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パソコン用のDCファンで風力発電できるか?

 ベランダミニ太陽光発電の補助として、風力発電が出来ないかと以前から考えていました。とはいっても、せまいベランダなので大きな物は設置できません。ということでお手軽な素材としてPC用のDCファンに目をつけました。

 もちろんDCファンはホールモーターなので、模型のブラシモータのようにそのまま発電機にはなりません。電気を取り出すためには内部のコイルから線を引き出す必要があります。はたしてそんなことが可能か、やってみました。

▼素材に使ったDCファン
DCファンのパッケージ
 大きめの方がよかろうということで、12cmで12V/0.26Aの物を実験台にしました。

 以下、分解改造の手順です

▼固定側のラベル
DCファンのラベル
 このレベルを剥がすと軸受けのキャップがあり、軸がプラスチックのCリングのようなもので固定されていました。

▼軸の固定(抜け止め)パーツ
キャップと軸受け固定リング
 左上のオレンジ色のパーツが軸受けキャップで、右回りに抜け止めリング、Oリング、ワッシャです。軸には奥から、Oリング、ワッシャ、抜け止めリングの順で取り付けられており、これらを外すとファンを抜き出すことができました。

▼ファンの二枚おろし完成
DCファン分解

▼回転側
ファン側
 内側にゴム磁石が貼られています。

▼固定子
固定子側
 4極モータです。これ以上はどこかを壊さないと分解できそうにありません。そこでこの状態でコイルの配線を調べると、4つあるコイルからの線は最終的には3本の端子でプリント板に接続されていることが判りました。4極モータだから当たり前なんですけどね。

 そこで、

▼コイルから配線を引き出し
コイルから線を引き出し
 モールドをちょっと削って端子を少し露出させ、そこに配線をはんだ付け。緑色がコイルのセンターで、オレンジが両端になります。各々のコイルの抵抗は33Ωでした。

 ここまで細工が終わったら、元通りに組み立てます。配線を既存の配線の横にうまく通すことができました。これで、コイルから配線を引き出したDCモータ完成です。
 せっかくなのでファンとして動作させ、その時のコイルの両端波形を見てみると。

▼ファン動作時のコイルの電圧波形
ファン運転時のコイル電圧波形
 縦軸:10V/Div. 横軸:5mS/Div.

 2組のコイルにきっちりと逆相で通電されています。ちなみに波形の周期は24mSなので1250rpmで回転していることになります。

 さて、ここまでは準備作業で、ここからが発電機としての動作確認です。発電コイルにはファンとして動作させるための電子回路が並列に接続されたままですが、たぶん悪影響は無いと思うのでそのままです。

▼発電波形
発電波形
 縦軸:2V/Div. 横軸:10mS/Div.

 扇風機の風を送って、1200rpmで回転させた状態です。各コイルにP-Pで4Vの電圧が発生しています。ほぼ同じ回転数でモーターとして動作させていた時は約12Vだったのであまり良い特性とはいえない予感。モーター/発電機としての性能は低そうです。

 2つのコイルには逆相の電圧が発生しているので、まとめて両端から電圧を取れば良く、ここから先は単一のコイルとして発電能力を測定してみました。その結果は、

・無負荷 1200rpm、電圧:3.4V、負荷電流:0
・220Ω負荷 1110rpm、電圧:2.8V、負荷電流:12.7mA、発生電力:32mW
・20Ω負荷  938rpm、電圧:0.64V、負荷電流:32mA、発生電力:20mW

 この感じだと、最大電力が得られるのは負荷抵抗が60Ω付近、その場合45mWくらいの出力になりそうです。コイルの合成抵抗が66Ωなので、そのあたりの負荷抵抗で最大電力になるのは当たり前なんですけどね。

 この値をどう見るかですが、5Wの太陽光発電のサブに使うのは全く力不足です。それに、この出力は扇風機を最強にした場合に得られる出力で、屋外でこれほどの風が常時得られる見込みは全くありません。

 ということで、DCファンを使った風力発電の計画はあきらめることにしました。また、私の環境では他の発電機を使った風力発電も手を出さない方が良さそうです。火主水従という熟語がありますが、うまくいくと光主風従という風雅な仕組みが作れるわい、と妄想だけは大きく膨らんでいたんですけど・・・

 風力発電計画は頓挫しましたが、DCファンの内部構造が良く判ったのでこれはこれで収穫です。また、このファンは壊してしまったわけでは無いのでまだ何かに使えます。夏になったらスポット扇風機として使うのが良さそうです。その場合の電源はもちろん太陽電池で充電したバッテリーで。これなら最高にエコなソリューションになります。

 あと、この実験をやって実感したのは太陽電池の頼もしさです。このDCファンの4倍くらいの面積で5W、つまり100倍の電力を発生するのだからたいしたものです。実用化されている風力発電機の性能はこんなに悪くないのでしょうからこの比較はあまり意味が無いですが、我が家のベランダの規模ではこうなったという点では厳然たる事実です。太陽電池パネル増設するかな~
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No title

風力発電とは 面白いです

そして 太陽電池 凄いです

まこちゃん様

コメントありがとうございます。
風力発電って、面白そうと思ってやってみたのですが、難しいです。
やってみなくちゃ判らないてことでした。

モーター

ソーラーパネルではお世話になりました。

息子の学校で扇風機のモーターを発電機みたいな実験をしていましたが。
個人的には自動車のジェネレーターを水力発電(水車?)で使えないものかといつも瞑想しております。

検索読者さん、おはようございます

車の発電機で水力発電なんて、男のロマンですよね。
そういう環境があったら、ぜひやりたいです~

No title

太陽光、風力と来れば次は水力それとも地熱・・・・?
コジェネレーションとして何か発想できない出来ないですかね?

オールトの雲さん、こんばんは

いや、もう我が家ではもう何かエネルギーが回収できそうなネタは無さそうです。

地面に家が建っていれば何かできるかも知れませんが、うちではもう無理っぽいです。

でも何かできることは残っていないかと、ベランダで夜空を眺めています。

No title

はじめまして、にっさんともうします。
もうすでにご存知とは思いますが、昔ジョンベディーニという科学者が磁力の引き合ったり反発したりする力で発電機を回すということをやってました。下の動画を順番に見ていただければ、おわかりいただけると思います。

http://www.youtube.com/watch?v=oJv58SXx2V8&feature=player_embedded



http://www.youtube.com/watch?v=oJv58SXx2V8&feature=player_embedded

No title

何度もすみません、にっさんです。
二つ目の動画はこれでした。

http://www.youtube.com/watch?v=WooCJ3mye54&feature=related

にっさんさん、おはようございます

面白い動画ありがとうございます。

うーん何で回り続けるでしょうね、これじゃ永久機関になっちゃってますよね。でもそんなことができるはずは無いですし・・・
ネオジウム磁石は持っているので同じようなこと出来ないかなーと思いました。

No title

おはようございます、にっさんです。
磁石はS極とN極があり、SとNをちかづけると引き合おうとします。
S極同士 N極同士を近づけるとはなれようとします。
これをうまく利用するのです。
磁石で回転させつづける場合は磁石を並べるときの配置が非常に重要になってきます。
配置がうまくいかないと、S極とN極がくっついてしまい回転させつづけることができません。
配置の仕方はいろいろありますが、こちらの動画の53秒くらいのところに、磁石の配置例の一つがのっています。
こちらの動画の後半では実際に磁力の力で装置を動かしている映像もあります。

http://www.youtube.com/watch?v=usBFNJSiU1g&feature=related

にっさんです、文章が長いので分割して投稿させていただきました。

私がまだ学生だったころ、当時かよっていた学校に化学の先生がいました。
その化学の先生は外国からいろいろな科学雑誌を通信販売で購入して、いろいろな外国の発明や科学者の話を知っていました。
授業の合間に私達生徒にそういった外国の発明や科学の話をしてくれたのです。
その中に磁力の力でエンジンを回す科学者の話がありました。

