Нетрадиционная энергетика

один что? аккумулятор или контроллер.

roman_8301
Один контроллер на один, или два, или три, или четыре АКБ.
Другими словами к (одному) контроллеру подключаем АКБ с напряжением
от 12 до 48 Волт и подаем на вход до 120 вольт от солнечной батареи или
гидрогенератора или ветряка.

В электроники я полный чайник, но для общего понимания, хотел бы получить ответы, на пару принципиальных вопросов.
Сначала опишу то, что, как мне кажется, я понимаю.
1) Прямое подключение генератора к АКБ (к примеру 12В).
Зарядка АКБ будет начинаться, когда Uxx генератора превысит 12В (реально чуть больше, так как есть потери). При дальнейшем увеличении оборотов генератора, Uxx будет линейно расти. Напряжение на АКБ при этом меняться почти не будет, а лишь будет расти ток. Лишние вольты будут оставаться на обмотке генератора, т.е. при Uxx=24В, КПД генератора упадет до 50%. Это означает, что если зарядка у нас началась при 4м/с, то при 8м/с КПД будет около 50%. Как по мне, это не очень хорошо.

2) Добавляем балластный регулятор.
Ситуацию с КПД это особо не улучшает, но регулятор не дает перезаряжаться АКБ или заряжать его чрезмерным током, что продлевает его жизнь.

3) Умный контроллер.
Правильно ли я понимаю, что можно сделать контроллер, который независимо от оборотов генератора будет поддерживать КПД генератора на уровне, допустим, 90%?

PS Может кто-нибудь подскажет хорошую книжку про электронику для чайников.

Во многих ветряках стоит генератор с постоянными магнитами. Вопрос: а как буржуи решают вопрос с преобразованием энергии от такого генератора? Готовые "умные" контроллеры-преобразователи существуют?
По каким словам их можно в Гугле найти?

http://solarmir.ru/d/190146/d/tristar_rus.pdf как пример, пункт 6.

Этот контроллер для солнечных батарей,у них ЭДС меняется мало,в зависимости от силы света меняется отдаваемый ток. А у ветряного генератора с постоянными магнитами как раз именно ЭДС сильно меняется.
Например у меня при штормовом ветре и отключенной нагрузке генератор разгоняется до трех сотен вольт.
Вообще про теорию генераторов с возбуждением от постоянных магнитов хорошая статья лежит тут:
http://a-electronica.ru/articles-generator.html
Они преобразователь энергии для таких генераторов рекламируют,написал письмо с вопросом о его применении с ветряками,но что-то не отвечают.

Для этого потребуется контроллер типа "ветрогрей"+ инвертор. Контроллер заряжает АКБ, а излишки отправляет на ТЭН для нагрева воды. Инвертор потребуется для получения 220 вольт с модифицированым или чистым синусом и с требуемой номинальной мощностью . Его параметры подбираются от потребностей. Или сварочный аппарат будите использовать или маломощные бытовые приборы. Судя по кол-ву АКБ ёмкость для накачки в 360 А/Ч приличная.
Есть тут схема "ветрогрея" но без номиналов для общего представления потрахов.
Судя по схеме "ветрогрея" он этого не стоит и цена сильно завёрнута!
http://f-bit.ru/uploads/165507.jpg

Схема вообще странная, начиная от входного автомата - отключение что подразумевает КЗ генератора?!!

Узел контроля заряда АБ реализован только по отслеживанию напряжения, что вообще-то не есть хорошо - КЗ в банке и АБ превратится в ОМП.

Непонятно как работает управляющий каскад - если там ключевой режим, то зачем такие мощные радиаторы, а если не ключевой, то зачем все усложнять?

