Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Механічна конструкція вітрогенератора в чистому її вигляді являє собою тільки частина повноцінної вітряної енергетичної установки. Повністю придатна до експлуатації система, крім механічної конструкції, має ще ряд електронних вузлів.

Так, наприклад, обов'язково необхідний контролер для вітрогенератора - пристрій, функціонально призначене для стабілізації параметрів заряду АКБ в процесі роботи вітряка.

Розберемося, які функції виконує прилад і наведемо схеми складання контролера своїми руками. Крім того, позначимо особливості роботи і доцільність покупки китайського електронного агрегату для вітряка.

Вітрогенератори і контролери заряду АКБ

Якщо механічний вітряк цілком можливо зробити самостійно, чи можна зробити своїми руками ще й контролер вітряка?

Щоб мати якесь уявлення про контролерах вітрогенераторів і успішно відтворювати таку техніку своїми руками, не зайвими будуть базові відомості про ці прилади.

Контролер заряду акумуляторної батареї для вітрогенератора невеликої потужності. Контроль деяких параметрів системи здійснюється через вбудований в конструкцію жк-дисплей

Контролер, який обслуговує акумуляторні батареї, покликаний в першу чергу управляти процесом заряду АКБ. Це його основна функція, але її умовно слід розділити ще на цілий ряд підфункцій.

Наприклад, одним функціоналом відстежується струм заряду і ток саморозряду. Інший функціонал реалізує дії, спрямовані на вимірювання температури і тиску. Третій відповідає за компенсацію різниці енергетичних потоків, коли одночасно зі споживанням струму навантаженням здійснюється заряд АКБ.

Прилади промислового виготовлення наділені повноцінним функціоналом. А ось щодо аматорських конструкцій такого не скажеш. Пристрої, виконані на базі найпростіших схемних рішень в домашніх умовах своїми руками - це контролери, далекі від досконалих моделей.

Проте, вони працюють і досить продуктивно дозволяють експлуатувати різні види вітрогенераторів. Як правило, в саморобних конструкціях реалізована лише одна функція - захист від перенапруги і від глибокої розрядки.

Одна з численних варіацій контролерів для вітряків, виготовлених своїми руками. Такі конструкції відрізняються нехитрими технічними рішеннями і найпростішим виконанням монтажу

Чому впровадження контролера в систему вітряка є обов'язковим моментом?

Тому що в режимі енергетичного підживлення АКБ без застосування контролера слід очікувати неприємних наслідків:

  1. Деградацію структури акумулятора через неконтрольованих хімічних процесів.
  2. Неконтрольоване зростання тиску і температури електроліту.
  3. Втрату акумулятором властивостей підзарядки в зв'язку з наявним тривалим розрядом.

Контролер заряду для схеми вітрогенераторних установки виконується, як правило, у вигляді окремої електронного модуля. Цей модуль знімний і швидко відключається. Прилади промислового виготовлення обов'язково оснащуються індикацією режимів і станів - світловий або візуально переданої через дисплей.

На практиці можуть застосовуватися два види пристроїв - вбудовані безпосередньо в корпус вітрогенератора і підключаються до акумуляторної батареї.

Схемні рішення для збірки своїми руками

За весь час з моменту появи перших саморобних вітряків кількість схемних рішень контролерів зросла багаторазово. Багато з схемних розробок далеко не досконалі, але є і такі варіанти, на які слід звернути увагу.

Для побутового застосування, звичайно ж, актуальними є прості схеми, що вимагають невеликих фінансових вкладень, ефективні і надійні.

Відштовхуючись від цих вимог, почати можна з контролера для вітрогенератора, створеного на базі реле-регуляторів автомобілів. У схемі застосовні як реле з мінусовим керуючим контактом, так і реле з плюсовим керуючим контактом.

Цей варіант приваблює малою кількістю деталей і найпростішим монтажем. Буде потрібно всього одне реле, один силовий транзистор (польовий), один резистор.

Схема контролера, накреслені якимось електронщиком своїми руками. Тут все просто і зрозуміло без зайвих слів. Власне, як і в самій технологічності рішення. Мінімум деталей - максимум заощаджень (+)

Схема носить назву «баластних», так як в ній використовується додаткове навантаження у вигляді звичайної лампочки розжарювання. Таким чином, список деталей поповниться ще одним елементом - лампою.

Використовується автомобільна лампа (або кілька ламп) на 12 вольт в залежності від потужності системи. Також замість цього елемента допустимо застосовувати навантажувальний опір іншого типу: потужний резистор, електронагрівач, вентилятор і т.п.

Робота «баластної» схеми з мінусом

Дія автомобільного реле-регулятора прямо пов'язане з рівнем заряду акумуляторної батареї. Якщо напруга на клемах АКБ піднімається вище 14.2 вольт, реле спрацьовує і розмикає мінусову ланцюг силового транзистора.

У свою чергу на транзисторі відкривається перехід, що включає лампу прямого розжарення до акумулятора. В результаті зарядний струм скидається через нитку лампи розжарювання. При зниженні напруги на клемах АКБ - зворотний процес. Так здійснюється підтримка стабільного рівня напруги батареї.

Як діє «баластних» схема з плюсом

Злегка модернізованим варіантом «баластного» контролера заряду для вітряка є друга схема на реле-регуляторі з плюсовим керуючим контактом. Наприклад, підійдуть реле від автомобілів марки «ВАЗ».

Відмінність від попередньої схеми - застосування твердотільного реле, наприклад, GTH6048ZA2 на ток 60A замість транзистора. Переваги очевидні: схема виглядає ще простіше і при цьому володіє більшою надійністю та ефективністю.

Ще одне просте схемотехнічне рішення під складання контролера заряду АКБ вітрогенератора. Ефективність і надійність схеми підвищується за рахунок застосування в ній твердотільного реле (+)

Особливість цього простого рішення - пряме підключення на клеми акумулятора генератора вітряка. Провідники контролера заряду теж «посаджені» безпосередньо на контакти акумулятора.

За фактом обидві цих частини схеми ніяк не пов'язані між собою. Напруга з вітрогенератора подається на батарею постійно. Коли напруга на клемах АКБ досягає значення 14.2 Вт, твердотельное реле підключає навантаження для скидання. Так акумулятор захищається пристроєм від перезарядження.

Тут баластної навантаженням може виступати не тільки лампа розжарювання. Цілком реально підключити будь-який інший пристрій, розраховане на струм до 60 А. Наприклад, електричний трубчастий нагрівач.

Що ще важливо в цій схемі - дія твердотільного реле характеризується плавно наростаючою амплітудою. По суті, в наявності ефект професійно виготовленого ШІМ-контролера.

Ускладнений варіант схеми контролера

Якщо попередній варіант схемного рішення контролера заряду АКБ тільки нагадує пристрій ШІМ (широтно-імпульсна модуляція), тут даний принцип реалізується конкретно.

Ця схема контролера для вітряка з трифазним генератором відрізняється деякими складнощами, так як передбачає використання мікросхем - зокрема, операційних підсилювачів на польових транзисторах в складі збірки TL084.

Однак на монтажній платі все виглядає не так складно, як на паперовому аркуші.

Схемне рішення для збірки контролера своїми руками, де використовується мікрозбірка TL084. Принцип роботи також збудований із застосуванням реле для перемикання режимів, але є можливість регулювати точки відсічення (+)

Так само, як і в попередніх рішеннях, використовується реле в якості комутаційного елемента для баластної навантаження. Реле розраховано на роботу з 12-вольта акумулятором, але при бажанні можна підібрати модель на 24 Вт.

Баластний резистор зроблений у вигляді потужного опору (намотування на кераміці ніхром). Для регулювання робочого діапазону напруг (11.5-18 Вт) в схемі використовуються змінні резистори, включені в ланцюг управління мікроелектронної збірки TL084.

Працює такий контролер заряду акумулятора вітряка наступним чином. Трифазний струм, отриманий від вітрогенератора, випрямляється силовими діодами.

На виході діодного моста утворюється постійна напруга, що подається на вхід схеми через контакти реле, додатковий діод, акумулятор і далі на внутрісхемний стабілізатор (78L08) і на вхід збірки TL084.

Момент перемикання тригера в один зі станів визначається значеннями змінних резисторів (Low V і High V) нижнього і верхнього порогу напруги.

Поки на клемах акумуляторної батареї присутня напруга, що не перевищує 14.2 вольта (задовольняє значенням настройки R High V), виконується заряд. Як тільки значення змінюються в сторону збільшення, операційний підсилювач TL084 подає сигнал на базу транзистора, яким керується реле.

