Circuito mais simples de gerador de vento

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O post explica como fazer um circuito gerador eólico simples que pode ser usado para carregar baterias, ou para operar qualquer equipamento elétrico desejado, durante o dia e a 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 solar estando no seu pico apenas durante o meio-dia e não ao longo do dia torna o seu aproveitamento muito ineficiente. Em contrapartida, um gerador eólico que depende da energia eólica parece ser muito eficiente porque o vento está disponível durante todo o dia e não 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 das margens do rio, etc.

Para que um gerador eólico artesanal seja mais eficiente, deve-se posicioná-lo no telhado da casa para obter a maior eficiência possível da velocidade do vento, quanto maior, melhor.



Diz-se que a mais de 100 metros do solo as velocidades do vento são 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 vento apresentado aqui pode ser construído por qualquer amador para carregar pequenas baterias em casa, totalmente gratuito e com esforços desprezíveis.

Modelos maiores do mesmo podem ser experimentados 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 de gerador de motor tradicional, onde um fuso de motor do tipo ímã permanente é integrado a uma turbina ou mecanismo de hélice para o aproveitamento necessário de energia eólica.

Como pode ser visto no diagrama acima, a hélice empregada ou a estrutura da turbina parecem diferentes. Aqui, um sistema de hélice em forma de 'S' torcido é usado, o que tem uma vantagem distinta sobre o tipo de hélice de avião tradicional.

Neste projeto, a rotação da turbina não depende das direções do vento, ao invés disso responde igualmente bem e eficientemente, independentemente de qual lado o vento possa estar fluindo, isso permite que o sistema se livre de um mecanismo de leme complexo, que é normalmente usado em moinhos de vento convencionais em a fim de manter a hélice auto-ajustando sua posição frontal em linha com o fluxo de vento.

No conceito apresentado, o motor conectado à turbina continua girando com a máxima eficiência, não importando de que lado ou canto o vento esteja aparecendo, o que permite que o moinho 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 de acordo com a preferência do usuário.

No entanto, uma vez que a velocidade do vento pode variar e nunca ser constante, pode ser necessário incluir algum tipo de circuito estabilizador na saída do motor.

Usando um conversor Buck Boost

Podemos resolver o problema adicionando um impulso ou um circuito conversor de buck de acordo com as especificações da carga conectada.

Mas se as especificações de tensão do seu motor forem ligeiramente mais altas do que a carga e se houver vento suficiente, você pode excluir o circuito de reforço envolvido e conectar diretamente a saída do moinho de vento com a carga após a ponte retificadora.

No diagrama podemos ver um conversor boost sendo empregado após retificar a eletricidade do moinho de vento através de uma rede retificadora em 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 de reforço simples com um estágio regulador de 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 em torno de 12 V, pode-se esperar que o circuito de reforço aumente essa tensão para até 60 V +, no entanto, o estágio T2 no circuito é projetado para restringir essa tensão a uma saída estabilizada especificada.

O diodo zener na base de 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 acoplada para carregamento de um gerador eólico, outros tipos de baterias também podem ser carregados usando o mesmo circuito, simplesmente ajustando o valor do diodo T2 zener.

Alternativamente, o número de voltas do indutor de reforço também pode ser alterado e ajustado para adquirir outras faixas de tensão, dependendo das especificações da aplicação individual.

Vídeo:

O vídeo a seguir mostra um pequeno moinho de vento montado 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 for acoplada a uma turbina, o resultado pode ser muito mais aprimorado.

Outro videoclipe que mostra um pequeno motor com uma caixa de engrenagens conectada, gerando energia suficiente para iluminar um LED de 1 watt com força. Este motor pode ser configurado com hélices e usado em condições de vento forte para carregar uma bateria de íon de lítio ou qualquer bateria preferida:




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