Автомат закорачивает обмотки и служит для остановки ветряка на время его обслуживания и манипуляций с ТЭНами и АКБ.
Выпрямленое напряжение от ВГ постоянно приложено к АКБ (буферный режим). Контроллер ограничевает по напряжению 56-61 вольт для нормальной их зарядки.(получается принцип зарядки АКБ по напряжению, как на автомобиле) но только периодами частота которых будет зависить от силы ветра и внутреннего сопротивления АКБ которое зависит от состояния заряженности. При увеличении напряжежения 56-61вольт контроллер подключает дополнительную буферную нагрузку (ТЭН) тем саиым ограничевая верхний предел напряжения, а при уменьшении напряжения до 20 вольт ТЭН отключается и ВГ опять выйдет на обороты. Получается это двухуровневый электронный коммутатор напряжения для управления нагрузкой (ТЭНом).
Если произойдёт "кз" одной из банок АКБ, тогда увеличится приложеное напряжение к остальным 23 банкам на 0.1 вольта. Будут немного выкипать и только.
Запараллеленные полевые транзисторы работают в ключевом режиме, но при токе 60А с ВГ в 3 кВт потребуют дополнительного охлаждения так-же и диодные мосты.
Радиаторы с одной стороны используются как часть корпуса, а с другой придают эстэтичный массивный облик и привлекательность в продаваемости, данному контроллеру.
Получается очень простая и работоспособная конструкция.
Единственный на мой взгляд недостаток, нет защиты от случайного отсоединения буферной нагрузки (ТЭНа) например из за плохого контакта, вот тогда точно будет пи-пец АКБ.
Тут на видео показан принцип работы аналогичного "ветрогрея".

Короче бред и DDT (Don't Do That)
***
В автомобиле реализовано все по другому: контролер напряжения отключает АБ от зарядки, а не шунтирует его, что совсем иной фломастер.
Да и вообще - одно дело автомобильный АБ, который все время дергаем токами стартера, другое - АБ, что работает в ВЭС и который желательно поберечь, не допускать "эффекта памяти" и.т.д.

Если у Вас в данной схеме произойдет КЗ в банке, то ток через нее никуда не денется, а вот увеличение напряжения на остальных банках приведет к общему закипанию АБ.

Откуда в схеме появился ток 60А? - стоят АБ в 600А*ч ?
Опять же радиаторы все равно слишком большие - они с виду ватт 100 с легкостью рассеивают...

Пипец АБ будет не только если ТЕН отсоединится, а и если что-то случится со схемой управления или ключами.

На авто АКБ стоит в буферном режиме и заряд происходит так-же по напряжению . Реле регулятор не отключает АКБ от заряда, оно управляет обмоткой возбуждения ротора генератора. Тем самым регулируя линейно производительность генератора устанавливая тем самым границу максималиного напряжения 13.9- 14.2 вольт. Аналогичная задача и в контроллере "ветрогрея" происходит только здесь периодично но тоже ограничивая максимальное напряжение для завряда.
Способы управления разные, а принцип зарядки одинаковый (по постоянному напряжению). Считается этот метод не идеален и не обеспечивае 100% зарядки АКБ но зато очень прост по сравнению с зарядкой по току.

К счастью они в этом плане не так критичны.
В свинцово-кислотных АКБ отсутствует эффект памяти.

При КЗ в одной из банок действительно произойдёт повышение напрядения на остальных. В одном 6-и баночном АКБ этого будет много (0.4 вольта) , а фактически их четыре АКБ по шесть банок для 48 вольт. Повышение будет примерно 0.1вольта на банку. Это не смертельно! Но надо понимать почему произошло осыпание активной массы, что привело к замыканию банки. Значит напряжение контроллера было завышено из за неправильной его работы. Для этого стоит вольтметр для периодического контроля работы контроллера.


АКБ -здесь роли не играют. Контроллер может работать без АКБ только на ТЭН и греть воду.
Это ток генератора (3кВа х 48в).

Согласен это действительно так.
Получается от перезаряда или глубокого разряда АКБ при нештатной ситуации в этом контроллере нет защиты.
Жидковата получается схема за такие деньги!

Хотелось знать, как организован заряд АКБ на других импортных контроллерах (по току или напряжению)?
Где можно посмотреть, почитать документацию?

Спасибо за ссылку.
Да! Применяемая технология PWM (ШИМ) это благоприятный заряд АКБ, избавляет от сульфатации и даёт 100 % заряд.
У контроллера "Ветрогдей", основная функция это работать на ТЭН. Очевидно ясно контролю АКБ внимания совсем не отведено.
Очень скудная техническая информация "Ветрогрея", не даёт полной ясности его характеристик в отношении заряда
АКБ. Всё покрыто мраком, что бы наверное не отпугивать покупателей.
АКБ с таким контроллером лучше не использовать.

