Enklaste väderkvarn Generator Circuit

Inlägget förklarar hur man skapar en enkel krets för väderkvarngeneratorer som kan användas för att ladda batterier eller för att driva valfri elektrisk utrustning hela dagen och natten utan kostnad.

Solpanel vs väderkvarn

En av de största nackdelarna med solpanelens elektricitet är att den endast är tillgänglig under dagtid och det också bara när himlen är klar. Dessutom är solbelysningen som högst endast under middagen och inte hela dagen, vilket gör att den utnyttjas mycket ineffektivt. I motsats till detta verkar en vindkraftgenerator som är beroende av vindkraft vara mycket effektiv eftersom vind är tillgänglig hela dagen och inte lita på säsongsförändringar.

En väderkvarngenerator kan dock fungera med störst effektivitet endast om den är installerad eller placerad i specifika regioner som på högre höjder, nära hav eller flodstränder etc.

För att en hemlagad vindkraftgenerator ska vara mest effektiv måste man placera den på husets tak för att få högsta möjliga vindhastighetseffektivitet, ju högre desto bättre.

Det sägs att över 100 meter från markvindhastigheter är det maximala och det är aktivt hela året oavbrutet, så det visar sig att högre höjd bättre vindeffektivitet.

Designa en väderkvarngenerator

Ett enkelt kretskoncept för väderkvarn som presenteras här kan byggas av alla hobbyister för att ladda små batterier hemma, helt kostnadsfria och med försumbar insats.

Större modeller av samma kan provas för att uppnå större effekt som kan användas för att driva små hus.

Princip för drift

Funktionsprincipen baseras på ett traditionellt motorgeneratorkoncept där en permanentmagnetmotorns spindel är integrerad med en turbin- eller propellermekanism för erforderlig utnyttjande av vindkraft.

Som framgår av ovanstående diagram ser den använda propellern eller turbinstrukturen annorlunda ut. Här används ett tvinnat 'S' -format propellersystem som har en tydlig fördel jämfört med den traditionella propellertypen.

I denna konstruktion är turbinrotationen inte beroende av vindriktningarna snarare svarar lika bra och effektivt oavsett från vilken sida vinden kan flyta, detta gör att systemet kan bli av med en komplex rodermekanism, som normalt används i konventionella väderkvarnar i för att hålla propellern självjusterande av sitt främre läge i linje med vindflödet.

I det visade konceptet roterar motorn kopplad till turbinen med maximal effektivitet oavsett från vilken sida eller i vilket hörn vinden kan dyka upp, vilket gör att väderkvarnen kan vara extremt effektiv och aktiv hela året.

Integrera en elektronisk spänningsregulator

Den elektricitet som genereras genom rotation av motorspolen som svar på vridmomentet från turbinen kan användas för att ladda ett batteri eller kan vara för att driva en LEd-lampa eller någon önskad elektrisk belastning enligt användarens önskemål.

Eftersom vindhastigheterna kan vara fluktuerande och aldrig konstanta, kan det dock vara absolut nödvändigt att inkludera någon form av stabilisatorkrets över motorns utgång.

Använda en Buck Boost Converter

Vi kan lösa problemet genom att lägga till en boost eller en buck converter-krets enligt specifikationerna för den anslutna belastningen.

Men om din motorspänningsspecifikation är något högre än belastningen och om det finns riklig vind kan du utesluta den inblandade boostkretsen och direkt ansluta väderkvarnsutgången till lasten efter brygglikriktaren.

I diagrammet kan vi se en boost-omvandlare som används efter att ha rättat till vindkraftens el genom ett brygglikriktarnätverk.

Följande bild förklarar detaljerna i de involverade kretsarna, som inte heller är så komplexa och kan byggas med de flesta vanliga komponenter.

Inställning av kretsdiagram

Ovanstående bild visar en enkel boost-omvandlarkrets med ett återkopplingsfelsförstärkarregulatorsteg. Utgången från väderkvarnen korrigeras lämpligen av det tillhörande brygglikriktarnätverket och matas till den IC 555-baserade boost-likriktarkretsen.

Om vi ​​antar att den genomsnittliga utgången av väderkvarnsmotorn är cirka 12V, kan boostkretsen förväntas öka denna spänning till upp till 60V +, men T2-steget i kretsen är utformat för att begränsa denna spänning till en specificerad stabiliserad utgång.

Zenerdioden vid T2-basen bestämmer regleringsnivån och kan väljas enligt specifikationerna för belastningsbegränsningar.

Diagrammet visar ett bärbart batteri för laddning från en väderkvarngenerator, andra typer av batterier kan också laddas med samma krets, helt enkelt genom att justera värdet på T2-zenerdioden.

Alternativt kan antalet varv hos boostinduktorn också ändras och justeras för att erhålla andra spänningsområden, beroende på de enskilda applikationsspecifikationerna.

Video:

Följande video visar en liten väderkvarnsuppsättning där en boost-omvandlare kan ses ansluten till en motor och omvandlar låg effekt från motorn för att belysa en 1 watt LED.

Här roteras motorn manuellt med fingrarna, så resultatet blir inte så bra. Om installationen är fäst med en turbin kan resultatet förbättras mycket mer.

Ytterligare ett videoklipp som visar en liten motor med en ansluten växellåda som genererar tillräckligt med energi för att lysa upp en 1 watts LED starkt. Denna motor kan konfigureras med propellrar och användas vid höga vindförhållanden för att ladda ett Li-Ion-batteri eller något föredraget batteri: