Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Аккумуляторы для ветрогенераторов

Контроллер заряда солнечной батареи своими руками

В специализированных компаниях, а также торговых сетях занимающихся электронным оборудованием можно приобрести контроллеры заряда, выпускаемые различными компаниями производителями, как отечественными, так и зарубежными.

Подобное оборудование стоит достаточно дорого, поэтому для снижения стоимости гелио установки и сокращения сроков ее окупаемости, подобное устройство можно собрать своими руками.

В этом случае, конечно же, необходимо уметь пользоваться паяльником и иметь хотя бы начальные знания касающиеся электронных устройств и способах их монтажа.

О том, как сделать контроллер заряда для солнечной батареи своими руками мы расскажем в настоящей статье нашего проекта.

Схема контроллера заряда

Существует множество схем подобного оборудования, различающихся по степени сложности изготовления и техническим возможностям готового изделия после его сборки.

Конкретную схему каждый пользователь выбирает для себя сам, ориентируясь на свой опыт работы с электронными изделиями и умением их собирать самостоятельно.

На ниже следующем рисунке приведена схема контроллера, о сборке которого будет рассказано далее.

Комплектующие для самодельного контроллера управления работой солнечной батареи

Для сборки контроллера по выше приведенной схеме потребуются следующие комплектующие, а именно:

  • Микросхемы — LM385-2.5 (2 шт.);
  • Конденсаторы – емкостью 100 пф (2 штуки) и 1000 пф (1 штука);
  • Диоды — SB540 (1 штука) или аналогичный с рабочим током равным максимальному току, вырабатываемому солнечной батареей, а также диод Шотки;
  • Транзисторы — BUZ11, BC548, BC556;
  • Резисторы — R1 – 1k5, R2 – 100k, R3 – 68k, R4 и R5 – 10k, R6 – 220k, R7 – 100k, R8 – 92k, R9 – 10k, R10 – 92k.
  • Светодиодный индикатор – 1 штука.

Важно! Данная схема рассчитана на работу с одной солнечной батареей, способной вырабатывать максимальный ток 4,0 Ампера и аккумулятором, емкость которого составляет 3000 А/час.

При необходимости комплектующие можно заменить, а также усовершенствовать данную схему, если появиться такая необходимость.

Вот некоторые советы по замене комплектующих:

  1. Если заменить микросхемы, то следует менять и конденсатор С2 (его емкость должна соответствовать новым характеристикам микросхем).
  2. При невозможности приобрести резисторы сопротивлением 92К (R8 и R10 на схеме), их следует заменить на два подключаемых последовательно, сопротивлениями 82 и 10 К.

К сведению! При использовании солнечных панелей, максимальный ток которых более 4,0 А, необходимо использовать более мощные транзисторы и диоды, чем указанных в рассматриваемой схеме.

Принцип работы собираемой схемы

В темное время суток, когда солнечная батарея не вырабатывает электрический ток, контроллер находиться в режиме ожидания (спящий режим).

При попадании солнечных лучей на фотоэлектрические элементы гелио установки, начинается вырабатываться электрический ток, и при достижении напряжения, равного 10,0 В контроллер включается в работу (электрический ток подается на клеммы аккумулятора).

Когда напряжение станет равным 14,0 В, включается в работу усилитель U1 и зарядка прекращается (в это время разряжается конденсатор С2).

После разрядки конденсатора напряжение падает и закрывается мощный транзистор (VT3 на схеме) и зарядка АКБ возобновляется.

Сборка контроллера заряда аккумулятора

Для того, чтобы было удобно использовать собираемую конструкцию, необходимо подобрать корпус, в котором будет размещена плата с установленными на нее электронными составляющими и изготовить саму эту плату.

В магазинах группы «Сделай САМ» можно приобрести специальные заготовки для изготовления печатных плат, представляющие собой диэлектрик (стеклотекстолит) в виде пластины, на который нанесен слой меди или иного токопроводящего материала.