Да и эта функция реализовано коряво: мощность ВЭС растет пропорционально кубу скорости ветра, а вот напряжение - прямопропорционально, это приводит к тому, что если мы просто присоединим ТЭН к генератору, то он будет работать на номиналке в сравнительно малом диапазоне, причем на малых ветрах будет подтормаживание (что нежелательно).
Также прямое подключение не позволяет резко отключать нагрузку (в т.ч. и нет защиты при сгорании ТЭНа) и реализовать ее плавное включение (в холодном состоянии спираль имеет малое сопротивление).
***
Если уж делать что-то подобное, то лучше разделить нагрузку на 3-5 частей, причем так чтобы включении, например, третьей ступени, автоматически включало и первые две (по сути обычный диод поможет). Ключи же поставить последовательно с нагрузкой и реализовать режим мягкого включения. Там где на схеме АБ, поставить не только АБ, но и блок контроля/управления зарядом.

Предполагаю в "ветрогрее" при слабом ветре используется принцип "маховика" аккумулятора кинетической энергии, а после подключения ТЭНов кинетической в электрическую
В таком режиме легче вывести ВЭС на заданную скорость вращения.
ТЭН З элемента по 3кВа х 220 вольт
Которые используются от резких пордключений не вряд ли постадают.

Если под маховиком подразумевается головка ВЭС, то это наоборот лучше не делать - будет как полное игнорирование порывов ветра (а ведь копейка рубль бережет), так и значительно возрастут требования ко всем подшипникам, поворотному узлу и лопастям в целом.
***
Ну и да, если уж использовать ветряк для нагрева, то ИМХО будет лучше если он будет рассчитан под работу с стандартными 220В элементами, а некоторое управление можно реализовать еще и переключением треугольник-звезда.

Под словом "маховик" подразумевается сам штатный ротор. Ведь он имеет приличную массу из за постоянных магнитов, и поэтому ВЭС обладает энерцией.
Почему Вы полагаите, порывы ветра будут игнарироваться?
При порыве ветра энергия никуда не потеряется и даром не исчезнет. Либо уйдёт в быструю "раскрутку" ВЭС и набор номинальной мощности для подключения ТЭНа, либо наоборот, дольше не даст его отключить.
Вариант как Вы говорите, подбирать нагрев с изменением схемы включения ТЭНов в зависимости отдавоемлй мощности ВЭС усложнит схематическое решение, а количесто полученых каллорий от нагрева останется прежнем.

Момент инерции ротора маленький и угловые скорости тоже. Поэтому энергия накопленная мизерная.

Смотря какой ветрогенератор.

Тем немении это работает с горизонтальным трёхлопастным .
Выдержка из тех. описания контроллера:
Предусмотренный логикой блока автоматики «Ветрогрей», «импульсный»
режим, переключает ТЭНы с частотой 20-30 раз в минуту. Это позволяет «собирать» ток от ветряка
при ветре от 3 до 25 м/с и не останавливать его при возникающим сопротивлении в обмотке
генератора.
Написать конечно можно всё что угодно, но лучше бы услышать оценку работы от пользователей такого "чудо контроллера".

Тут все так сложно, не с моими познаниями в електронике разбираться. У меня простой вопрос к знатокам - что мне делать?

Шестилопастный ветряк диаметром 2.8м. Генератор - Мотор колесо на 500Вт. Трехфазный выпрямитель от обычного автомобильного генератора. ЕДС гуляет от 5В до 20 и выше. Ветра у нас малые в среднем 3-6 м/с. Как тут обеспечить зарядку акумулятора если при наших ветрах в среднем по времени имею ЕДС в районе 8-10В?

Китайские дешевые контролеры за 30 УЕ имеют функцию повышения напряжения до зарядного?, Или тут надо будет чтото самому паять.
Спасибо за подсказку.

Кто-то может прокоментировать роботу китайских контролеров зарядки для ветротурбин? Вот пример одного из дешевых вариантов.

http://ru.aliexpress.com/item/SG-HK-Pos ... 96893.html

Из описания тудно понять, что они там воткнули. Но входное напряжение 10 В, а у Вас - 5.
Вам нужен повышающий ключевой стабилизатор. Что-нибудь наподобие http://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/stabup.shtml (или http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:5854)
Лучше, конечно, применить какую-нибудь специальную микросхему для таких преобразователей, да и ключ заменить на полевой транзистор. Но принцип останется тот же.
Может, более опытные товарищи порекомендуют конкретику, я давно уже такое не собирал.
По сути, схема очень простая: управление, дроссель, ключ, выпрямитель.

