Hoe u met uw eigen handen een controller voor een windgenerator maakt: apparaat, werkingsprincipe, montageschema

Het mechanische ontwerp van een windgenerator in zijn pure vorm is slechts een deel van een complete windenergiecentrale. Een volledig bruikbaar systeem kent naast de mechanische structuur ook een aantal elektronische componenten.

Er is bijvoorbeeld een controller voor een windgenerator vereist - een apparaat dat functioneel is ontworpen om de laadparameters van de batterij te stabiliseren tijdens de werking van de windturbine.

Laten we uitzoeken welke functies het apparaat uitvoert en diagrammen geven om de controller zelf in elkaar te zetten. Daarnaast zullen we de kenmerken van het werk schetsen en de wenselijkheid van de aanschaf van een Chinese elektronische eenheid voor een windmolen.

Windgeneratoren en acculaadcontrollers

Als het heel goed mogelijk is om zelf een mechanische windmolen te maken, is het dan ook mogelijk om zelf een windmolencontroller te maken?

Om enig idee te hebben over windgeneratorcontrollers en dergelijke apparatuur met uw eigen handen te reproduceren, is basisinformatie over deze apparaten niet overbodig.

De controller die batterijen bedient, is in de eerste plaats ontworpen om het laadproces van de batterij te regelen. Dit is de hoofdfunctie, maar deze moet voorwaardelijk worden verdeeld in een aantal subfuncties.

Eén functionaliteit bewaakt bijvoorbeeld de laadstroom en zelfontladingsstroom. Een andere functionaliteit implementeert acties gericht op het meten van temperatuur en druk. De derde is verantwoordelijk voor het compenseren van het verschil in energiestromen wanneer de batterij gelijktijdig wordt opgeladen met het stroomverbruik door de belasting.

Acculaadcontroller voor een windgenerator met laag vermogen. De controle van sommige systeemparameters wordt uitgevoerd via een ingebouwd LCD-display

Industrieel vervaardigde apparaten zijn uitgerust met volledige functionaliteit. Maar hetzelfde kan niet gezegd worden over amateurontwerpen. Apparaten die met uw eigen handen zijn gemaakt op basis van eenvoudige circuitoplossingen zijn controllers die verre van perfecte modellen zijn.

Desalniettemin werken ze en kunt u behoorlijk productief werken verschillende soorten windgeneratoren. In de regel implementeren zelfgemaakte ontwerpen slechts één functie: bescherming tegen overspanning en diepe ontlading.

Eén van de vele varianten controllers voor windturbines, zelf gemaakt. Dergelijke ontwerpen onderscheiden zich door eenvoudige technische oplossingen en eenvoudige installatie.

Waarom is de introductie van een controller in een windturbinesysteem een ​​must?

Omdat in de modus van energieaanvulling van de batterij zonder gebruik van een controller onaangename gevolgen te verwachten zijn:

1. Aantasting van de batterijstructuur als gevolg van ongecontroleerde chemische processen.
2. Ongecontroleerde drukverhoging en elektrolyttemperatuur.
3. Verlies van oplaadeigenschappen van de batterij vanwege de langdurige ontlading die plaatsvindt.

De laadregelaar voor een windturbinecircuit wordt meestal gemaakt in de vorm van een afzonderlijke elektronische module. Deze module is verwijderbaar en snel los te koppelen. Industrieel vervaardigde apparaten zijn noodzakelijkerwijs uitgerust met een indicatie van modi en toestanden - licht of visueel verzonden via een display.

In de praktijk kunnen twee soorten apparaten worden gebruikt: apparaten die rechtstreeks in de behuizing van de windgenerator zijn ingebouwd en apparaten die op de accu zijn aangesloten.

Schakeloplossingen voor doe-het-zelf-montage

Voor altijd sinds het verschijnen van de eerste zelfgemaakte windmolens het aantal controllercircuitoplossingen is vele malen toegenomen. Veel van de circuitontwerpen zijn verre van perfect, maar er zijn enkele opties waar u op moet letten.

