Солнечная электростанция это хорошо, когда есть солнце. Но большая часть СНГ схожа на Туманный Альбион, по крайней мере в холодное время года, да и у многих окна выходят на северную часть, поэтому для аварийного источника электроэнергии (смартфоны, ноутбуки, камеры) можно собрать небольшой ветряк.
Это не готовый на 100% проект, а скорее собранная по форумам информация и результаты испытаний, которые помогут в изготовлении небольшого самодельного ветрогенератора.
В основе – BLDC двигатель от гироскутера, после него выпрямитель – мост Шоттки на 6 диодов. Диапазон напряжения находится в широких пределах, так как двигатель BLDC ~ 60 кВ. Для выхода более 5 В вращение составляет 300 об/мин, но максимальное напряжение может быть намного выше.
Вполне разумным решением является использование понижающего импульсного стабилизатора с широким диапазоном входных напряжений (даже >30 В) и преобразованием в 5 В с высоким КПД.
Выход в простейшем случае можно напрямую направить на USB, но лучше встроить ячейку 18650 в корпус генератора и заряжать её с параллельным выходом 5 В на USB. Это обеспечит достаточную инерцию за счет сглаживания хода зарядного тока во время более слабого ветра – то есть концепция встроенного накопителя.
Для этого проекта купили подержанные ховерборды, чтоб использовать двигатели BLDC для турбины. При тестах использовался двигатель EMAX GB4008, параметры в таблице.
Он встроен в деталь, напечатанную на 3D-принтере.
Измерялся двигатель с разными значениями тока – в режиме CV.
Мощность до 5 Вт, при ней турбина должна крутить в районе 950 об/мин (5 В, 1 А). Имеем Р = 3 обмотки с R = 7 Ом каждая, поэтому если предположить, что через каждую обмотку протекает 1/3 всего тока, то в среднем при токе 1 А теряем около 1-2 Вт на нагрев двигателя из формулы (I/Р)^2*Р.
Лопасти изготовлены из трубы ПВХ, диаметром 11 см, их длина около 20 см. Профиль лопастей начертили на листе бумаги формата А4, наклеили на трубку ПВХ и вырезали лобзиком. Зарядка начинается на отметке ветра примерно 20 км/ч, с анемометром было бы точнее.
Обратите внимание, что 3D-печать должна быть сделана из материала, устойчивого к УФ-излучению, например из ASA, потому что после одного солнечного лета оно растрескается.
Вообще такие небольшие ветряные электростанции необходимо тщательно продумывать и рассчитывать, чтобы они имели смысл и были достаточно эффективными.