Изготовление печатной платы осуществляется в следующей последовательности:

  1. На бумаге рисуется шаблон, соответствующий схеме, предполагаемой к размещению на печатной плате. На шаблоне прорисовываются дорожки между элементами схемы, а также места установки этих элементов.
  2. Подбирается заготовка печатной платы нужного размера (если необходимо, то излишки обрезаются при помощи ножовки по металлу).
  3. Шаблон приклеивается при помощи клея «Момент» на подготовленную заготовку.
  4. В местах крепления элементов схемы просверливаются отверстия (сверло диаметром 0,7 – 0,8 мм).
  5. Шаблон удаляется, а на заготовке платы, между просверленными отверстиями, прорисовываются дорожки связи (для этого используется краска стойкая к водным растворам).
  6. Когда дорожки и места пайки электронных составляющих прорисованы, можно приступать к травлению платы.

Важно! Перед нанесением краски на поверхность печатной платы ее следует обезжирить при помощи бензина, ацетона или простого моющего средства.

К сведению! Травление, в домашних условиях, можно выполнить с помощью перекиси водорода или раствором хлорного железа.

Травление осуществляется следующим образом, а именно:

  • В специальную емкость, стойкую к воздействиям химических веществ (стекло, эмалированная посуда и т.д.) наливается подготовленный раствор;
  • Затем в раствор погружается печатная плата с нанесенным на него рисунком.
  • Когда токопроводящий слой, в местах, где отсутствует краска, раствориться, плата достается из раствора, после чего обливается проточной водой;
  • После этого заготовка вытирается насухо и с ее поверхности удаляется краска, обозначающая электрические дорожки (используется наждачная бумага).

Когда краска будет удалена, печатная плата готова к размещению электронных элементов схемы.

В соответствии с выбранной схемой и шаблоном размещения комплектующих, выполняется впаивание элементов конструкции, в местах где просверлены монтажные отверстия.

Готовая плата помещается в подготовленный корпус, на котором монтируются места вывода контактов к источнику электрического тока (солнечная батарея) и накопительному элементу гелио системы (аккумуляторная батарея).

Проверятся работоспособность собранной схемы, и выполняется установка собранного контроллера в выбранном месте размещения.

>Отличительные особенности МРРТ и ШИМ контроллеров и как это отражается при изготовлении их своими руками

Отличительной особенностью МРРТ моделей, является высокий КПД.

Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов

Работа подобных приборов основана на поиске максимальной точки мощности, определяемой на соотношении силы тока и напряжения на источнике электрической энергии (солнечная батарея).

ШИМ устройства – это более дешевые приборы, работающие по принципу широтно-импульсной модуляции.

При изготовлении подобных устройств своими руками наиболее просто изготовить ШИМ-прибор, но для использования в автоматическом режиме все-таки лучше МРРТ аналоги, об одном из которых было рассказано выше.

Достоинствами подобных устройств являются:

  • Универсальность использования (гелио и комбинированные системы, ветровые генераторы).
  • Возможность создания оптимальных условий для заряда АКБ, даже при низкой освещенности, что увеличивает срок их эксплуатации;
  • Высокий КПД использования.

Недостатки тоже есть, их можно сформулировать следующим образом:

  • Высокая стоимость у готовых изделий;
  • Сложность при изготовлении своими руками, обусловленная технологией обеспечивающей работу устройства.

В заключение хочется отметить, что даже сложные приборы можно изготовить самостоятельно в домашних условиях, используя электронные комплектующие заводского производства, а главными условиями успеха в этом деле, будет желание и умение работать своими руками.