Реалізований своїми руками продукт за схемою з Мікрозборки TL084. Все гранично просто, навіть замість якісної друкованої плати обрана плата під навісний монтаж. Такими моментами завжди радують саморобні конструкції

Відбувається спрацьовування реле, ланцюг живлення схеми розривається і замикається на баластний резистор. Скидання по баласту проходить до моменту розряду акумулятора, близького до значення настройки змінного резистора Low V.

Як тільки це значення досягнуто, другим операційним підсилювачем TL084 схема перемикається в зворотне стан. Так здійснюється робота контролера.

Китайська електронна альтернатива

Виготовлення контролера вітрогенератора своїми руками - справа престижне. Але з огляду на швидкість розвитку електронних технологій, нерідко сенс самостійної збірки втрачає свою актуальність. До того ж велика частина пропонованих схем вже морально застаріла.

Виходить дешевше купити вже готовий продукт, зроблений професійно, з високою якістю монтажу, на сучасних електронних компонентах. Наприклад, придбати відповідне пристрій за розумною вартістю можна на Aliexpress.

Асортимент пропозицій на китайському сайті вражає. Контролери для вітрогенераторів під різний рівень потужності продаються за ціною від 1000 руб. Якщо відштовхуватися від цієї суми, в плані збирання апарату своїми руками гра явно не варта свічок.

Так, наприклад, серед пропозицій китайського порталу є модель для 600-ватного вітряка. Пристрій вартістю 1070 руб. придатне для роботи з акумуляторами 12/24 вольта, в режимі робочого струму до 30 А.

Цілком пристойний, розрахований на 600-ватний вітрогенератор, контролер заряду в китайському виконанні. Такий пристрій можна замовити з Китаю і отримати через пошту приблизно за місяць-півтора

Якісний всепогодний корпус контролера розмірами 100х90 мм оснащений потужним радіатором охолодження. Виконання корпусу відповідає класу захисту IP67. Діапазон зовнішніх температур від - 35 до + 75ºС. На корпусі виведена світлова індикація режимів стану вітрогенератора.

Питається, який резон витрачати час і сили на складання простенької конструкції своїми руками, якщо є реальна можливість купити щось подібне і технічно серйозне?

Ну а якщо цієї моделі недостатньо, у китайців є варіанти зовсім «круті». Так, серед нових надходжень відзначилася модель потужністю 2 кВт під робочу напругу 96 вольт.

Китайський продукт зі списку нового приходу. Забезпечує контроль заряду батарей, працюючи в парі з вітрогенератором потужністю 2 кВт. Приймає на вході напруга до 96 вольт

Правда, вартість цього контролера вже в п'ять разів дорожче за попередню розробки. Але знову ж таки, якщо порівнювати витрати на виробництво щось подібного своїми руками, покупка виглядає раціональним рішенням.

Єдине що бентежить в китайських продуктах - вони мають властивість несподівано припиняти роботу в самих невідповідних випадках. Тому куплене пристрій часто доводиться доводити до розуму - природно, своїми руками. Але це значно легше і простіше, ніж робити контролер заряду вітрогенератора своїми руками з нуля.

Для любителів саморобок на нашому сайті є серія статей, присвячена виготовлення вітрогенераторів:

  1. Вітрогенератор з автомобільного генератора своїми руками: технологія збірки вітряка і розбір помилок
  2. Як спорудити лопаті для вітрогенератора своїми руками: приклади самостійного виготовлення лопатей для вітряка
  3. Вітрогенератор своїми руками з пральної машини: інструкція по збірці вітряка
  4. Як зробити розрахунок вітрогенератора: формули + практичний приклад розрахунку

Висновки і корисне відео по темі

Бажання зробити обладнання для домашнього застосування своїми руками іноді сильніше більш простого рішення - покупки недорогого пристрою. Що з цього вийшло, дивіться у відеоролику:

Оцінюючи перспективи виготовлення електроніки власними силами незалежно від її призначення, доводиться зіткнутися з думкою, що вік «самоделкиних» завершується.

Ринок перенасичений готовими електронними пристроями і модульними комплектуючими практично під кожен побутової продукт. Електронникам-любителям тепер залишається єдина справа - займатися складанням домашніх конструкторів.

Є, що доповнити, або виникли питання по темі збірки і використання контролерів для вітрогенератора? Можете залишати коментарі, ставити питання і додавати фотографії своїх саморобок - форма для зв'язку знаходиться в нижньому блоці.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: