Comment fabriquer de vos propres mains un contrôleur pour une éolienne: appareil, principe de fonctionnement, schéma de montage

La conception mécanique d’une éolienne dans sa forme pure n’est qu’une partie d’une centrale éolienne complète. Un système entièrement utilisable, en plus de la structure mécanique, comporte également un certain nombre de composants électroniques.

Par exemple, un contrôleur pour une éolienne est requis - un dispositif conçu fonctionnellement pour stabiliser les paramètres de charge de la batterie pendant le fonctionnement de l'éolienne.

Voyons quelles fonctions remplit l'appareil et fournissons des schémas pour assembler le contrôleur vous-même. De plus, nous exposerons les caractéristiques des travaux et l'opportunité d'acheter une unité électronique chinoise pour une éolienne.

Éoliennes et contrôleurs de charge de batterie

S'il est tout à fait possible de fabriquer soi-même une éolienne mécanique, est-il possible de fabriquer soi-même un contrôleur d'éolienne ?

Afin d'avoir une idée des contrôleurs d'éoliennes et de reproduire avec succès de tels équipements de vos propres mains, des informations de base sur ces appareils ne seront pas superflues.

Le contrôleur qui dessert les batteries est principalement conçu pour contrôler le processus de charge des batteries. C'est sa fonction principale, mais elle doit être conditionnellement divisée en un certain nombre de sous-fonctions.

Par exemple, une fonctionnalité surveille le courant de charge et le courant d'autodécharge. Une autre fonctionnalité met en œuvre des actions visant à mesurer la température et la pression. Le troisième est chargé de compenser la différence de flux d'énergie lorsque la batterie est chargée simultanément à la consommation de courant par la charge.

Contrôleur de charge de batterie pour une éolienne de faible puissance. Le contrôle de certains paramètres du système s'effectue via un écran LCD intégré

Les appareils fabriqués industriellement sont dotés de toutes les fonctionnalités. Mais on ne peut pas en dire autant des créations amateurs. Les appareils fabriqués à partir de solutions de circuits simples à la maison de vos propres mains sont des contrôleurs qui sont loin d'être des modèles parfaits.

Néanmoins, ils fonctionnent et vous permettent de fonctionner de manière assez productive différents types d'éoliennes. En règle générale, les conceptions artisanales ne mettent en œuvre qu'une seule fonction : la protection contre les surtensions et les décharges profondes.

Une des nombreuses variantes de contrôleurs pour éoliennes, réalisée par vous-même. De telles conceptions se distinguent par des solutions techniques simples et une installation simple.

Pourquoi l’introduction d’un contrôleur dans un système éolien est-elle indispensable ?

Car dans le mode de réapprovisionnement énergétique de la batterie sans utiliser de contrôleur, il faut s'attendre à des conséquences désagréables :

1. Dégradation de la structure de la batterie en raison de processus chimiques incontrôlés.
2. Augmentation incontrôlée de la pression et la température de l'électrolyte.
3. Perte des propriétés de charge de la batterie en raison de la décharge à long terme qui se produit.

Le contrôleur de charge d'un circuit éolien est généralement réalisé sous la forme d'un module électronique séparé. Ce module est amovible et rapidement déconnectable. Les appareils fabriqués industriellement sont nécessairement équipés d'une indication des modes et des états - lumineuse ou visuellement transmise via un écran.

En pratique, deux types d'appareils peuvent être utilisés : ceux intégrés directement dans le boîtier de l'éolienne et ceux connectés à la batterie.

Solutions de circuits pour l'assemblage DIY

Depuis tout le temps depuis l'apparition du premier moulins à vent faits maison le nombre de solutions de circuits de contrôleur a augmenté plusieurs fois. La plupart des conceptions de circuits sont loin d'être parfaites, mais vous devez prêter attention à certaines options.

Pour un usage domestique, bien entendu, des schémas simples, nécessitant peu d'investissement financier, efficaces et fiables, sont pertinents.

Sur la base de ces exigences, vous pouvez commencer avec un contrôleur pour éolienne, créé sur la base des régulateurs de relais de voiture. Le circuit utilise à la fois des relais avec un contact de commande négatif et des relais avec un contact de commande positif.

Cette option séduit par un petit nombre de pièces et une installation simple. Vous n'avez besoin que d'un relais, d'un transistor de puissance (effet de champ), d'une résistance.

Un schéma de contrôleur dessiné par un certain ingénieur électronicien de ses propres mains. Tout ici est simple et clair, sans mots inutiles. En fait, comme dans la fabricabilité de la solution elle-même. Minimum de pièces – économies maximales (+)

Le circuit est appelé « ballast », car il utilise une charge supplémentaire sous la forme d'une ampoule à incandescence ordinaire. Ainsi, la liste des pièces sera complétée par un élément supplémentaire - une lampe.

Une lampe automobile de 12 volts (ou plusieurs lampes) est utilisée, en fonction de la puissance du système. Il est également permis d'utiliser un autre type de résistance de charge à la place de cet élément : une résistance puissante, un radiateur électrique, un ventilateur, etc.

Fonctionnement du circuit « ballast » avec un moins

L'action d'un relais-régulateur automobile est directement liée au niveau de charge de la batterie. Si la tension aux bornes de la batterie dépasse 14,2 volts, le relais est activé et ouvre le circuit négatif du transistor de puissance.

A son tour, une transition s'ouvre sur le transistor, reliant la lampe à incandescence directe à la batterie. En conséquence, le courant de charge est déchargé à travers le filament de la lampe à incandescence. Lorsque la tension aux bornes de la batterie diminue, le processus est inversé. Cela garantit le maintien d’un niveau de tension de batterie stable.

Comment fonctionne un circuit « ballast » avec un plus ?

Une version légèrement modernisée du contrôleur de charge « ballast » pour une éolienne est le deuxième circuit d'un régulateur à relais avec un contact de commande positif. Par exemple, les relais des voitures VAZ conviennent.

La différence avec le circuit précédent réside dans l'utilisation d'un relais statique, par exemple GTH6048ZA2 pour un courant de 60A au lieu d'un transistor. Les avantages sont évidents : le circuit semble encore plus simple tout en étant plus fiable et plus efficace.

Une autre solution de conception de circuit simple pour assembler un contrôleur de charge de batterie d'éolienne. L'efficacité et la fiabilité du circuit sont augmentées grâce à l'utilisation d'un relais statique (+)

La particularité de cette solution simple est la connexion aux bornes batterie de générateur d'éolienne. Les conducteurs du contrôleur de charge sont également « plantés » directement sur les contacts de la batterie.

En fait, ces deux parties du système n’ont aucun lien entre elles.La tension de l’éolienne est fournie en permanence à la batterie. Lorsque la tension aux bornes de la batterie atteint 14,2 W, le relais statique connecte la charge pour la réinitialiser. De cette façon, la batterie est protégée par l'appareil contre la surcharge.

Ici, non seulement une lampe à incandescence peut faire office de charge de ballast. Il est tout à fait possible de connecter tout autre appareil conçu pour un courant allant jusqu'à 60 A. Par exemple, un radiateur tubulaire électrique.

Ce qui est également important dans ce circuit, c'est que l'action du relais statique se caractérise par une amplitude qui augmente progressivement. Essentiellement, l’effet d’un contrôleur PWM fabriqué par des professionnels est évident.

Une version compliquée du circuit du contrôleur

Si la version précédente de la conception du circuit du contrôleur de charge de batterie ne ressemblait qu'à un dispositif PWM (modulation de largeur d'impulsion), ici ce principe est mis en œuvre spécifiquement.

Ce circuit contrôleur pour éolienne avec générateur triphasé présente quelques difficultés, car il implique l'utilisation de microcircuits - notamment des amplificateurs opérationnels sur transistors à effet de champ dans le cadre du montage TL084.

Cependant, sur un circuit imprimé, tout ne semble pas aussi compliqué que sur un morceau de papier.

Solution de circuit pour assembler un contrôleur de vos propres mains, à l'aide du microassemblage TL084. Le principe de fonctionnement est également construit à l'aide d'un relais pour changer de mode, mais il est possible d'ajuster les points de coupure (+)

Comme dans les solutions précédentes, un relais est utilisé comme élément de commutation pour la charge de ballast. Le relais est conçu pour fonctionner avec une batterie de 12 volts, mais si vous le souhaitez, vous pouvez choisir un modèle de 24 watts.

La résistance ballast est réalisée sous la forme d'une résistance puissante (bobinage sur céramique nichrome).Pour ajuster la plage de tension de fonctionnement (11,5-18 W), le circuit utilise des résistances variables incluses dans le circuit de commande de l'ensemble microélectronique TL084.

Ce contrôleur de charge de batterie d'éolienne fonctionne comme suit. Le courant triphasé reçu de l'éolienne est redressé par des diodes de puissance.

Une tension constante est générée à la sortie du pont de diodes, qui est fournie à l'entrée du circuit via des contacts de relais, une diode supplémentaire, une batterie, puis au stabilisateur en circuit (78L08) et à l'entrée du Ensemble TL084.

Le moment où le déclencheur passe à l'un des états est déterminé par les valeurs des résistances variables (Low V et High V) des seuils de tension inférieur et supérieur.

Tant qu'il y a une tension aux bornes de la batterie qui ne dépasse pas 14,2 volts (conforme au réglage R High V), la charge est effectuée. Dès que les valeurs changent vers le haut, l'amplificateur opérationnel TL084 fournit un signal à la base du transistor qui commande le relais.

