Има много случајева када живите изван града, можда ће вам требати мала количина електричне енергије да бисте напајали уређај слабе потрошње. На пример, за рад компактне метеоролошке станице, надгледање нивоа воде у резервоару, контрола аутоматизације стакленика, за хитно осветљење баштенске стазе или мале просторије и других уређаја. За сваки од њих потребно је имати извор напајања - батерију, батерију или мрежно напајање (ПСУ). У случају периодичног оптерећења уређаја, препоручљиво је користити ПСУ са напајањем из батерије. Штавише, за његово пуњење, коришћењем уређаја у овим условима, најкорисније је користити обновљиву енергију ветра, што ће напајање учинити економичним и аутономним.
У нашем случају размотрићемо могућност коришћења енергије ветра за хитно осветљење баштенског тоалета, који стоји одвојено на ивици парцеле. Пошто јарко осветљење на овом објекту није потребно, онда је мала снага довољна да се реши овај проблем. Током дана, батерија се пуни енергијом ветра, а у мраку је даје по потреби.
Да бисте направили напајање, потребан вам је генератор ветра снаге неколико вата, батерија малог капацитета и пуњач за њега, уређај за прилагођавање напона.
Генератор ветра
Као електрични генератор користи се модификовани компактни стартер аутомобилски стартер. Излаз генератора: наизменична струја снаге 1,0 ... 6,5 В (у зависности од брзине ветра). Напон - 1 ... 6 в; струја - 0,2 ... 1,1 а (у опсегу: мала - просечна брзина ветра).
У чланку је описана варијанта претварања стартера у генератор.
За погон електричног генератора направљена је турбина типа ротора са вертикалном оси ротације. Ова ветротурбина не кошта скоро ништа и лако се може уградити у њу куци услови. Штавише, таква турбина ради скоро тихо и без обзира на то где дува ветар. Ефикасност ове турбине је мала, али то је довољно за рад овог уређаја. Све се осигурава трајањем рада, а исплаћује се једноставношћу и поузданошћу дизајна. Опција за производњу турбина је описана у чланак
Батерија и пуњач.
Као уређај за складиштење енергије примењује се литијум-јонска батерија из мобилног телефона. Представљени су шема и поступак израде пуњача (пуњача) за ову батерију у чланку.
Улазни подаци пуњача: напон истосмјерне струје од 5,5 ... 30 В. Излазни напон предложеног пуњача у распону од 4,18 - 4,20 В. Када користите другу батерију, уз одговарајуће подешавање, пуњач вам омогућава да добијете излазни напон у року од 2,5 ... 27 В.
Волтаге Матцхинг
Напон и струја ветротурбине варирају у зависности од брзине ветра, тако да за практичну употребу морамо бити у стању да напунимо батерију и уштедимо енергију за употребу у њој. За то се електрична енергија из генератора ветра мора претворити из наизменичне струје у директну, напоном довољним за рад пуњача батерије.
Предложени генератор ветра, као што се види из излазних карактеристика, није у стању да произведе потребан напон због мале брзине. При просечној брзини ветра, на излазу се може добити напон од око 2 ... 5 В, а за пуњење батерије потребан је напон већи од 5,5 волти. Излаз је употреба једноставног претварача напона, састављеног на основу четвероструког напонског мултипликатора. Примењујући 2 ... 5 В наизменичне струје на улаз претварача, добивамо 5,5 ... 12 В једносмерне струје на излазу, што је сасвим довољно за пуњење батерије. Једна од варијанти четвороструког мултипликатора напона који се користи у предложеном уређају приказана је на дијаграму.
Ова верзија мултипликатора има симетричан дизајн и добру носивост, која је направљена од јефтиних и приступачних елемената. Употреба мултипликатора, уместо појачаног трансформатора, омогућава да се смање димензије и тежина уређаја, да се елиминише напонски исправљач.
Као резултат, склоп аутономног напајања поприма следећи облик.
Шема се састоји од 4 блока:
А1 - генератор ветра;
А2 - мултипликатор напона;
А3 - батерија и пуњач;
А4 - расветна јединица.
Производња аутономног напајања
1. Мултипликатор напона (блок А2), према горњем дијаграму састављамо и лемимо плочу димензија 65 к 35 мм изрезану са универзалне монтажне плоче од текстолита.
За монтирање круга користе се претходно нереализоване домаће диоде Д226Г са ефективним хладњаком. Увезени електролитички кондензатори Ако је потребно, овај круг је могуће компактније саставити помоћу савремених увезених диода са најнижим могућим директним напоном да би се повећала ефикасност претварача напона.
Треба напоменути да ће током рада уређаја, максимална струја која тече кроз диоде бити једнака двострукој струји оптерећења, а на електролитима удвостручена вредност амплитуде улазног напона. Према томе, кондензатори и диоде морају бити пројектовани за ове параметре.
Поред тога, у блок множитеља напона додаје се отпорник Р6 ради ограничавања максималне струје, а за ограничавање напона користи се зенер диода Д5. Ови елементи би требали радити на заштити уређаја код јаких вјетрова. Да бисте изгладили пукотину, излаз мултипликатора напона је повезан са електролитом Ц5 (преноси се на блок А3 на дијаграму).
2. Батерија и пуњач (А3). Као уређај за складиштење енергије примењује се литијум-јонска батерија из мобилног телефона. Представљени су шема и поступак израде пуњача за ову батерију у чланку.
Подешавање струје пуњења у кругу. Повезавши испражњену батерију у круг (како се ЛЕД укључује), помоћу тестер Р2 поставили смо вредност струје пуњења - 100 ... 150 мА.
3. Расветна јединица (А4) укључује склоп који се састоји од три серијски повезана супербригхт ЛЕД-а, ограничавајући отпорник Р5 и прекидач за напајање за ЛЕД-ове. Ограничавајући ЛЕД отпорници монтирани су на засебној плочи.
4. Направимо плочу за уградњу литијум-јонске батерије. Од универзалног монтажног ПЦБ-а изрезали смо правоугаоник димензија 40 к 55 мм, у плочи смо изрезали два бразда ширине 0,7 ... 1,0 мм за постављање контаката.Изглед пинова зависи од модела литијум-јонске батерије која се користи. Из бакрене или месингане плоче дебљине 0,5 ... 0,7 мм изрезали смо контакте у облику слова Л и учврстили их на полеђини плоче лемљењем или другом везом. Залепите контакте на одговарајуће излазне прикључке пуњача и светлосне јединице. На плочи овог уређаја направљене су две групе контаката различите висине за паралелно повезивање две батерије (ради повећања капацитета) постављене једна на другу.
5. Склоп напајања. Састављамо произведене блокове у складу са горњим дијаграмом, користећи жицу за монтажу. Као случај, могуће је користити кутију одговарајуће величине, лампу. Пожељан је у прашини и водоотпорном дизајну (радите напољу). У овом случају кориштено је пластично кућиште старе свјетиљке.
6. Провера рада уређаја.
На улазу уређаја напајамо наизменичну струју напоном 2,3 В.
На овом напону на излазу множитеља добијамо напон једносмерне струје од 6,43 В.
Проверавамо, ако је потребно, подешавање излазног напона пуњача.
Уверени смо у правилан рад произведеног уређаја.
7. Уградите склопљене блокове у кућиште. На видном месту исправљамо индикатор напуњености батерије. Из кућишта излази жица (контактна група) ради повезивања на генератор и прекидач светла.
8. Ако је могуће, рупе заптивамо од прашине и влаге.
