Circuito generatore di mulino a vento più semplice

Il post spiega come realizzare un semplice circuito generatore di mulino a vento che può essere utilizzato per caricare le batterie o per far funzionare qualsiasi apparecchiatura elettrica desiderata, tutto il giorno e la notte, gratuitamente.

Pannello solare vs mulino a vento

Uno dei maggiori svantaggi dell'elettricità dei pannelli solari è che è disponibile solo durante il giorno e anche solo quando il cielo è sereno. Inoltre, il fatto che la luce del sole sia al suo massimo solo a mezzogiorno e non durante il giorno rende il suo sfruttamento molto inefficiente.Contrariamente a questo un generatore di mulino a vento che dipende dall'energia eolica sembra essere molto efficiente perché il vento è disponibile tutto il giorno e non lo fa fare affidamento sui cambiamenti stagionali.

Tuttavia un generatore di mulino a vento può funzionare con la massima efficienza solo se è installato o posizionato su regioni specifiche come ad altitudini più elevate, vicino al mare o alle rive del fiume, ecc.

Affinché un generatore di mulino a vento fatto in casa sia più efficiente, è necessario posizionarlo sul tetto della casa in modo da ottenere la massima efficienza di velocità del vento possibile, maggiore è, meglio è.

Si dice che oltre i 100 metri da terra le velocità del vento siano le massime ed è attivo tutto l'anno ininterrottamente, quindi ciò dimostra, maggiore è l'altitudine migliore è l'efficienza del vento.

Progettazione di un generatore di mulino a vento

Un semplice concetto di circuito generatore di mulino a vento presentato qui può essere costruito da qualsiasi hobbista per caricare piccole batterie a casa, completamente gratuitamente e con sforzi trascurabili.

Si possono provare modelli più grandi dello stesso per ottenere maggiori potenze utilizzabili per alimentare piccole abitazioni.

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento si basa su un concetto tradizionale di generatore di motore in cui il mandrino di un motore a magneti permanenti è integrato con un meccanismo a turbina o ad elica per il necessario sfruttamento dell'energia eolica.

Come si può vedere nel diagramma sopra, l'elica impiegata o la struttura della turbina hanno un aspetto diverso. Qui viene utilizzato un sistema di eliche a forma di 'S' attorcigliate che presenta un netto vantaggio rispetto al tipo di elica tradizionale dell'aeroplano.

In questo progetto la rotazione della turbina non si basa sulle direzioni del vento, piuttosto risponde ugualmente bene ed efficacemente indipendentemente da quale lato possa fluire il vento, questo consente al sistema di sbarazzarsi di un complesso meccanismo del timone, che sono normalmente utilizzati nei mulini a vento convenzionali in per mantenere l'elica autoregolante nella sua posizione anteriore in linea con il flusso del vento.

Nel concetto mostrato il motore collegato alla turbina continua a ruotare con la massima efficienza indipendentemente da quale lato o angolo possa apparire il vento, il che consente al mulino di essere estremamente efficace e attivo tutto l'anno.

Integrazione di un regolatore elettronico di tensione

L'elettricità generata dalla rotazione della bobina del motore in risposta alla coppia della turbina può essere utilizzata per caricare una batteria o può essere utilizzata per azionare una lampada LED o qualsiasi carico elettrico desiderato secondo le preferenze dell'utente.

Tuttavia, poiché le velocità del vento potrebbero essere fluttuanti e mai costanti, potrebbe essere imperativo includere un qualche tipo di circuito stabilizzatore sull'uscita del motore.

Utilizzo di un convertitore Buck Boost

Possiamo risolvere il problema aggiungendo un circuito boost o un convertitore buck secondo le specifiche del carico collegato.

Ma se le specifiche della tensione del motore sono leggermente superiori al carico e se c'è vento abbondante, è possibile escludere il circuito boost coinvolto e collegare direttamente l'uscita del mulino a vento con il carico dopo il raddrizzatore a ponte.

Nel diagramma possiamo vedere un convertitore boost utilizzato dopo aver rettificato l'elettricità del mulino a vento attraverso una rete di raddrizzatori a ponte.

L'immagine seguente spiega i dettagli dei circuiti coinvolti, anch'essi non così complessi e che possono essere costruiti utilizzando la maggior parte dei componenti ordinari.

Configurazione dello schema del circuito

L'immagine sopra mostra un semplice circuito convertitore boost con uno stadio regolatore dell'amplificatore di errore di feedback. L'uscita dal mulino a vento viene opportunamente rettificata dalla rete di raddrizzatori a ponte associata e alimentata al circuito raddrizzatore boost basato su IC 555.

Supponendo che l'uscita media del motore del mulino a vento sia di circa 12V, ci si può aspettare che il circuito boost aumenti questa tensione fino a 60V +, tuttavia lo stadio T2 nel circuito è progettato per limitare questa tensione a un'uscita stabilizzata specificata.

Il diodo zener alla base di T2 decide il livello di regolazione e può essere selezionato secondo le specifiche delle limitazioni di carico richieste.

Il diagramma mostra una batteria di un laptop collegata per la ricarica da un generatore di mulino a vento, altri tipi di batterie possono anche essere caricati utilizzando lo stesso circuito, semplicemente regolando il valore del diodo zener T2.

In alternativa, il numero di spire dell'induttore boost può anche essere modificato e ottimizzato per acquisire altri intervalli di tensione, a seconda delle specifiche dell'applicazione individuale.

Video:

Il video seguente mostra un piccolo mulino a vento installato in cui è possibile vedere un convertitore boost collegato a un motore e convertire la bassa potenza in uscita dal motore per illuminare un LED da 1 watt.

Qui il motore viene ruotato manualmente con le dita, quindi i risultati non sono così buoni. Se la configurazione è collegata a una turbina, il risultato può essere molto più migliorato.

Un altro video clip che mostra un piccolo motore con una scatola ingranaggi collegata che genera energia sufficiente per illuminare intensamente un LED da 1 watt. Questo motore può essere configurato con eliche e utilizzato in condizioni di vento forte per caricare una batteria agli ioni di litio o qualsiasi batteria preferita: