Dans de nombreux cas, lorsque vous habitez en dehors de la ville, vous aurez peut-être besoin d'une petite quantité d'électricité pour alimenter un appareil à faible consommation. Par exemple, pour le fonctionnement d'une station météorologique compacte, la surveillance du niveau d'eau dans un réservoir, le contrôle de l'automatisation d'une serre, l'éclairage d'urgence d'un chemin de jardin ou d'une petite pièce et d'autres appareils. Pour chacun d'eux, il est nécessaire d'avoir une source d'alimentation - une batterie, une batterie ou une alimentation réseau (PSU). En cas de charge périodique de l'appareil, il est conseillé d'utiliser une alimentation alimentée par batterie. De plus, pour le recharger, en utilisant des appareils dans ces conditions, il est plus avantageux d'utiliser l'énergie éolienne renouvelable, ce qui rendra l'alimentation électrique économique et autonome.
Dans notre cas, nous considérerons la possibilité d'utiliser l'énergie éolienne pour l'éclairage de secours d'une toilette de jardin, debout séparément sur le bord de la parcelle. Étant donné qu'un éclairage lumineux sur cet objet n'est pas nécessaire, une faible puissance est suffisante pour résoudre ce problème. Pendant la journée, la batterie est chargée par l'énergie éolienne, et dans l'obscurité la donne au besoin.
Pour faire une alimentation électrique, vous avez besoin d'une éolienne avec une puissance de plusieurs watts, une batterie de petite capacité et un chargeur pour cela, un dispositif d'adaptation de tension.
Générateur de vent
En tant que générateur électrique, un démarreur de voiture à démarreur permanent compact modifié est utilisé. Sortie générateur: courant alternatif d'une puissance de 1,0 ... 6,5 W (en fonction de la vitesse du vent). Tension - 1 ... 6 v; courant - 0,2 ... 1,1 a (dans la plage: petite - vitesse moyenne du vent).
Une variante de conversion d'un démarreur en générateur est décrite dans l'article.
Pour entraîner un générateur électrique, une turbine de type rotor à axe de rotation vertical a été réalisée. Cette éolienne ne coûte presque rien et peut facilement être fabriquée en la maison conditions. De plus, une telle turbine fonctionne presque silencieusement et quel que soit l'endroit où le vent souffle. L'efficacité de cette turbine est faible, mais cela suffit pour le fonctionnement de cet appareil. Tout est assuré par la durée des travaux et porte ses fruits par la simplicité et la fiabilité du design. Une option de fabrication de turbine est décrite dans article
Batterie et chargeur.
En tant que dispositif de stockage d'énergie, une batterie lithium-ion provenant d'un téléphone mobile est applicable. Le schéma et la procédure de fabrication du chargeur (chargeur) pour cette batterie sont présentés dans l'article.
Données d'entrée du chargeur: tension continue de 5,5 ... 30 V. La tension de sortie du chargeur proposé dans la plage de 4,18 - 4,20 V. Lorsque vous utilisez une autre batterie, avec un réglage approprié, le chargeur vous permet d'obtenir la tension de sortie à moins de 2,5 ... 27 V.
Correspondance de tension
La tension et le courant de l'éolienne varient en fonction de la vitesse du vent, donc pour une utilisation pratique, nous devons être en mesure de charger la batterie et d'économiser de l'énergie pour l'utiliser là-bas. Pour cela, l'électricité de l'éolienne doit être convertie du courant alternatif en courant continu, avec une tension suffisante pour faire fonctionner le chargeur de batterie.
L'éolienne proposée, comme le montrent les caractéristiques de sortie, n'est pas en mesure de produire la tension nécessaire en raison de la faible vitesse. À une vitesse moyenne du vent, une tension d'environ 2 ... 5 V peut être obtenue à la sortie, et une tension de plus de 5,5 volts est nécessaire pour charger la batterie. La solution consiste à utiliser un simple convertisseur de tension, assemblé sur la base d'un multiplicateur de tension quadruple. En appliquant 2 ... 5 V de courant alternatif à l'entrée du convertisseur, nous obtenons 5,5 ... 12 V de courant continu à la sortie, ce qui est tout à fait suffisant pour charger la batterie. Une des variantes du multiplicateur de tension quadruple utilisé dans le dispositif proposé est représentée dans le diagramme.
Cette version du multiplicateur a une conception symétrique et une bonne capacité de charge, faite d'éléments bon marché et abordables. L'utilisation d'un multiplicateur, au lieu d'un transformateur élévateur, permet de réduire les dimensions et le poids de l'appareil, d'éliminer le redresseur de tension.
En conséquence, le circuit d'une alimentation autonome prend la forme suivante.
Le schéma se compose de 4 blocs:
A1 - éolienne;
A2 - multiplicateur de tension;
A3 - batterie et chargeur;
A4 - unité d'éclairage.
Production d'une alimentation autonome
1. Multiplicateur de tension (bloc A2), selon le schéma ci-dessus, nous assemblons et soudons sur une carte 65 x 35 mm découpée dans une carte textolite à montage universel.
Pour le montage du circuit utilisé des diodes domestiques précédemment non réalisées D226G ayant un dissipateur thermique efficace. Condensateurs électrolytiques importés. Si nécessaire, il est possible d'assembler ce circuit de manière plus compacte en utilisant des diodes importées modernes avec la tension directe la plus basse possible pour augmenter l'efficacité du convertisseur de tension.
Il convient de noter que pendant le fonctionnement de l'appareil, le courant maximal traversant les diodes sera égal au double du courant de charge, et sur les électrolytes, le double de la valeur d'amplitude de la tension d'entrée se développe. Par conséquent, les condensateurs et les diodes doivent être conçus pour ces paramètres.
De plus, une résistance R6 est ajoutée au bloc multiplicateur de tension pour limiter le courant maximum et une diode Zener D5 est utilisée pour limiter la tension. Ces éléments devraient fonctionner pour protéger l'appareil par vent fort. Pour lisser l'ondulation, la sortie du multiplicateur de tension est connectée à l'électrolyte C5 (transférée au bloc A3 sur le schéma).
2. Batterie et chargeur (A3). En tant que dispositif de stockage d'énergie, une batterie lithium-ion provenant d'un téléphone mobile est applicable. Le schéma et la procédure de fabrication du chargeur de cette batterie sont présentés dans l'article.
Réglage du courant de charge du circuit. Après avoir connecté la batterie déchargée au circuit (lorsque la LED s'allume), nous réglons la valeur du courant de charge - 100 ... 150 mA à l'aide du testeur R2.
3. Unité d'éclairage (A4) comprend un circuit composé de trois LED superbright connectées en série, d'une résistance de limitation R5 et d'un interrupteur d'alimentation pour les LED. Les LED de la résistance de limitation sont montées sur une carte séparée.
4. Faisons un tableau pour installer une batterie lithium-ion. Nous avons coupé un rectangle de 40 x 55 mm à partir du PCB de montage universel; nous avons coupé deux rainures dans la carte de 0,7 ... 1,0 mm de large pour l'installation des contacts.La disposition des broches dépend du modèle de batterie lithium-ion utilisée. À partir d'une plaque de cuivre ou de laiton d'une épaisseur de 0,5 ... 0,7 mm, nous découpons les contacts en forme de L et les fixons à l'arrière de la carte à l'aide d'une soudure ou d'une autre connexion. Souder les contacts aux bornes de sortie correspondantes du chargeur et de l'unité d'éclairage. Sur la carte de cet appareil, deux groupes de contacts de hauteurs différentes sont réalisés pour la connexion parallèle de deux batteries (pour augmenter la capacité) installées l'une sur l'autre.
5. Ensemble d'alimentation. Nous assemblons les blocs fabriqués selon le schéma ci-dessus, à l'aide du fil de montage. En tant que cas, il est possible d'utiliser une boîte de taille appropriée, une lampe. Souhaitable dans la conception étanche à la poussière et au travail (travail à l'extérieur). Dans ce cas, le boîtier en plastique de l'ancienne lampe de poche a été utilisé.
6. Vérification du fonctionnement de l'appareil.
En entrée de l'appareil, nous fournissons un courant alternatif avec une tension de 2,3 V.
A cette tension, à la sortie du multiplicateur on obtient une tension continue de 6,43 V.
Nous vérifions, si nécessaire, ajustons la tension de sortie du chargeur.
Nous sommes convaincus du bon fonctionnement de l'appareil fabriqué.
7. Installez les blocs assemblés dans le boîtier. Nous fixons l'indicateur de charge de la batterie dans un endroit bien en vue. Un fil (groupe de contact) sort du boîtier pour la connexion à un générateur et à un interrupteur d'éclairage.
8. Si possible, nous scellons les interstices de la poussière et de l'humidité.