Voor huishoudelijk gebruik zijn uiteraard eenvoudige schema's die weinig financiële investeringen vergen, effectief en betrouwbaar zijn, relevant.

Op basis van deze vereisten kunt u beginnen met een controller voor een windgenerator, gemaakt op basis van autorelaisregelaars. De schakeling maakt gebruik van zowel relais met een negatief stuurcontact als relais met een positief stuurcontact.

Deze optie trekt aan met een klein aantal onderdelen en een eenvoudige installatie. Je hebt slechts één relais, één vermogenstransistor (veldeffect), één weerstand nodig.

Een controllerdiagram getekend door een bepaalde elektronica-ingenieur met zijn eigen handen. Alles is hier eenvoudig en duidelijk, zonder onnodige woorden. Eigenlijk net als in de maakbaarheid van de oplossing zelf. Minimale onderdelen – maximale besparing (+)

Het circuit wordt "ballast" genoemd, omdat het een extra belasting gebruikt in de vorm van een gewone gloeilamp. Zo wordt de lijst met onderdelen aangevuld met nog een element: een lamp.

Er wordt gebruik gemaakt van een 12 volt autolamp (of meerdere lampen), afhankelijk van het vermogen van het systeem. Het is ook toegestaan ​​om in plaats van dit element een ander type belastingsweerstand te gebruiken: een krachtige weerstand, een elektrische verwarming, een ventilator, enz.

Werking van het "ballast" -circuit met een minpunt

De werking van een relaisregelaar voor auto's houdt rechtstreeks verband met het laadniveau van de batterij. Als de spanning op de accupolen boven de 14,2 volt komt, wordt het relais geactiveerd en opent het negatieve circuit van de vermogenstransistor.

Op zijn beurt gaat er een overgang open op de transistor, die de directe gloeilamp met de batterij verbindt. Hierdoor wordt de laadstroom via de gloeidraad van de gloeilamp ontladen. Wanneer de spanning op de accupolen afneemt, wordt het proces omgekeerd. Dit zorgt ervoor dat een stabiel accuspanningsniveau wordt gehandhaafd.

Hoe werkt een “ballast”-circuit met een plus?

Een enigszins gemoderniseerde versie van de “ballast”-laadregelaar voor een windmolen is het tweede circuit op een relaisregelaar met een positief stuurcontact. Relais van VAZ-auto's zijn bijvoorbeeld geschikt.

Het verschil met het vorige circuit is het gebruik van een solid-state relais, bijvoorbeeld GTH6048ZA2 voor een stroomsterkte van 60A in plaats van een transistor. De voordelen liggen voor de hand: de schakeling ziet er nog eenvoudiger uit en heeft tegelijkertijd een grotere betrouwbaarheid en efficiëntie.

Nog een eenvoudige oplossing voor het circuitontwerp voor het assembleren van een batterijlaadregelaar voor een windgenerator. De efficiëntie en betrouwbaarheid van de schakeling worden vergroot door het gebruik van een solid-state relais (+)

De eigenaardigheid van deze eenvoudige oplossing is de directe aansluiting op terminals batterij van de windturbinegenerator. De geleiders van de laadregelaar worden ook rechtstreeks op de batterijcontacten "geplant".

In feite houden beide delen van het plan op geen enkele wijze verband met elkaar.Er wordt voortdurend spanning van de windgenerator aan de accu geleverd. Wanneer de spanning op de accupolen 14,2 W bereikt, verbindt het solid-state relais de belasting om te resetten. Op deze manier wordt de batterij door het apparaat beschermd tegen overladen.

Hier kan niet alleen een gloeilamp als ballastbelasting fungeren. Het is heel goed mogelijk om elk ander apparaat aan te sluiten dat is ontworpen voor een stroomsterkte tot 60 A. Bijvoorbeeld een elektrische buisverwarmer.

Wat ook belangrijk is in deze schakeling is dat de werking van het solid-state relais wordt gekenmerkt door een geleidelijk toenemende amplitude. In wezen is het effect van een professioneel vervaardigde PWM-controller duidelijk.

Een ingewikkelde versie van het controllercircuit

Als de vorige versie van het circuitontwerp voor de acculaadregelaar alleen op een PWM-apparaat (pulsbreedtemodulatie) lijkt, wordt dit principe hier specifiek geïmplementeerd.

Dit besturingscircuit voor een windmolen met een driefasige generator heeft enkele problemen, omdat het het gebruik van microschakelingen met zich meebrengt - in het bijzonder operationele versterkers op veldeffecttransistors als onderdeel van de TL084-assemblage.

Op de printplaat ziet alles er echter niet zo ingewikkeld uit als op een vel papier.

Circuitoplossing voor het met uw eigen handen samenstellen van een controller, met behulp van de TL084-microassemblage. Het werkingsprincipe is ook opgebouwd met behulp van een relais om van modus te wisselen, maar het is mogelijk om de afkappunten aan te passen (+)

Net als bij eerdere oplossingen wordt een relais gebruikt als schakelelement voor de ballastbelasting. Het relais is ontworpen om te werken met een 12 volt batterij, maar indien gewenst kun je kiezen voor een 24 watt model.

De ballastweerstand is gemaakt in de vorm van een krachtige weerstand (wikkeling op nichroomkeramiek).Om het bedrijfsspanningsbereik (11,5-18 W) aan te passen, maakt het circuit gebruik van variabele weerstanden die zijn opgenomen in het stuurcircuit van het micro-elektronische TL084-samenstel.

Deze windmolen accu laadregelaar werkt als volgt. De driefasige stroom die van de windgenerator wordt ontvangen, wordt gelijkgericht door vermogensdiodes.

Aan de uitgang van de diodebrug wordt een constante spanning gegenereerd, die via relaiscontacten, een extra diode, een batterij aan de ingang van het circuit wordt geleverd en vervolgens aan de in-circuitstabilisator (78L08) en aan de ingang van de TL084 montage.

Het moment waarop de trigger naar een van de toestanden overschakelt, wordt bepaald door de waarden van de variabele weerstanden (Low V en High V) van de onderste en bovenste spanningsdrempels.

Zolang er een spanning op de accupolen staat die niet hoger is dan 14,2 volt (voldoen aan de R High V-instelling), wordt er geladen. Zodra de waarden naar boven veranderen, geeft de operationele versterker TL084 een signaal aan de basis van de transistor, die het relais aanstuurt.

Een doe-het-zelfproduct gebaseerd op het microassemblageschema TL084. Alles is uiterst eenvoudig, zelfs in plaats van een hoogwaardige printplaat is gekozen voor een plaat voor opbouwmontage. Zelfgemaakte ontwerpen maken ons altijd blij met dit soort momenten.

Het relais wordt geactiveerd, het stroomcircuit van het circuit is verbroken en kortgesloten naar de ballastweerstand. Het resetten van de ballast vindt plaats totdat de batterij is ontladen, dicht bij de instelwaarde van de Low V variabele weerstand.

Zodra deze waarde is bereikt, schakelt de tweede operationele versterker TL084 het circuit naar de omgekeerde toestand. Dit is hoe de regelaar werkt.

Chinees elektronisch alternatief

Met uw eigen handen een windgeneratorcontroller maken is een prestigieuze zaak.Maar gezien de snelheid van de ontwikkeling van elektronische technologieën verliest de betekenis van zelfassemblage vaak zijn relevantie. Bovendien zijn de meeste voorgestelde regelingen al achterhaald.

Het blijkt goedkoper om een ​​kant-en-klaar product te kopen, professioneel gemaakt, met hoogwaardige installatie en met behulp van moderne elektronische componenten. Op AliExpress kunt u bijvoorbeeld tegen een redelijke prijs een geschikt apparaat kopen.

Het aanbod op de Chinese website is indrukwekkend. Controllers voor windgeneratoren voor verschillende vermogensniveaus worden verkocht tegen prijzen vanaf 1000 roebel. Op basis van dit bedrag is het spel, als het gaat om het met je eigen handen monteren van het apparaat, duidelijk de kaars niet waard.

Onder de voorstellen van het Chinese portaal bevindt zich bijvoorbeeld een model voor een windmolen van 600 watt. Het apparaat kost 1070 roebel. Geschikt voor gebruik met 12/24 volt accu's, bedrijfsstroom tot 30 A.

Een behoorlijk fatsoenlijke, in China gemaakte laadcontroller, ontworpen voor een windgenerator van 600 watt. Zo'n apparaat kan in China worden besteld en binnen ongeveer anderhalve maand per post worden ontvangen

Een hoogwaardige all-weather controllerbehuizing van 100x90 mm is voorzien van een krachtige koelradiator. Het behuizingsontwerp voldoet aan beschermingsklasse IP67. Buitentemperatuurbereik van – 35 tot +75ºC. Op de behuizing bevindt zich een lichte indicatie van de statusmodi van de windgenerator.

De vraag is: wat heeft het voor zin om tijd en moeite te besteden aan het met je eigen handen samenstellen van een eenvoudige structuur, als er een reële mogelijkheid is om iets soortgelijks en technisch serieus te kopen?

Nou ja, als dit model nog niet genoeg is, hebben de Chinezen een aantal hele coole opties. Zo was er onder de nieuwkomers een model van 2 kW met een bedrijfsspanning van 96 volt.

Chinees product uit de nieuwe aankomstlijst. Biedt controle over de batterijlading en werkt in combinatie met een windgenerator van 2 kW. Accepteert ingangsspanning tot 96 volt

Toegegeven, de kosten van deze controller zijn al vijf keer duurder dan die van de vorige ontwikkeling. Maar nogmaals, als je de kosten van het produceren van iets soortgelijks met je eigen handen vergelijkt, lijkt de aankoop een rationele beslissing.

Het enige dat ons in verwarring brengt over Chinese producten is dat ze in de meest ongelegen gevallen plotseling stoppen met werken. Daarom moet het gekochte apparaat vaak tot bloei worden gebracht - uiteraard met uw eigen handen. Maar dit is veel eenvoudiger en eenvoudiger dan zelf een laadregelaar voor een windgenerator te maken.

Voor liefhebbers van zelfgemaakte producten heeft onze website een reeks artikelen gewijd aan de vervaardiging van windgeneratoren:

1. Doe-het-zelf-windgenerator van een autogenerator: assemblagetechnologie voor windturbines en foutanalyse
2. Hoe je met je eigen handen bladen voor een windgenerator bouwt: voorbeelden van zelfgemaakte windturbinebladen
3. Doe-het-zelf-windgenerator uit een wasmachine: instructies voor het monteren van een windmolen
4. Hoe een windgenerator berekenen: formules + praktisch rekenvoorbeeld

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De wens om met uw eigen handen apparatuur voor thuisgebruik te maken is soms sterker dan de eenvoudigere oplossing: een goedkoop apparaat kopen. Bekijk in de video wat hieruit voortkwam:

Als we de vooruitzichten voor de productie van elektronica zelf beoordelen, ongeacht het doel ervan, moeten we het idee onder ogen zien dat het tijdperk van ‘zelfgemaakt’ ten einde loopt.

De markt is oververzadigd met kant-en-klare elektronische apparaten en modulaire componenten voor vrijwel elk huishoudelijk product.Amateur-elektronica-ingenieurs hoeven nu nog maar één ding te doen: huizenbouwpakketten in elkaar zetten.

Heeft u iets toe te voegen of heeft u vragen over het monteren en gebruiken van controllers voor een windgenerator? U kunt opmerkingen achterlaten, vragen stellen en foto's van uw zelfgemaakte producten toevoegen - het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.