[quote="Teoretic"]
Может, более опытные товарищи порекомендуют конкретику, я давно уже такое не собирал.
По сути, схема очень простая: управление, дроссель, ключ, выпрямитель.[/quot]
Спасибо, а что вы можете сказать о простейшей схеме умножения напряжения на два на диодах и конденсаторах. Это реально найти конденсаторы чтоб она работала при токах 10-20 А.

Ну, вы можете применить уиножение напряжения. Только оно же всегда будет умножать, и когда не надо - тоже. Будет большой импульсный ток для генератора - падение КПД.
В общем, ключевой стабилизатор несравненно лучше. Он сможет работать буквально от единиц вольт. Есть очень простые схемы, на трех-четырех транзисторах. Плюс мощный дроссель и диод (который в современных схемах тоже заменяют на транзистор, но схема усложняется). Наверняка вы имеете знакомого радиолюбителя, который поможет вам собрать и наладить такой стабилизатор.

Внутренне сопротивление генератора далеко не нолевое и под нагрузкой напряжение существенно проседает от ЕДС. Так что слишком много не будет а когда на акумуляторе будет достигнуто 14В надо чтоб сработало реле (скажем от автомобиля) и был подключен баласт. Такова идея. Остается сконструировать схему, а паять я умею. Может кто-то поможет с схемой.

Тут не понимаю. Ну с генератора пойдет ток с частотой 10-20 гц. Вы хотите сказать что сопротивление схемы умножения очень низкое пока конденсатор розряжен и практически имеем короткое замыкание, это вы имеете в виду?

То что вы предлагаете это очень хорошо, только я не понимаю как организовать правильный дросель, где взять, самому мотать, колько витков, итд?

Выпрямитель, работающий на емкость - это импульсная нагрузка для генератора, поскольку диоды отпираются на пиках напряжения. Чем больше сглаживание в выпрямителе (значит, больше емкость), тем короче импульсы, тем больше амплитуда импульсов тока.

Так вы определились, что будете делать, удвоитель напряжения или повышающий стабилизатор?
Расчет дросселя - мутное дело. Проще взять из готовой конструкции с нужными параметрами. Но при желании все считается (например, в "Справочнике радиолюбителя" Терещука).

Какие же там импульсные токи? Пол периода конденсатор заряжается до напряжения источника а в другие пол периода последовательно присоединяется к источнику удваивая напряжение. Диоды только переключают цепь. Ничего более импульсного тут не будет чем в обычной мостовой схеме.

Именно в обычной мостовой схеме.
Почему вы считаете, что нагрузка выпрямителя - активная (только в этом случае будет по-вашиму)?
Выпрямитель (а особенно, умножитель) работает на емкость. Эта емкость заряжена почти до амплитуды входного переменного напряжения (пульсацией пока что пренебрегаем). И пока входное напряжение не поднимется выше напряжения на фильтрующих конденсаторах (или на заряжаемом аккумуляторе, что не меняет логику рассуждений), диоды будут закрыты. Они откроются лишь на пике входного напряжения на короткий промежуток, пока входное напряжение ни начнет уменьшаться. Тут они сразу же закроются. Ни о каком полупериоде и речи нет.

У нас с генератора идет синусоида а это означает если у нас 12В то это только среднеэффективное напряжение. Какую-то существенную часть периода будет больше а максимум напряжения будет почти в два раза больше. На самом деле время открытия диода нагруженного на акумулятор 12В будет не такое уж маленькое относительно периода. А наш период при частоте врашения генератора 4-10 Гц десятые секунды. Но вобще надо думать. Меня больше всего смущает сможет ли эта схема одинаково пропускать мощность в диапазоне 30Вт(4Гц)-300Вт(20Гц), переменную емкость же не поставиш?

Не забывайте, что если используется умножитель, то диоды нагружены на емкость (и происходит все, как описано выше). Причем, емкости там нужны не маленькие (иначе никакого удвоения не получится), что только усугубляет проблему. Но эта проблема не фатальна. Просто ее не надо упускать из виду.