Простой контроллер заряда литиевых батарей

Этот маленький и абсолютно недорогой контроллер заряда (разряда) для аккумуляторных батарей, который можно легко собрать в домашних условиях, позволит максимально эффективно защищать ваш аккумулятор от глубоких разрядов или перезарядов, что значительно продлит их срок службы. Помимо этого видео на моем канале есть еще три видео, в которых я очень подробно рассказал об изготовлении данного контроллера заряда. Печатная плата контроллера заряда- https://cloud.mail.ru/public/Lr4x/2ex8BUYGk Схема контроллера заряда — https://cloud.mail.ru/public/86sz/FuRNDbfEJ Некоторые детали можно купить здесь: Таймер NE555 — https://goo.gl/C5y96A Реле 12В – https://goo.gl/IOPyWv Реле 5В — https://goo.gl/quf5Mw Кнопки без фиксации — https://goo.gl/s0UyWy Кнопки без фиксации — https://goo.gl/PwRlrg Набор подстроечных резисторов — https://goo.gl/J9mqk2 Стабилизатор напряжения 5В — L7805CV — https://goo.gl/wg5df4 Силовой транзистор IRF540 — https://goo.gl/IPoBZI Набор биполярных транзисторов — https://goo.gl/2FiCwm Светодиоды — https://goo.gl/Ncrjvd Пластиковый корпус — https://goo.gl/YMLCh3 Фольгированный текстолит : https://goo.gl/dr6Ejnhttps://goo.gl/NacVE4https://goo.gl/ay8GXq Подписывайтесь на канал ROLLET TV чтобы не пропустить новые видео. Будет много полезной и интересной информации. ПОДПИСАТЬСЯ НА КАНАЛ — http://goo.gl/e4CTE1

Ветрогенераторы Exmork производятся для эксплуатации в быту: частные коттеджи, личные строения, не большие потребители электричества: 220В, 50 Гц.
Ветрогенератор при вращении генерирует электричество, которое используется для заряда аккумуляторов. Накопленный в аккумуляторах ток с помощью инвертора преобразуется в 220В, 50 Гц. При покупке ветрогенераторов с контроллерами «Ветрогрей» ветрогенератор может работать с ТЭНами отопления.

Цена указана за базовую комплектацию, базовая комплектация включает в себя:
Лопасти (3 штуки), Электрический генератор, Лопасти хвоста, Носовой обтекатель, Держатель лопастей, Хомут для крепления ветрогенератора на мачту с токосъёмным подшипником (токосъемник встроен в корпус, из хомута выходят три провода, которые НЕ скручиваются при поворотах ветряка), Хвостовая балка.

Бытовой ветрогенератор 1,5 кВт 24В поставляется в базовой комплектации:

1. Лопасти (3 штуки),
2. Электрический генератор,
3. Лопасти хвоста,
4. Носовой обтекатель,
5. Держатель лопастей,
6. Хомут для крепления ветрогенератора на мачту (89 мм) с токосъёмным подшипником,
7. Хвостовая балка.

Основные характеристики ветрогенератора 1,5 кВт 24В

Мощность при 10 м/с

1800 ватт

Мощность при 9 м/с

1500 ватт

Мощность при 5 м/с

300 ватт

Страгивание

начало вращения — с 2,5 м/с

Дипазон ветра генерации

3-25 м/с, свыше 20 м/с включается защитное торможение

Количество лопастей

3 штуки

Материал лопастей

армированное стекловолокно с защитным покрытием 3М, США
(против старения, антигололёдное)

Диаметр ротора

3,2 м.

Вес ветрогенератора

С лопастями, хвостовой частью: 85 кг.

Напряжение DC

24В

Подшипник вертикальный

токосъёмный

Срок службы

не менее 10 лет.

Гарантийный срок

1 год

Способ крепления на мачту

«труба в трубу» (внешний диаметр мачты под фланец ветряка — 89 мм.)

СМОТРЕТЬ ПАСПОРТ ИЗДЕЛИЯ

Обратите пожалуйста внимание: отсутствие ветра не является гарантийным случаем.
Ветрогенератор – бытовое изделие, не создаёт излучений вредных для здоровья людей и животных, а также не создаёт помех для электроприборов. Разрешений на установку и эксплуатацию — не требуется.

Монтаж оборудования:

Услуги по монтажу оказывают наши сертифицированные партнёры, чтобы получить контакты наших партнёров в России обращайтесь пожалуйста в нашу компанию, мы подскажем вам ближайшего партнёра по установке ветрогенераторов Exmork.

Про отопление на ветрогенераторах:

Если Вы планируете подключать ТЭНы отопления то необходимо комплектовать ветрогенератор специальным контроллером «Ветрогрей».