ジョンベディーニ( john bedini )は40年程前に、磁力の力を応用発展させて磁力モーター( magnet motor )を作りました。

http://www.cheniere.org/images/people/Bedini/index.html
http://freeenergynews.com/Directory/Inventors/JohnBedini/SG/Feb2005/

ベディーニは、円盤の磁石と電磁石をつかいました。
円盤状の磁石の周りに、電磁石を設置しています。
普通に回転させれば円盤と電磁石のS極とN極がくっついて、そこで回転がすぐに止まってしまいます。
しかしこの装置にセンサーがついており、S極とN極がちかづくと電磁石に流れる電流を止めたり、電流を逆にして電磁石のS極とN極ひっくりかえして、永遠に回転しつづけるようにした・・・と先生は教えてくれたようなきがします。
(この話を化学の先生に聞いたのが20年程前のはなしなので、もしかしたら間違っているかもしれないので過度に信用はしないでください。)
ベディーニはこの装置で発電機を回し、運転に使用する電力よりも、多くの電気を発電させることに成功しました。
海外の方々は磁力モーターを自作して動かしているところをyou tubeなどに投稿されている方も多くいます。
このように身の回りのものからエネルギーとして利用する技術をフリーエネルギー( free energy )といい、ベディーニだけではなく数多くの科学者達が研究をしているものです。

にっさんです、文章が長いので分割して投稿させていただきました。

たくさんのフリーエネルギー技術があります。
それらの一部を紹介させていただきます。(すでにご存知のものもあるとは思いますが・・・)

地球の重力を動力として利用するものがこちらです。
http://www.youtube.com/watch?v=287qd4uI7-E&list=LPTH1lqY3TFp8&index=1&feature=plcp
入れ物が円すいになっており、水が重力で下に落ちる力が底の部分に集中し、それによってホースを通って水が上にまで押し上げられているのだと思われます。
押し上げられた水がまた入れ物にもどり半永久的に水が循環しつづけます。
このホースから入れ物に流れ落ちている水の間に水車などをかませば、半永久機関ができるのではと思います。
動画の後半に出てくるおもりをつけた円盤が回転しつづけるのは、重力と支点・力点・作用点をうまく使っているからだと思われます。
公園にあるシーソーなどと同じと思われます。

熱エネルギーと空気をうまく使って動力にするスターリングエンジン
http://www.youtube.com/watch?v=WBI7s2EKbqg&feature=watch-vrec

水を電子分解させて水素と酸素のガスを作り出すHHOガス
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=6Ts8CQNnjMw
HHOガスは水が原料なので低価格なだけでなく、燃焼しても排気ガスが水蒸気(H2O)しかださないので、クリーンなエネルギーとして期待されています。
HHOガスでガスエンジンをまわすことにも成功しています。
また20年ほど昔にアメリカのスタンレーマイヤー( Stanley Meyer )という技術者も水からガスを作りガスエンジンを動かすということに成功していました。
http://ameblo.jp/ghostripon/entry-10328859717.html

にっさんです、文章が長いので分割して投稿させていただきました。

これら多くのフリーエネルギーは何十年も前から数多くの研究によって成功しているのです。
これらの中にはクリーンで低コストでそこそこの電力や動力が得られるため、使いようによってはガスや石油やウランよりも便利なものもありました。
しかし残念ながら世の中にはほとんどひろまっていません。
それには大きな理由があるのです。
化学の先生にその理由も教えてもらいました。
そこにはとても大きな黒い理由があります・・・。

にっさんさん、こんにちは

面白いコンテンツの紹介ありがとうございます。
運動力学的に説明がつかないのがいっぱいありますね。

私がこれまでで一番感心したのは、気圧の変化を動力にして動き続ける置時計時計。これは動作原理が明快ですが、よくぞ売り物になるような完成度に仕上げたものだと、感心しました。
実物は見たこと無いのでいつか見たいと思ってます。
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