Un produit à faire soi-même basé sur le schéma de microassemblage TL084. Tout est extrêmement simple, même au lieu d'un circuit imprimé de haute qualité, une carte pour montage en surface a été choisie. Les créations faites maison nous rendent toujours heureux de moments comme ceux-ci.

Le relais est activé, le circuit d'alimentation du circuit est interrompu et court-circuité avec la résistance du ballast. La réinitialisation du ballast se produit jusqu'à ce que la batterie soit déchargée, proche de la valeur de réglage de la résistance variable Low V.

Une fois cette valeur atteinte, le deuxième amplificateur opérationnel TL084 fait passer le circuit à l'état inverse. C'est ainsi que fonctionne le contrôleur.

Alternative électronique chinoise

Fabriquer un contrôleur d'éolienne de vos propres mains est une affaire prestigieuse.Mais étant donné la rapidité de développement des technologies électroniques, le sens de l’auto-assemblage perd souvent de sa pertinence. En outre, la plupart des projets proposés sont déjà obsolètes.

Il s'avère moins cher d'acheter un produit prêt à l'emploi, fabriqué de manière professionnelle, avec une installation de haute qualité, utilisant des composants électroniques modernes. Par exemple, vous pouvez acheter un appareil adapté à un coût raisonnable sur Aliexpress.

La gamme d'offres sur le site chinois est impressionnante. Les contrôleurs pour éoliennes pour différents niveaux de puissance sont vendus à des prix commençant à 1 000 roubles. Sur la base de ce montant, en termes d'assemblage de l'appareil de vos propres mains, le jeu n'en vaut clairement pas la chandelle.

Par exemple, parmi les propositions du portail chinois, il existe un modèle d'éolienne de 600 watts. L'appareil coûte 1070 roubles. Convient pour une utilisation avec des batteries 12/24 volts, courant de fonctionnement jusqu'à 30 A.

Un contrôleur de charge assez décent, fabriqué en Chine, conçu pour une éolienne de 600 watts. Un tel appareil peut être commandé en Chine et reçu par courrier dans environ un mois et demi.

Un boîtier de contrôleur tous temps de haute qualité mesurant 100 x 90 mm est équipé d'un puissant radiateur de refroidissement. La conception du boîtier est conforme à la classe de protection IP67. Plage de température extérieure de – 35 à +75ºС. Sur le boîtier, il y a une indication lumineuse des modes d'état de l'éolienne.

La question est : à quoi sert-il de consacrer du temps et des efforts à assembler une structure simple de vos propres mains, s'il existe une réelle opportunité d'acheter quelque chose de similaire et techniquement sérieux ?

Eh bien, si ce modèle ne suffit pas, les Chinois disposent d’options vraiment intéressantes. Ainsi, parmi les nouveautés, il y avait un modèle de 2 kW avec une tension de fonctionnement de 96 volts.

Produit chinois de la liste des nouveaux arrivages. Fournit un contrôle de charge de la batterie, fonctionnant en conjonction avec une éolienne de 2 kW. Accepte une tension d'entrée jusqu'à 96 volts

Certes, le coût de ce contrôleur est déjà cinq fois plus élevé que celui du développement précédent. Mais encore une fois, si vous comparez les coûts de production de quelque chose de similaire de vos propres mains, l'achat semble être une décision rationnelle.

La seule chose qui nous déroute à propos des produits chinois, c’est qu’ils ont tendance à cesser soudainement de fonctionner dans les cas les plus inopportuns. Par conséquent, l'appareil acheté doit souvent être réalisé - naturellement, de vos propres mains. Mais c'est beaucoup plus facile et simple que de fabriquer soi-même un contrôleur de charge pour éolienne à partir de zéro.

Pour les amateurs de produits faits maison, notre site propose une série d'articles dédiés à la fabrication d'éoliennes :

1. Éolienne à faire soi-même à partir d'un générateur de voiture : technologie d'assemblage d'éoliennes et analyse des erreurs
2. Comment construire des pales pour une éolienne de vos propres mains : exemples de pales d'éoliennes fabriquées par vous-même
3. Éolienne à faire soi-même à partir d'une machine à laver : instructions pour assembler un moulin à vent
4. Comment calculer une éolienne : formules + exemple pratique de calcul

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le désir de fabriquer de vos propres mains des équipements à usage domestique est parfois plus fort que la solution la plus simple : acheter un appareil peu coûteux. Voyez ce qui en est ressorti dans la vidéo :

En évaluant les perspectives de fabrication de produits électroniques par nous-mêmes, quel que soit son objectif, nous devons faire face à l'idée que l'ère du « fait maison » touche à sa fin.

Le marché est sursaturé d’appareils électroniques prêts à l’emploi et de composants modulaires pour presque tous les produits ménagers.Les ingénieurs électroniciens amateurs n'ont désormais plus qu'une chose à faire : assembler des kits de construction de maisons.

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