Einfachste Windmühlengeneratorschaltung

In diesem Beitrag wird erläutert, wie Sie eine einfache Windmühlengeneratorschaltung erstellen, mit der Sie Tag und Nacht kostenlos Batterien laden oder beliebige elektrische Geräte kostenlos betreiben können.

Solarpanel gegen Windmühle

Einer der größten Nachteile von Solarpanel-Strom ist, dass er nur tagsüber verfügbar ist und auch nur, wenn der Himmel klar ist. Da das Sonnenlicht nur mittags und nicht den ganzen Tag über seinen Höhepunkt erreicht, ist seine Nutzung sehr ineffizient. Im Gegensatz dazu scheint ein Windmühlengenerator, der von der Windkraft abhängt, sehr effizient zu sein, da der Wind den ganzen Tag über verfügbar ist und nicht Verlassen Sie sich auf saisonale Veränderungen.

Ein Windmühlengenerator kann jedoch nur dann mit größter Effizienz arbeiten, wenn er in bestimmten Regionen installiert oder positioniert ist, z. B. in höheren Lagen, in der Nähe von See- oder Flussufern usw.

Damit ein hausgemachter Windmühlengenerator am effizientesten ist, muss er auf dem Dach des Hauses positioniert werden, um den höchstmöglichen Wirkungsgrad der Windgeschwindigkeit zu erzielen. Je höher desto besser.

Es wird gesagt, dass mehr als 100 Meter vom Boden Windgeschwindigkeiten das Maximum sind und es das ganze Jahr über ohne Unterbrechung aktiv ist, was beweist, dass je höher die Höhe, desto besser die Windeffizienz.

Entwerfen eines Windmühlengenerators

Ein einfaches Windmühlengenerator-Schaltungskonzept, das hier vorgestellt wird, kann von jedem Bastler zum Laden kleiner Batterien zu Hause erstellt werden, völlig kostenlos und mit vernachlässigbarem Aufwand.

Größere Modelle derselben können versucht werden, um größere Leistungsabgaben zu erzielen, die zur Stromversorgung kleiner Häuser verwendet werden können.

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip basiert auf einem herkömmlichen Motorgeneratorkonzept, bei dem die Spindel eines Permanentmagnetmotors in eine Turbine oder einen Propellermechanismus zur erforderlichen Nutzung der Windkraft integriert ist.

Wie im obigen Diagramm zu sehen ist, sieht der verwendete Propeller oder die Turbinenstruktur anders aus. Hier wird ein verdrehtes S-förmiges Propellersystem verwendet, das gegenüber dem herkömmlichen Flugzeugpropellertyp einen deutlichen Vorteil hat.

Bei dieser Konstruktion hängt die Turbinendrehung nicht von den Windrichtungen ab, sondern reagiert gleich gut und effizient, unabhängig davon, von welcher Seite der Wind fließen kann. Dadurch kann das System einen komplexen Rudermechanismus beseitigen, der normalerweise in herkömmlichen Windmühlen verwendet wird Damit der Propeller seine vordere Position selbst im Einklang mit dem Windstrom einstellt.

In dem gezeigten Konzept dreht sich der mit der Turbine verbundene Motor mit maximaler Effizienz weiter, unabhängig davon, von welcher Seite oder Ecke der Wind erscheint, wodurch die Windmühle das ganze Jahr über äußerst effektiv und aktiv ist.

Integration eines elektronischen Spannungsreglers

Die Elektrizität, die durch die Drehung der Motorspule als Reaktion auf das Drehmoment von der Turbine erzeugt wird, kann zum Laden einer Batterie oder zum Ansteuern einer LEd-Lampe oder einer beliebigen elektrischen Last gemäß den Benutzerpräferenzen verwendet werden.

Da die Windgeschwindigkeiten jedoch schwanken und niemals konstant sein können, kann es unbedingt erforderlich sein, eine Art Stabilisierungsschaltung über den Ausgang des Motors zu legen.

Verwenden eines Buck Boost Converters

Wir können das Problem lösen, indem wir eine Boost- oder Buck-Wandlerschaltung gemäß den Spezifikationen der angeschlossenen Last hinzufügen.

Wenn Ihre Motorspannungsspezifikationen jedoch etwas höher als die Last sind und wenn viel Wind vorhanden ist, können Sie den beteiligten Boost-Kreis ausschließen und den Windmühlenausgang direkt mit der Last nach dem Brückengleichrichter verbinden.

Im Diagramm sehen wir einen Aufwärtswandler, der verwendet wird, nachdem der Windmühlenstrom über ein Brückengleichrichternetz gleichgerichtet wurde.

Das folgende Bild erklärt die Details der beteiligten Schaltungen, die ebenfalls nicht so komplex sind und unter Verwendung der meisten gewöhnlichen Komponenten aufgebaut werden können.

Schaltplaneinrichtung

Das obige Bild zeigt eine einfache Aufwärtswandlerschaltung mit einer Regelstufe des Rückkopplungsfehlerverstärkers. Der Ausgang der Windmühle wird durch das zugehörige Brückengleichrichternetzwerk in geeigneter Weise gleichgerichtet und der auf IC 555 basierenden Aufwärtsgleichrichterschaltung zugeführt.

Unter der Annahme, dass die durchschnittliche Leistung des Windmühlenmotors etwa 12 V beträgt, kann erwartet werden, dass die Boost-Schaltung diese Spannung auf bis zu 60 V + erhöht. Die T2-Stufe in der Schaltung ist jedoch so ausgelegt, dass diese Spannung auf einen bestimmten stabilisierten Ausgang beschränkt wird.

Die Zenerdiode an der Basis von T2 bestimmt den Regelpegel und kann gemäß den erforderlichen Lastbeschränkungsspezifikationen ausgewählt werden.

Das Diagramm zeigt eine Laptop-Batterie, die zum Laden von einem Windmühlengenerator angeschlossen wird. Andere Batterietypen können auch über dieselbe Schaltung geladen werden, indem einfach der Wert der T2-Zenerdiode angepasst wird.

Alternativ kann auch die Anzahl der Windungen des Boost-Induktors geändert und angepasst werden, um andere Spannungsbereiche zu erfassen, abhängig von den einzelnen Anwendungsspezifikationen.

Video:

Das folgende Video zeigt eine kleine Windmühle, in der ein Aufwärtswandler mit einem Motor angebracht ist und der die geringe Leistung des Motors in eine 1-Watt-LED umwandelt.

Hier wird der Motor manuell mit den Fingern gedreht, so dass die Ergebnisse nicht so gut sind. Wenn der Aufbau mit einer Turbine verbunden ist, kann das Ergebnis wesentlich verbessert werden.

Ein weiterer Videoclip zeigt einen kleinen Motor mit angeschlossenem Getriebe, der genügend Energie erzeugt, um eine 1-Watt-LED hell zu beleuchten. Dieser Motor kann mit Propellern konfiguriert und bei starkem Wind zum Laden eines Li-Ion-Akkus oder eines beliebigen bevorzugten Akkus verwendet werden: