Forum Czytelników
F
o
r
u
m
C
z
y
t
e
l
n
i
k
ó
w
Forum Czytelników
F
o
r
u
m
C
z
y
t
e
l
n
i
k
ó
w
Elektrownia
Elektrownia
wiatrowa
wiatrowa
Nazywam się Krzysztof Kraska, mam 33 la- mi trwałymi, jednak taka prądnica zachowu- prostowniczy oraz kondensator filtrujący,
ta. Wcześniej pisałem, że buduję elektrownię je się jak typowa bateria o dużej rezystancji najlepiej o jak największej pojemności.
wiatrową. Rzeczywiście od pewnego czasu wewnętrznej. Wytwarza ona duże napięcie Schemat pokazany jest na rysunku 1 liniami
zajmuję się tym tematem, jednak efekt, jaki już przy niewielkich obrotach, ale wraz ze ciągłymi. Silnik krokowy zwykle posiada
zamierzałem uzyskać, okazał się nie do zrea- wzrostem obciążenia, czyli prądu, napięcie sześć wyjść. Wtedy są to dwa niezależne
lizowania. Zamierzałem mianowicie zbudo- gwałtownie spada. Chciałbym podzielić się uzwojenia z odczepami w środku. Należy
wać taką wiatrownię, za pomocą której moż- z Czytelnikami EdW swoimi doświadczenia- wykorzystać wyprowadzenia skrajne, a środ-
na by było ładować akumulator 12V i wydaj- mi z dwiema  minielektrowniami wiatro- kowe odczepy pozostawić niepodłączone.
ności kilkunastu Ah. System taki miałem za- wymi. Pierwsza oparta jest na bardzo prostej Takie dwa niezależne uzwojenia można połą-
miar wykorzystać przy oświetlaniu domku na konstrukcji, można by powiedzieć prymityw- czyć w szereg. Jeśli silnik ma pięć wyprowa-
działce. Próbowałem zdobyć jakieś materiały nej, gdzie jako z
ródło prądu został wykorzy- dzeń, środkowe odczepy są wewnętrznie po-
dotyczące tego tematu, które okazałyby się stany silnik prądu stałego na napięcie łączone i nie można wykorzystać dwóch nie-
pomocne przy budowie takiej elektrowni. 12V z nagrzewnicy samochodowej. Drugi zależnych uzwojeń. Także gdy chcielibyśmy
Jednak nigdzie nie mogłem kupić stosownej projekt jest bardziej rozbudowany. Za pomo- połączyć niezależne uzwojenia równolegle,
literatury. Główny problem to zdobycie od- cą tej  elektrowni można ładować akumula- można zastosować dwa mostki prostownicze
powiedniej prądnicy. Cała trudność polega torki NiCd, o napięciu 1,2V i pojemności kil- pracujące na jeden kondensator filtrujący, jak
na tym, iż każda prądnica wymaga nadania kuset mA. zaznaczono na rysunku 1 linią przerywaną.
jej odpowiedniej prędkości obrotowej, tak Zwykle nie ma potrzeby stosowania stabi-
aby zaczęła wytwarzać odpowiedni prąd oraz Opis układu 1 lizatora napięcia, ponieważ przy poborze prą-
napięcie. Przykładowo typowa prądnica sa- Proste układy elektroniczne np.: Moje pierw- du kilkunastu miliamperów, np. przez jedną
mochodowa, tzw. alternator, wymaga przy- sze SMD, nie wymagają zbyt dużego prądu diodę LED, silnik krokowy będzie zachowy-
najmniej 1500 obr/min. Gdyby tylko przyjąć, do poprawnego działania, a jeśli tak, to nic wał się jak bateria o dużej rezystancji wewnę-
że śmigło wiatraka wykonałoby 100 obr/min nie stoi na przeszkodzie, żeby zbudować trznej. Mówiąc najprościej, wraz ze wzrostem
musielibyśmy zastosować przełożenie 1:15, swoją własną  elektrownię do zasilania tych poboru prądu napięcie będzie szybko się ob-
czyli koło pasowe napędzające prądnicę po- prostych układów. Proponowana przeze mnie niżało. Jeśli jednak potrzebny byłby stabiliza-
winno być piętnaście razy większe niż koło  mini elektrownia łączy w sobie przyjemne tor, należy zastosować jakieś rozwiązanie
pasowe prądnicy. Przykładowo, jeśli koło pa- z pożytecznym. Przyjemne, ponieważ może energooszczędne, bo typowe stabilizatory
sowe prądnicy ma 6cm średnicy, to napędza- być ozdobą naszego podwórka, a pożyteczne, scalone pobierają kilka mA prądu.
