O post explica como fazer um circuito gerador de moinho de vento simples que pode ser usado para carregar baterias ou para operar qualquer equipamento elétrico desejado, dia e noite, gratuitamente.
Painel Solar vs Moinho de Vento
Uma das maiores desvantagens da eletricidade do painel solar é que ela está disponível apenas durante o dia e também apenas quando o céu está claro. Além disso, a luz do sol estar no seu pico apenas durante o meio-dia e não durante todo o dia torna seu aproveitamento muito ineficiente. dependem de mudanças sazonais.
No entanto, um gerador eólico pode funcionar com maior eficiência apenas se for instalado ou posicionado em regiões específicas, como em altitudes mais elevadas, perto do mar ou margens de rios, etc.
Para que um gerador de moinho de vento caseiro seja mais eficiente, deve-se posicioná-lo no telhado da casa para obter a maior eficiência de velocidade do vento possível, quanto maior, melhor.
Dizem que a mais de 100 metros do solo as velocidades do vento são as máximas e está ativo durante todo o ano sem parar, o que prova que quanto maior a altitude melhor a eficiência do vento.
Projetando um gerador de moinho de vento
Um conceito simples de circuito gerador de moinho de vento apresentado aqui pode ser construído por qualquer aficionado para carregar pequenas baterias em casa, completamente sem custos e com esforços insignificantes.
Modelos maiores do mesmo podem ser tentados para obter maiores saídas de energia que podem ser usadas para alimentar pequenas casas.
Princípio da Operação
O princípio de operação é baseado em um conceito tradicional de gerador de motor onde o eixo de um motor tipo ímã permanente é integrado a um mecanismo de turbina ou hélice para o aproveitamento necessário da energia eólica.
Como pode ser visto no diagrama acima, a hélice empregada ou a estrutura da turbina parecem diferentes. Aqui é usado um sistema de hélice em forma de “S” torcido, que tem uma vantagem distinta sobre o tipo tradicional de hélice de avião.
Neste projeto, a rotação da turbina não depende das direções do vento, mas responde igualmente bem e eficientemente, independentemente de qual lado o vento possa estar fluindo, isso permite que o sistema se livre de um mecanismo complexo de leme, que normalmente é usado em moinhos de vento convencionais em para manter a hélice auto-ajustando sua posição frontal de acordo com o fluxo do vento.
No conceito mostrado, o motor conectado à turbina continua girando com a máxima eficiência, não importa de que lado ou canto o vento esteja surgindo, o que permite que o moinho de vento seja extremamente eficaz e ativo durante todo o ano.
Integrando um regulador eletrônico de tensão
A eletricidade gerada pela rotação da bobina do motor em resposta ao torque da turbina pode ser usada para carregar uma bateria ou pode ser para acionar uma lâmpada LED ou qualquer carga elétrica desejada conforme a preferência do usuário.
No entanto, como as velocidades do vento podem ser flutuantes e nunca constantes, pode ser imperativo incluir algum tipo de circuito estabilizador na saída do motor.
Usando um conversor Buck Boost
Podemos resolver o problema adicionando um circuito amplificador ou conversor buck de acordo com as especificações da carga conectada.
Mas se as especificações de tensão do seu motor forem um pouco maiores que a carga e se houver vento amplo, você pode excluir o circuito de reforço envolvido e conectar diretamente a saída do moinho de vento com a carga após o retificador da ponte.
No diagrama podemos ver um conversor boost sendo empregado após retificar a eletricidade do moinho de vento através de uma rede retificadora de ponte.
A imagem a seguir explica os detalhes dos circuitos envolvidos, que também não são tão complexos e podem ser construídos usando a maioria dos componentes comuns.
Configuração do diagrama de circuito
A imagem acima mostra um circuito conversor boost simples com um estágio regulador do amplificador de erro de feedback. A saída do moinho de vento é adequadamente retificada pela rede retificadora de ponte associada e alimentada ao circuito retificador de reforço baseado em IC 555.
Supondo que a saída média do motor do moinho de vento seja de cerca de 12V, o circuito de reforço pode aumentar essa tensão para até 60V+, no entanto, o estágio T2 no circuito é projetado para restringir essa tensão a uma saída estabilizada especificada.
O diodo zener na base do T2 decide o nível de regulação e pode ser selecionado de acordo com as especificações de restrições de carga necessárias.
O diagrama mostra uma bateria de laptop sendo conectada para carregamento de um gerador de moinho de vento, outros tipos de baterias também podem ser carregados usando o mesmo circuito, simplesmente ajustando o valor do diodo zener T2.
Alternativamente, o número de voltas do indutor de reforço também pode ser alterado e ajustado para adquirir outras faixas de tensão, dependendo das especificações individuais da aplicação.
Vídeo:
O vídeo a seguir mostra um pequeno moinho de vento configurado no qual um conversor boost pode ser visto conectado a um motor e convertendo a saída de baixa potência do motor para iluminar um LED de 1 watt.
Aqui o motor é girado manualmente com os dedos, então os resultados não são tão bons. Se a configuração estiver conectada com uma turbina, o resultado pode ser muito mais aprimorado.
Outro videoclipe que mostra um pequeno motor com uma caixa de engrenagens acoplada gerando energia suficiente para iluminar um LED de 1 watt brilhantemente. Este motor pode ser configurado com hélices e usado em condições de vento forte para carregar uma bateria Li-Ion ou qualquer bateria preferida:
Usando LTC1042 IC
O mais recente IC LTC1042, um motor de ímã permanente de 12V DC, bem como um FET de energia de baixo custo, podem ser usados para construir um carregador de bateria básico movido a vento. A saída de tensão é equivalente à RPM do motor DC, que é utilizado como gerador. O LTC1042 controla a saída de tensão e realiza as seguintes tarefas necessárias:
- O circuito de controle está operacional e a bateria NiCad é carregada por meio da fonte de corrente LM334 sempre que a tensão de saída do gerador aerogerador for inferior a 13,8V. A bateria de chumbo-ácido nesta situação não está recebendo nenhuma corrente.
- A bateria de chumbo-ácido de 12V começa a carregar a uma taxa de cerca de 1A/hora assim que a saída de tensão do gerador fica entre 13,8V e 15,1V. (restrito pela potência FET).
- Se a tensão do gerador aumentar acima de 15,1 V (devido à alta velocidade do vento ou a uma bateria de 12 V completamente carregada), uma carga fixa de 36 ohms 5 W é comutada pelo MOSFET do lado direito, restringindo as RPM do gerador e evitando possíveis danos.
- Onde a energia eólica é abundante, por exemplo, a bordo de iates ou locais remotos de repetidor de rádio, este carregador pode ser utilizado como uma fonte remota de energia. Em contraste com os painéis solares, este dispositivo pode ser usado em condições meteorológicas adversas e também durante a noite.
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FONTE
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