tus propias manos, el juego claramente no vale la pena.
Por ejemplo, entre las propuestas del portal chino se encuentra un modelo para un molino de viento de 600 vatios. El dispositivo vale 1070 rublos. adecuado para usar con baterías de 12/24 voltios, modo de funcionamiento hasta 30 A.
Es bastante decente, diseñado para un generador eólico de 600 vatios, controlador de carga en la versión china. Dicho dispositivo se puede solicitar a China y recibirlo por correo en aproximadamente un mes y medio.
La caja del controlador de alta calidad para todo clima con dimensiones de 100x90 mm está equipada con un potente radiador de refrigeración. El diseño del gabinete es IP67. El rango de temperaturas externas es de - 35 a + 75ºС. En el caso, se muestra una luz indicadora de los modos del estado del generador de viento.
La pregunta es, ¿cuál es la razón para gastar tiempo y energía en armar una construcción simple con sus propias manos, si hay una oportunidad real de comprar algo similar y técnicamente serio?
Bueno, si este modelo no es suficiente, los chinos tienen opciones muy interesantes. Así, entre los recién llegados, se observó un modelo con una potencia de 2 kW para un voltaje de trabajo de 96 voltios.
Producto chino de la lista de la nueva parroquia. Proporciona control de carga de la batería, trabajando en tándem con un generador eólico de 2 kW. Acepta voltaje hasta 96 voltios.
Es cierto que el costo de este controlador ya es cinco veces más caro que el desarrollo anterior. Pero, de nuevo, si medimos el costo de producir algo similar con nuestras propias manos, una compra parece una decisión racional.
Lo único que confunde a los productos chinos es que tienden a dejar de funcionar en los casos más inapropiados. Por lo tanto, el dispositivo adquirido a menudo tiene que ser recordado, naturalmente, con sus propias manos. Pero es mucho más fácil y más fácil que hacer un controlador de carga de generador eólico con sus propias manos desde cero.
Para los amantes de los productos caseros en nuestro sitio hay una serie de artículos dedicados a la fabricación de aerogeneradores:
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Conclusiones y video útil sobre el tema.
El deseo de fabricar equipos de uso doméstico con sus propias manos a veces es más fuerte que una solución más simple: comprar un dispositivo económico. Lo que salió de esto, vea el video:
Al evaluar las perspectivas de fabricación de productos electrónicos por su cuenta, independientemente de su propósito, tenemos que lidiar con la idea de que la edad de "bricolaje" termina.
El mercado está sobresaturado con dispositivos electrónicos ya fabricados y componentes modulares para casi todos los productos domésticos. Los ingenieros electrónicos aficionados ahora tienen un solo negocio: ensamblar diseñadores de casas.
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