jące powinno mieć 90 cm, czyli prawie jeden bo może zasilać proste układy elektroniczne.
metr! A wielkość śmigła to minimum 5m śre- Jako prądnica został wykorzystany silnik
dnicy! Proszę sobie teraz wyobrazić, jak zbu- krokowy z uszkodzonej drukarki o oporności Rys. 1
dować takiego  potwora w domowych wa- cewek 2x60. Nie nabierajmy jednak zbyt du-
runkach? Z jakich materiałów musiałby być żego apetytu, za pomocą takiej  prądnicy
zbudowany, żeby wytrzymać np. letnią bu- możemy co najwyżej zasilać proste układy
rzę, gdzie prędkość wiatru w porywach może elektroniczne: wszelkiego typu piszczałki
osiągać 90 km/h. Muszą być zastosowane i mrygałki pobierające kilkanaście mA prą-
specjalne prądnice, które nie wymagają aż du. Do tego wiatr wieje z różną siłą, więc
tak dużych obrotów jak np. silnik krokowy, uzyskany prąd będzie raz mniejszy, raz więk-
który wytwarza znaczne napięcie już przy szy. Ponieważ silnik krokowy podobnie jak
niewielkich obrotach, albo są stosowane ja- prądnica rowerowa wytwarza napięcie
kiegoś rodzaju przekładnie. Udało mi się zmienne, należy to napięcie zamienić na na-
zdobyć prądnicę tachometryczną z magnesa- pięcie stałe. Wystarczy zastosować mostek
Elektronika dla Wszystkich
54
Forum Czytelników
Montaż i uruchomienie Schemat elektryczny jest bardzo prosty, baterii. Najlepiej, jeśli będzie to dioda o jak
Oto pierwsza rzecz, jaką musimy sobie przedstawia go rysunek 2. Ponieważ prądni- najmniejszym spadku napięcia, np. dioda
uzmysłowić: choć jest to bardzo prosta kon- ca wytwarza prąd oraz napięcie stałe, nie Schottky ego o prądzie minimum 1A.
strukcja, jednak musi być wykonana bardzo trzeba stosować mostka prostowniczego, nie- Rezystor R1 oraz dioda LED pełnią rolę
starannie, jeśli ma nam służyć przez dłuższy mniej trzeba zamontować jedną diodę zapo- wskaz
nika ładowania baterii. Rezystory R2,
okres. Jeśli będzie wykonana niestarannie, rową, która będzie blokowała prąd płynący R3 ograniczają prąd ładowania, liczbę baterii
to jest więcej niż pewne, że po pierwszej z baterii do prądnicy w momencie, gdy na- można zwiększyć do 4 sztuk. Nie trzeba sto-
letniej burzy nie będziemy mieli co zbierać. pięcie na niej będzie mniejsze niż napięcie sować stabilizatora napięcia, ponieważ przy
Szczegółowe wskazówki dotyczące monta- podanym przełożeniu napięcie wzrośnie co
żu i uruchomienia oraz rysunki można zna- najwyżej do 4V przy silnym wietrze.
lez
ć na stronie internetowej EdW Rys. 1
www.edw.com.pl w dziale FTP. Montaż i uruchomienie
Prawie cały wiatrak został wykonany z meta-
Opis układu 2 lu z wyjątkiem śmigła, ogona steru, kół paso-
Jako z
ródło prądu został wykorzystany silnik wych oraz palika, na którym został zamoco-
prądu stałego o napięciu 12V z nagrzewnicy wany. Dalsze wskazówki dotyczące montażu
samochodowej. Silnik jest bardzo solidny i uruchomienia oraz rysunki można znalez
ć
i co najważniejsze, ma bardzo dobrą wydaj- na stronie internetowej EdW pod podanym
ność prądową: przy około 3000obr/min wy- adresem. Przyjemnych wrażeń życzy
twarza prąd ponad 5A! Oczywiście nam nie
uda się uzyskać tak dużych obrotów, ponie- Krzysztof Kraska
waż musielibyśmy zastosować duże przeło-
żenie rzędu 1:30, a tu sprawa nie jest już ta-
ka prosta, ponieważ należałoby zastosować
duże śmigło o minimum 5-metrowej średni-
cy! Przełożenie, jakie zastosowałem, to 1:7,
czyli na jeden obrót śmigła przypada siedem
obrotów prądnicy. Przy takim przełożeniu
powinniśmy uzyskać prąd stały około 0,5A.
Oczywiście wszystko zależy od siły wiatru
i ta wartość nie będzie stała.
Dlaczego zastosowałem silnik prądu
stałego? Jak już wcześniej wspominałem
ma on dobrą wydajność prądową, wytwa-
rza prąd stały, pracuje bardzo cicho i nie
stawia dużego oporu podczas pracy. Nie
polecam natomiast typowego dynama ro-
werowego. Dlaczego? Otóż dynamo po-
trzebuje znacznie większych obrotów do
uzyskania tych samych parametrów co sil-
nik, poza tym wytwarza prąd zmienny oraz
pracuje dość głośno, co ma kolosalne zna-
czenie, gdy wiatrak ma być umieszczony
np. na dachu.
Ciąg dalszy ze strony 52. lacji czy konfiguracji. Wystarczy skopiować chwili program rozpoczyna proces ładowa-
go do dowolnie wybranego katalogu. nia. Można go zatrzymać, klikając na przyci-
Wybranie tej drugiej opcji pozwoli dodat- Program Charger steruje częścią elektro- sku Wstrzymaj ładowanie lub przerwać, kli-
kowo określić częstotliwość impulsów (od niczną ładowarki za pomocą portu szeregowe- kając na przycisku Zakończ ładowanie. Jeże-
1Hz do 100Hz) i współczynnik ich wypeł- go COM2. Obsługa ładowarki jest prosta. Po li pozwolimy programowi przeprowadzić
nienia (od 1% do 99%). podłączeniu części elektronicznej do portu proces ładowania do końca wyznaczonego
i włączeniu programu wybieramy odpowie- czasu, to po jego upływie zakończy go auto-
Montaż i uruchomienie dnie ustawienia. Po włączeniu programu usta- matycznie i zasygnalizuje to dz
więkowo.
Układ został zmontowany w sposób prze- wiane są wartości domyślne, czyli te podane
strzenny, tzn. z pominięciem nośnika w po- przez autorów przywołanych we wstępie arty- Dariusz Drelicharz
staci płytki drukowanej. Elementem nośnym kułów. Dla baterii jest to ładowanie impulsami [e-mail]
jest gniazdo DB25, do którego wyprowadzeń o częstotliwości 20Hz i współczynniku wy-
przylutowane zostały elementy D1, D2 i R1. pełnienia 10%. Oczywiście zachęcam wszyst-
Wykaz elementów
Przy montażu posiłkować się trzeba schema- kich do eksperymentowania z różnymi usta-
tem ideowym z rysunku 1. wieniami i wypracowania własnych preferen-
Rezystory
Układ nie wymaga zabiegów uruchomie- cji.
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100&!
niowych i jest gotowy do pracy od razu po Po wybraniu odpowiednich ustawień
D1,D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
zmontowaniu i podłączeniu go do portu kom- i określeniu czasu ładowania klikamy na
S1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .gniazdo typu DB25
putera. Również program nie wymaga insta- przycisku Rozpocznij ładowanie. Od tej
Elektronika dla Wszystkich
55