Mikro Türbin Kullanarak Elektrik Üretimi
Gönderen, A. Samiuddhin
13 Kasım 2019
Burada bir mikro türbin kullanan bir binadaki su borusundan güç üreten Hidroelektrik Üretim devresi sunulmaktadır. Üretilen elektrik, acil durum aydınlatması veya benzeri amaçlarla kullanılabilen pilleri şarj etmek için kullanılabilir.
Tepegöz su depoları evin terasına yerleştirilir ve ev kullanımı için bir elektrikli pompa kullanılarak yeraltı karterinden veya borewell’den doldurulur. Su, yüksek seviyeden düşük seviyeye aktığında yüksek kinetik enerjiye sahiptir. Elektrik , uygun bir mikro türbin yardımıyla bu kinetik enerji kullanılarak üretilebilir. Borudaki su akışı miktarına bağlı olarak, türbin kullanılarak üretilen güç değiştirilebilir.
Devre ve çalışma
Bir su borusundan hidroelektrik üretimi için devre şeması Şekil 1’de gösterilmektedir. Altı doğrultucu diyot 1N4007 (D1 ila D6), DC-DC regülatörü LM2596 (IC1), Schottky diyot 1N5822 (D7), indüktör etrafında inşa edilmiştir. (L1), mikro hidro türbin (MHT) ve birkaç başka bileşen.
1: Hidroelektrik üretimi için devre şeması
Devre, DC-DC basamak aşağı anahtarlama regülatörü IC LM2596 etrafında inşa edilmiştir. MHT’nin üç fazlı çıkışları (RYB) CON1’e bağlanır. Bu projede kullanılan MHT’nin görüntüsü Şekil 2’de gösterilmektedir.
Şekil 2: Tipik bir mikro hidro türbin (MHT)
Köprü doğrultucular (D1 ila D6 diyotlarını içeren) AC çıkışını MHT’den DC voltajına dönüştürür. IC1, L1 ve D7, yüksek voltajı 5V DC’ye dönüştüren azaltma işlemini gerçekleştirir. Kondansatör C1, düzeltilmiş DC voltajını yumuşatır ve C2, çıkış için bir tampon görevi görür. CON2 konnektöründe bulunan 5V DC, Şekil 3’te gösterilen TP4056 modülünü kullanarak tek 18650 lityum-iyon hücresini şarj etmek için kullanılabilir. Acil bir ışık veya diğer bazı aletler tek bir lityum-iyon hücre tarafından güçlendirilebilir.
3: TP4056 modülü
LM2596
LM2596 serisi regülatörler, mükemmel hat ve yük regülasyonu ile 3A yükünü sürdürebilen bir adım aşağı (kova) anahtarlama regülatörü için tüm aktif fonksiyonları sağlayan monolitik IC’lerdir. Bu cihazlar 3.3V, 5V, 12V sabit çıkış voltajlarında ve ayarlanabilir çıkış versiyonlarında mevcuttur. Örneğin, LM2596-5.0 5V sabit çıkış verir.
LM2596 serisi, popüler üç terminalli doğrusal regülatörler için yüksek verimli bir değiştirme sunar. Isı alıcının boyutunu önemli ölçüde azaltır ve bazı durumlarda ısı alıcıya gerek yoktur.
Minimum sayıda harici bileşen gerektiren bu regülatörün kullanımı kolaydır ve hata koruması ve sabit frekanslı bir osilatör içerir . LM2596, 52kHz anahtarlama frekansına sahip IC LM2576’nın yükseltilmiş sürümüdür. LM2596, düşük değerli kapasitörler ve filtreler sunan 150kHz anahtarlama frekansına sahiptir.
Mikro hidro türbin
Bu projede genel bir MHT üreteci kullanılmıştır. Maksimum çıkış voltajı yaklaşık 20V, üç fazlı AC, maksimum çıkış akımı yaklaşık 150mA, dakikada yaklaşık 2,5 ila 25 litre akış hızına sahiptir.
İnşaat ve test
Bir su borusundan hidroelektrik enerji üretimi için bir PCB düzeni Şekil 4’te ve bileşen düzeni Şekil 5’te gösterilmiştir. Devreyi tasarlanmış PCB üzerine monte edin. Harici kablolar kullanarak CON1 üzerinden MHT RYB çıkışlarını bağlayın. Devrenin güç kaynağı MHT tarafından sağlanır.
4: Hidroelektrik üretimi için gerçek boyutlu PCB yerleşimi5: PCB için bileşen yerleşimi
PCB ve Bileşen Düzeni PFD’lerini indirin: buraya tıklayın
Devreyi PCB’ye monte ettikten sonra, MHT’yi uygun boyutta bir su borusu ile sabitleyin – su borusunun boyutu MHT’nin bağlantı kafalarına bağlıdır. Su borudan sürekli olarak akmaya başladığında, CON2’den 5V DC alabilmelisiniz.
https://drive.google.com/file/d/1Ud0L0dvxnYyfAcTEz6blgoFg4YS3t9mF/view?usp=sharing