วงจรกำเนิดกังหันลมที่ง่ายที่สุด

โพสต์นี้อธิบายถึงวิธีการสร้างวงจรกำเนิดกังหันลมอย่างง่ายซึ่งสามารถใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่หรือใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องการได้ตลอดทั้งวันทั้งคืนโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย

แผงโซลาร์เซลล์เทียบกับกังหันลม

ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดอย่างหนึ่งของการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์คือมีให้บริการเฉพาะในเวลากลางวันเท่านั้นและก็ต่อเมื่อท้องฟ้าโปร่งเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้นแสงของดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุดเฉพาะในช่วงเที่ยงและไม่ตลอดทั้งวันทำให้การควบคุมของมันไม่มีประสิทธิภาพมากตรงกันข้ามกับเครื่องกำเนิดกังหันลมซึ่งขึ้นอยู่กับพลังงานลมดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพมากเนื่องจากมีลมตลอดทั้งวันและไม่มี พึ่งพาการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล

อย่างไรก็ตามเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมอาจทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดก็ต่อเมื่อติดตั้งหรือวางไว้ในพื้นที่เฉพาะเช่นบนที่สูงขึ้นใกล้ทะเลหรือชายฝั่งแม่น้ำเป็นต้น

เพื่อให้เครื่องกำเนิดกังหันลมแบบโฮมเมดมีประสิทธิภาพสูงสุดต้องวางตำแหน่งไว้บนหลังคาบ้านเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพความเร็วลมสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ยิ่งสูงยิ่งดี

กล่าวกันว่าความเร็วลมสูงสุดจากพื้นดินสูงกว่า 100 เมตรและมีการใช้งานตลอดทั้งปีโดยไม่หยุดนิ่งเพื่อพิสูจน์ว่าระดับความสูงที่สูงขึ้นประสิทธิภาพลมดีขึ้น

การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม

แนวคิดวงจรกำเนิดกังหันลมที่เรียบง่ายที่นำเสนอที่นี่สามารถสร้างขึ้นโดยมือสมัครเล่นทุกคนสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่บ้านโดยไม่เสียค่าใช้จ่ายและด้วยความพยายามเล็กน้อย

สามารถทดลองใช้รุ่นที่ใหญ่กว่าในแบบเดียวกันเพื่อให้ได้กำลังขับที่มากขึ้นซึ่งอาจใช้สำหรับการจ่ายไฟให้กับบ้านหลังเล็ก ๆ

หลักการทำงาน

หลักการทำงานเป็นไปตามแนวคิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดั้งเดิมที่แกนหมุนของมอเตอร์ประเภทแม่เหล็กถาวรถูกรวมเข้ากับกลไกกังหันหรือใบพัดสำหรับการควบคุมพลังงานลมที่ต้องการ

ดังที่เห็นในแผนภาพด้านบนใบพัดที่ใช้หรือโครงสร้างกังหันมีลักษณะแตกต่างกัน ที่นี่มีการใช้ระบบใบพัดรูปตัว 'S' ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างจากใบพัดเครื่องบินแบบดั้งเดิม

ในการออกแบบนี้การหมุนของกังหันไม่ได้อาศัยทิศทางลม แต่ตอบสนองได้ดีและมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันไม่ว่าลมจะไหลจากด้านใดซึ่งจะช่วยให้ระบบสามารถกำจัดกลไกหางเสือที่ซับซ้อนซึ่งโดยปกติจะใช้ในกังหันลมทั่วไปใน เพื่อให้ใบพัดปรับตำแหน่งด้านหน้าให้สอดคล้องกับกระแสลม

ในแนวคิดที่แสดงให้เห็นว่ามอเตอร์ที่เชื่อมต่อกับกังหันจะหมุนอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดไม่ว่าลมจะปรากฏจากด้านใดหรือมุมใดซึ่งทำให้กังหันลมมีประสิทธิภาพและใช้งานได้ดีตลอดทั้งปี

การรวมตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์

กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการหมุนของขดลวดมอเตอร์เพื่อตอบสนองต่อแรงบิดจากกังหันสามารถใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่หรืออาจใช้สำหรับการขับหลอดไฟ LEd หรือโหลดไฟฟ้าที่ต้องการตามความต้องการของผู้ใช้

อย่างไรก็ตามเนื่องจากความเร็วลมอาจมีความผันผวนและไม่คงที่จึงจำเป็นที่จะต้องรวมวงจรโคลงบางชนิดไว้ในเอาต์พุตของมอเตอร์

ใช้ Buck Boost Converter

เราสามารถแก้ปัญหาได้โดยเพิ่มวงจรบูสต์หรือบั๊กคอนเวอร์เตอร์ตามข้อกำหนดของโหลดที่เชื่อมต่อ

แต่ถ้ารายละเอียดแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ของคุณสูงกว่าโหลดเล็กน้อยและหากมีลมเพียงพอคุณอาจไม่รวมวงจรเพิ่มที่เกี่ยวข้องและเชื่อมต่อเอาท์พุทของกังหันลมโดยตรงกับโหลดหลังจากวงจรเรียงกระแสสะพาน

ในแผนภาพเราสามารถเห็นตัวแปลงเพิ่มกำลังถูกใช้หลังจากแก้ไขกระแสไฟฟ้ากังหันลมผ่านเครือข่ายวงจรเรียงกระแสสะพาน

ภาพต่อไปนี้อธิบายรายละเอียดของวงจรที่เกี่ยวข้องซึ่งไม่ซับซ้อนและอาจสร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบธรรมดาส่วนใหญ่

การตั้งค่าแผนภาพวงจร

ภาพด้านบนแสดงวงจรตัวแปลงบูสต์อย่างง่ายพร้อมสเตจควบคุมแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดป้อนกลับ เอาท์พุทจากกังหันลมได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสมโดยเครือข่ายวงจรเรียงกระแสสะพานที่เกี่ยวข้องและป้อนเข้ากับวงจรเรียงกระแสเพิ่มประสิทธิภาพ IC 555

สมมติว่าเอาต์พุตมอเตอร์กังหันลมเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 12V วงจรบูสต์สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้านี้ได้สูงถึง 60V + อย่างไรก็ตามระยะ T2 ในวงจรได้รับการออกแบบมาเพื่อ จำกัด แรงดันไฟฟ้านี้ไว้ที่เอาต์พุตที่มีความเสถียรที่ระบุ

ไดโอดซีเนอร์ที่ฐาน T2 จะกำหนดระดับการควบคุมและสามารถเลือกได้ตามข้อกำหนดการ จำกัด โหลดที่ต้องการ

แผนภาพแสดงแบตเตอรี่แล็ปท็อปที่เชื่อมต่อสำหรับการชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมแบตเตอรี่ประเภทอื่น ๆ อาจถูกชาร์จโดยใช้วงจรเดียวกันเพียงแค่ปรับค่าของ T2 ซีเนอร์ไดโอด

นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนจำนวนรอบของตัวเหนี่ยวนำเพิ่มและปรับแต่งเพื่อให้ได้ช่วงแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการใช้งานแต่ละรายการ

วิดีโอ:

วิดีโอต่อไปนี้แสดงกังหันลมขนาดเล็กที่ติดตั้งตัวแปลงบูสต์พร้อมมอเตอร์และแปลงกำลังขับต่ำจากมอเตอร์เพื่อให้แสงสว่าง LED 1 วัตต์

ที่นี่มอเตอร์หมุนด้วยมือด้วยมือดังนั้นผลลัพธ์จึงไม่ดีนัก หากการติดตั้งติดตั้งกับกังหันแล้วผลลัพธ์จะดีขึ้นมาก

อีกคลิปวิดีโอที่แสดงให้เห็นมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีกล่องเกียร์ติดอยู่ซึ่งสร้างพลังงานเพียงพอที่จะส่องไฟ LED 1 วัตต์ให้สว่างไสว มอเตอร์นี้สามารถกำหนดค่าด้วยใบพัดและใช้ในสภาวะลมแรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion หรือแบตเตอรี่ที่ต้องการ: