Альтернативные источники энергии и энергосбережение - [19]

Наконец, представлю вам принципиальную схему. Она лишь немного отличается от прототипа, ссылка на который приводилась выше. Некоторые детали автор заменил на те, которые уже были у него, чтобы не тратиться на покупку новых. Советую вам поступать также. Совершенно не обязательно повторять схему один в один.

_{Замечание: С3с и IC3d не используются. Заземлите их входы, а выходы оставьте свободными.}

_{IC1 — LM7808 стабилизатор напряжения +8 В}

_{IC2 — LM1458 сдвоенный операционный усилитель}

_{IC3 — CD4001 4 логических элемента «2И-НЕ»}

_{Q1  — IRF540 MOSFET}

_{D1…D3 — блокировочные диоды, рассчитанные на максимальный ток подключаемых источников}

_{D4 — 1N4007}

_{LED1 — желтый светодиод LED2 — зеленый светодиод}

_{F1 — предохранитель, рассчитанный на максимальный суммарный ток всех подключаемых источников}

_{F2 — предохранитель 1 А в шине питания электроники контроллера RLY1 — автомобильное реле на коммутируемый ток 40 А РВ1, РВ2 — кнопки без фиксации}

_{Все резисторы 0,25 Вт ±10 %}

Рис. 1.37.Принципиальная схема генератора

Установка мачты

Первым делом нужно сделать и установить мачту. Нужен трехметровый кусок водопроводной трубы диаметром 1¹/₄ дюйма. Дальше сборка происходила быстро. Вбив в землю четыре больших деревянных кола, следует привязать к ним нейлоновые растяжки (рис. 1.38).

Рис. 1.38.Установка мачты

Талрепы на нижних концах растяжек должны позволять без труда выровнять мачту по вертикали. Со временем нейлоновые растяжки могут быть заменены тросами, а деревянные крылья стальными. Но и сейчас все работало прекрасно.

А на этой фотографии (рис. 1.39) с близкого расстояния показано, как закрепить растяжки в верхней части мачты.

Рис. 1.39.Крепление растяжек в верхней части мачты

На фотографии (рис. 1.40) видно установленное на землю основание мачты, и провод, выходящий через тройник в нижней части трубы.

Рис. 1.40.Основание мачты

Для подключения генератора к контроллеру можно использовать старый сетевой удлинитель со сломанной розеткой, обкусив его с обоих концов. Протащить провод через трубу было совсем легко, т. к. стояла холодная погода, и провод был очень жестким. В теплую погоду для этого, скорее всего, потребовалась бы специальная стальная поволока.

На этой фотографии (рис. 1.41) показана турбина, установленная на конце мачты. Следует нанести смазку на трубу в нижней части флюгера и вставить ее в верхнюю часть водопроводной трубы. Получился прекрасный подшипник.

Рис. 1.41.Турбина, установленная на конце мачты

Подул ветер, и турбина закрутилась (рис. 1.42). Впрочем, турбина все равно давала много энергии, несмотря на то, что скорость ветра не превышала 10 м/с.

Рис. 1.42.Подул ветер, и турбина закрутилась

Работа устройства

На этой фотографии (рис. 1.43) показаны контроллер, аккумулятор и всяческая, подключенная к ним, электроника и электротехника. Вы можете видеть инвертор на 120 В (вариант для Северной Америки. Прим. редактора) и мультиметр для наблюдения за напряжением аккумулятора и турбины.

Рис. 1.43.Электроника ветрогенератора и нагрузки крупным планом

К инвертору подключены электробритва и зарядное устройство для аккумуляторов. Позднее с помощью сетевого удлинителя автор провел электричество прямо в свою палатку.

На рис. 1.43 электроника видна крупным планом. Мультиметр показывает, что турбина вырабатывает напряжение 13,32 В. А электробритва и зарядное устройство через инвертор нагружают систему.

А на рис. 1.44 мультиметр показывает, что турбина вырабатывает напряжение 13,49 В. Следует отметить, что напряжение нагруженной турбины от скорости ветра зависит мало. Как только начинает дуть ветер, турбина разворачивается к нему и начинает вращаться. Турбина раскручивается все быстрее и быстрее, до тех пор, пока ее выходное напряжение не превысит сумму напряжения на аккумуляторе и падения на диоде (это что-то около 13,2 В, в зависимости от степени заряда аккумулятора).

Рис. 1.44. Напряжение нагруженной турбины от скорости ветра зависит мало

Как только напряжение превышается, турбина сразу получает нагрузку из-за подключения аккумулятора. Теперь, чем сильнее дует ветер, тем большим током заряжается аккумулятор, а скорость вращения турбины от скорости ветра почти не зависит. Система прекрасно саморегулируется.

Конечно, как поведет себя турбина при шторме, сказать сложно. Но очевидно, что балластная нагрузка, подключаемая контроллером к турбине, очень эффективно выполняет функцию тормоза, даже при сильных порывах ветра. А замыкание турбины накоротко тормозит ее еще лучше.

Дальнейшая модернизация проекта

Во что же обошлась такая самодельная ветроэлектростанция автору этой конструкции в США? Примерно в 150 долларов. Не так уж плохо. Промышленная турбина соизмеримой мощности, промышленные контроллер и мачта обошлись бы $750—$1000.

Дальнейшие пути по усовершенствованию этой системы:

♦ смонтировать электронику в водонепроницаемом корпусе.

♦ подключить приборы для контроля напряжения батарей и тока заряда/разряда.

♦ подключить тахометр для измерения скорости вращения.

♦ увеличить количество аккумуляторов.

♦ добавить еще одну турбину или солнечную батарею.

♦ приобрести более мощный инвертор.