bigdrum (bigdrum) wrote,
bigdrum
bigdrum

Prototype this по-русски - выпуск тридцать второй. Лучше меньше, да лучше...

При эксплуатации возобновляемых источников энергии возникает проблема нестабильного режима работы последних. Нестабильность возникает естественным образом. Если в паровом котле ТЭЦ или в ядерном реакторе мы регулируем выделение тепла подачей топлива или режимом работы, то в естественных условиях все не так просто. Мы не можем управлять силой ветра, не можем разогнать тучи над СЭС, и даже уровень воды в водохранилищах ГЭС сильно зависит от конкретных климатических условий.

В то же время устройства, потребляющие электроэнергию, требуют совершенно определенных параметров питания, и в первую очередь - напряжения.

Проблема в том, что генератор ВЭС дает номинальное напряжение только в узком диапазоне силы ветра, солнечная батарея - при определенном уровне освещенности. Все остальное время, когда ветер есть, но слабый, или солнце есть, но облака - мы не можем эксплуатировать источник энергии даже на уменьшенной мощности. Потому что выходное напряжение ниже номинала.

Использование аккумуляторов, вроде недавно представленного компанией Тесла - конечно, хорошая штука, но этот самый аккумулятор тоже заряжается не всегда, а только когда наша батарея может выдать нужное напряжение. А что делать тогда, когда солнечная батарея генерирует не 12 вольт, а всего 3 вольта, например, при мощности, достаточной для питания не сильно жирных потребителей, но абсолютно неподходящем вольтаже?

Есть такая теория, что не сильно сложная приблуда вполне может заряжать ваш мобильник ночью при свете луны, если конечно, ваша солнечная батарея достаточно сильна, чтобы питать энергией целый дом. Это именно наши условия - маленькое напряжение, но достаточная мощность.

Давайте обратимся к схеме умножителя напряжения.



Что мы видим? Мы видим схему, которая производит преобразование с 3 вольт на 12 (учетверитель). Если наша СБ по условиям освещения выдает 3 вольта, мы на выходе имеем 12 вольт номинала. Вроде все хорошо. Но что произойдет, если освещенность повысится, и СБ выдаст вместо 3 вольт номинальные 12? Казалось бы, после учетверения мы получим 48 вольт, которые сожгут нахрен всю нашу аппаратуру, верно?

А вот и нет.

Дело в том, что максимальный ток через умножитель определяется входным напряжением и емкостью входного конденсатора, который этот самый ток ограничивает. Если мы посмотрим на включение диодов, то увидим, что они включены последовательно. Это означает, что если наша нагрузка активная, например - если у нас там стоит интеллектуальная зарядка для аккумулятора, как в бесперебойнике, включающаяся при достижении нужного входного напряжения, то она будет отбирать заряд у оконечных каскадов умножителя быстрее, чем он будет там накапливаться. И следовательно, конечные каскады окажутся отключенными, фактически - закороченными нагрузкой.

Иными словами, максимальный вольтаж, который создает умножитель напряжения, также зависит от возможности нагрузки поглотить проходящую через умножитель мощность. Те, кто делал самодельную лампу Чижевского, знают, что можно спокойно взяться за электроды. Несмотря на разницу потенциалов более тысячи вольт, вас немножко дернет, а потом закороченный нагрузкой вашего тела умножитель окажется сброшенным по напряжению почти до нуля.

Если помимо устройства зарядки на выходе умножителя поставить конденсатор большой емкости в качестве накопителя и демпфера пульсаций, и установить ключ, который при достижении на обкладках конденсатора номинального напряжения будет отключать вход, мы получим систему с очень плавной пульсацией выходного напряжения вблизи номинала, работающую в широком диапазоне входных напряжений. Например, от 3 до 12 вольт. Или - от 1 до 12 вольт...

Конечно же, мощность СБ при изменении освещенности гуляет очень сильно, а мощность нагрузки (например большого аккумулятора для дома) не меняется. Однако возможность получения дополнительной, пусть и небольшой, энергии в то время, когда мы ее получить другим способом не можем - вполне неплохо улучшит наши энергетические возможности.

Поскольку сам умножитель потенциально способен генерировать напряжение, опасное для устройств-потребителей, если они не способны отобрать у него генерируемую мощность, достаточно снабдить такой вот простой тривиальный приборчик отсечкой по питанию на входе при превышении напряжения на выходе. Ну и добавить сглаживающий пульсации конденсатор.

Заряжайте ваши мобильники, товарищи, ночью при свете луны!

УПД. Пораскинув мозгами, пришел к выводу, что такие устройства можно каскадировать. В этом случае, при использовании в качестве сглаживающих конденсаторов ионисторов, мы не только добьемся большой "плавности хода", но также сможем произвести накопление энергии, при этом заряжаться и разряжаться наши устройства будут от хвоста к началу каскада. При использовании совместно с кратковременно работающими потребителями (например, холодильники работают "пинками", а жрут много) можно будет обеспечить цикл работы без использования промежуточных аккумуляторов, одновременно обеспечив высокую стабильность напряжения всего каскада в процессе разрядки, чем преодолевается главная беда конденсаторов - быстрое падение напряжения в процессе разряда.
Tags: Prototype this по-русски
Subscribe

Recent Posts from This Journal

promo bigdrum february 17, 2019 22:31 6
Buy for 10 tokens
На мейл-ру пролетела очередная "желтая" новость, коих не счесть. Касательно контактов с инопланетянами. В силу чего, втыкая по причине небольшой эмоциональной раздолбанности, я вот тут вдруг решил взять и откомментировать это дело. Да, ребята! МЫ БУДЕМ ГОВОРИТЬ ОБ НЛО, ПРИШЕЛЬЦАХ…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments

Recent Posts from This Journal