おもちゃのモーターでバッテリーに充電！完結編

いままで遣ってきた実験から、不具合対策を考えました。

では・・・

これが今までの実験回路です。

ペットボトル風車を複数個直列につないで、バッテリーに充電できる電圧まで上げます。

風車の回転次第では、２個直列だったり１０個直列だったりします。

実験用架台は、４個のペットボトル風車を取り付けられるので、これを直列に繋いで２０Ｖ程度を作ります。

実験を重ねていると、風車４個の内１個の回転が止まってしまうことがありました。当然充電電流も下がってしまいます。

流れる電流が微々たるものなので、発電モーターが発熱することはありません。

でも・・・これってあまりよろしくない現象ですね。

そこで、４個の内どれかの風車が止まっても（または壊れても）回路に異常が発生しないよう回避策を考えてみます。

モーター（発電機）と平行にダイオードを追加しました。

モーターに異常が発生した時は、スルーしてくれます。

ダイオードを通過すると電圧降下などのロスは発生しますが、安全面を考えれば仕方ありません。

これを発電・充電の１ユニットとします。勿論バッテリー電圧を超える電圧が１個で確保できるなら１個１ユニットでもＯKです。

小さな充電電流ですから、いくつかのユニットを平行に接続することでたくさんの電気を溜めることが出来ます。

実験用の架台は４個の風車までしか固定できません。

パラで接続できるかどうか実験するため、２個の発電機で１５Ｖ以上発生できるよう扇風機の位置と風の強さを調整します。

ユニットを並列接続するためには、お隣からの電流が逆流しないよう逆流防止ダイオードを追加します。

これで回路の完成です。

繰り返しますが、１ユニットで必ずバッテリ－に充電できる電圧を作るようにします。今回数の関係上２個の風車で１ユニットとしましたが、風が弱かったり回転が上がらない時には、風車の数を増やします。

モーター直列2個×並列2ユニットの結果がわかり易いよう、扇風機の風を強風にして計測したところ、１２ｍＡ以上の電流が充電されました。

充電効率をあげる方法として、Ｄコンを使う方法もあります。

１ユニットの発電機を増やして、発生する電圧を３０Ｖとかに上げます。次にＤコンを接続して、充電電圧を１４Ｖ程度まで下げます。Ｄコンの入力電圧が４０Ｖまでなら、接続する風車の数を増やし発生する電圧を４０Ｖ近くまで上げます。Ｄコンは、電圧を下げた分電流として還元してくれますから、決して無駄にはなりません。

但し、今回の場合は当てはまりません。

充電電流が少な過ぎると、Ｄコンを通過する時のロスが大きくなってしまいます。

一方、数ミリＡ程度の充電電流では、１２Ｖバッテリーでは厳しすぎるのでは？との考えです。

もっと電圧が低い蓄電池、例えば６Ｖのバッテリーとか、１．２Ｖの電池の充電する方法です。

このモーターが充電できるかどうかの実験では、当初無負荷電圧２４Ｖの時６Ｖのバッテリーで充電を試みました。問題なく流れることを確認した後１２Ｖのバッテリーへと切り替えました。

回転にバラつきが発生していたため確実な結果とは言えないかも知れませんが、６Ｖも１２Ｖも大した充電電流に差が現れませんでした。それなら、蓄電後の活用を考え使い易い１２Ｖバッテリーを選択すべきと考えています。

今回使用した発電モーターのおさらいです。

ミニ風力発電に使用するモーターは、【ジェネモーター XGM-RA 】です。

手作り風力発電キット用に開発されたモーターです。

内部抵抗が562Ωもあります。

次にマブチモーターの内部抵抗を測ります。

FＡ－130という、おもちゃ用のモーターです。

内部抵抗は113Ωですね。

マブチモーターは、小さなエネルギー(電気)でも軽く回る構造に作られています。

発電に向いているジェネモーターは、コイル(エナメル線)が沢山まかれています。その分内部抵抗も大きくなります。

扇風機の風では、最大１２ｍＡの電流が充電できました。

1ユニットなら、この半分の６ｍＡですね。

５０ユニット接続できたら、３００ｍＡです。

これでやっとハブダイナモ並になりました(笑)

the end