Солнечное электроснабжение на даче или шилд-контроллер заряда. Своими руками 🙂

Обслуживание ветрогенератора:

Необходим контроль аккумуляторов – при потери ёмкости – необходима их периодическая замена. Первые 2 года — ветрогенератор не требует обслуживания (кроме проверки натяжения тросов). Один раз в полтора года проверять, очищать и смазывать вращающиеся части установки, а также подшипники. В прибрежных и климатических зонах с высокой влажностью — 1 раз в год. Один раз в 3 года удалять налет ржавчины, а также подкрашивать поврежденные места на металлических деталях.

Мачта:

Мачты производятся в России. Запас прочности — до 30 м/с (102 км/час). Материал корпусов ветрогенератора из литого алюминия, это действительно высококачественное изделие:

В генераторах используются оцинкованные магниты, что защищает их от коррозии, это действительно дорогие магниты:

Магниты крепятся на валу винтами, что очень удобно при сервисных работах:

При скорости ветра свыше 25 м/с хвост ветрогенератора прижимается к корпусу, что является дополнительной механической защитой (помимо электрической) от ураганных порывов ветра, данный конструктив защищает от выхода ветрогенератора в режим «разнос» и разрушения лопастей.

Каждый ветрогенератор Exmork имеет индивидуальный номер (на корпусе рядом с токосъёмным подшипником), что позволяет при обращении в сервисную службу, идентифицировать ветрогенератор.

Для дополнительной безопасности гайка на валу генератора фиксируется шплинтом:

Материал корпусов ветрогенератора из литого алюминия, болты из нержавеющей стали, подшипники NSK (пр-во Япония):

Ветрогенератор комплектуется дополнительно или контроллером Hefei, или контроллером Ветрогрей (для работы с ТЭНами отопления).
Если Вам требуется консультация по ветрогенератору (комплектование системы, как работает, как монтировать и т.д.), пожалуйста, обратитесь в нашу техническую поддержку.

Вес и габариты брутто:
Все узлы упакованы в один ящик:
Вес — 120 кг с контроллером Hefei
Вес — 115 кг без контроллера Hefei
Длина ящика — 176 см, ширина ящика — 70 см, высота ящика — 37 см.

Использование энергии ветра

Использование энергии ветра имеет важное преимущество перед другими способами выработки электрического тока. Источник достается бесплатно, имеет неиссякаемую энергию, способен обеспечить большое количество потребителей. Проблема возникает на стадии приема и обработки энергии — ветер имеет крайне нестабильную природу, особенно в условиях России.

Огромные возможности источника сильно распылены в пространстве, собрать их в одной точке весьма сложно. Для этого требуется использовать целый комплекс оборудования и аппаратуры, позволяющей принимать, преобразовывать и накапливать энергию на случай отсутствия ветра. Необходимость использования множества приборов и устройств является причиной дороговизны ветрогенераторов и заставляет задумываться об изменении технологии обработки энергии.

Чаще всего звучат предложения отказаться от использования аккумуляторов и отдавать полученную энергию прямо в сеть. Срок службы АКБ невелик, возможность перезаряда снижает его еще больше. На Западе практика поставок энергии от частных ветряков в сеть практикуется уже достаточно долгое время.

Полностью зарядив батареи, ветряк переключается на режим передачи энергии в сеть, за что владелец получает некоторую оплату. Но полностью никто от использования накопителей не отказывается, поскольку отсутствие ветра вынудит обходиться без энергии до его появления.

Ветряк или солнечная энергия без аккумуляторов

Полный отказ от использования аккумуляторов возможен только для простых систем, обеспечивающих энергией отдельные, нетребовательные потребляющие устройства. Возможные скачки напряжения или его временное исчезновение им не должны угрожать выходом из строя. К ним можно отнести простые светильники, насосы для водоснабжения.

Подключение потребителей напрямую к генератору создает неравномерный режим питания, зависящий от скорости ветра в данный момент. Для большинства бытовых или промышленных приборов такой режим неприемлем и грозит выходом из строя.

Солнечные батареи находятся в похожих условиях. Периодичность появления источника, зависимость от погоды и состояния атмосферы также вынуждают запасать энергию в аккумуляторах. Исключением могут служить солнечные нагреватели, обеспечивающие отопление домов в зимний период.

Технологии подключения частных генераторов к сети в России не используются. Это объясняется ничтожным количеством таких устройств и нерентабельностью установки оборудования для этого. В данном случае причина состоит в нецелесообразности, а не в отсутствии способа реализации.

Есть простые разработки, предлагающие использование энергии с генератора через трансформаторы, но они не решают основной проблемы — отсутствия питания в безветренную погоду. Кроме того, для качественного питания потребуются стабилизаторы тока и прочие устройства, что в конечном счете образует комплекс, не меньший по объему оборудования, чем состав с аккумуляторами.

Полноценное пользование ветряком, подключенным к сети и функционирующим в двух режимах, требует наличия централизованной системы, рассчитанной на большое количество подобных абонентов. Отдельные единичные источники во внимание приниматься не станут, поскольку полученная энергия от них не оправдает затраты на модификацию оборудования.

Аккумуляторы для ветрогенератора: типы, технологии, назначение

В связке с ветрогенераторами используют разные типы аккумуляторов. В их число входят:

  • стартерные АКБ для автомобилей. Простые и распространенные устройства. Существуют негерметизированные образцы, выдерживающие до 100 циклов разряда и ежегодно нуждающиеся в обновлении электролита и дистиллированной воды. Герметизированные модели — одноразовые, выдерживают до 200 циклов разряда, после чего подлежат утилизации
  • батареи AGM. Герметизированные кислотные накопители, способные выдержать до 400 циклов разрядки. Не переносят перезарядки. При изготовлении этих батарей используются абсорбированный электролит, которым пропитывается стекловолоконный заполнитель отсеков. В режиме подзарядки способны выдерживать до 10-12 лет работы
  • гелевые АКБ. В составе электролита имеется силикагель, способствующий загустению. Вследствие такого состояния батареи не выделяют вредных паров, не вытекают при нарушении герметичности корпуса. Чувствительны к перезарядке, но на разрядку реагируют достаточно спокойно. Способны служить около 10 лет
  • панцирные АКБ. Герметизированные необслуживаемые устройства нового поколения. Благодаря конструктивным особенностям способны выдерживать до 1500 циклов. Пластины покрыты кислотопроницаемым полимерным слоем, защищающим их от осыпания и разрушения, отсюда такая долговечность батареи

Специфика кислотных АКБ состоит в способности электролита выкипать при перезаряде. Большинство устройств нового поколения необслуживаемое, т.е. их конструкция не предусматривает возможность пополнить объем электролита, поэтому необходимо следить за уровнем заряда и содержать контроллер (устройство, автоматически отключающее АКБ от генератора при достижении критических значений) в исправности.

Кроме того, учитывая падение емкости АКБ при понижении температуры, следует обеспечить условия для хранения, позволяющие работать в оптимальном режиме.

Контроллер заряда аккумулятора

Если на выходе генератора имеется 120 В, то понадобится набор батарей с тем же суммарным напряжением (например, 10 штук по 12В).

Емкость аккумулятора — это величина, характеризующая время, в течение которого аккумуляторы смогут обеспечивать энергией потребителей при отсутствии подзарядки. Батарея емкостью 100 ампер-часов 12В обеспечивает 1 кВт мощности в течение 1 часа. То есть, 12В 50 Ач выдержат 30 минут, а 12В 200 Ач — 2 часа при той же нагрузке в 1 кВт. Увеличение числа батарей вызовет пропорциональное увеличение времени разрядки.

Для увеличения мощности аккумуляторов производится параллельное подключение дополнительного комплекта АКБ. Следует использовать батареи одинаковых марок и параметров, сборные комплекты нарушают баланс режимов работы отдельных устройств.

Реле предназначены для автоматического включения/выключения различных устройств (автохолодильники, обогреватели сидений, разъемы прикуривателя, магнитолы, антирадары и другие). Включение устройств происходит при достижении напряжения бортовой сети значения «напряжения включения» и удержания его не ниже этого уровня в течение 5с.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *