朝、東の空から登った太陽は、夕方には西の空に沈んでいきます。
太陽光パネルはいつも南を向いています。夏と冬とでは、太陽の照射角度が違います。でもパネルは一定の角度で固定されています。
風力発電には、風向きに合わせて向きを変えるヨー軸が有ります。初めて作った風力発電一号機。このヨー軸を考えるだけで２〜３か月は悩み続けました。
太陽光パネルは固定されている（一部を除き）、ならば風車も固定しちゃいましょう。
１年を通じで風車の動きを観察していると、力強く回転する方向はいつも決まっていました。
７割近くは、同じ方向から強い風が吹いてきます。
高層ビルが建ち並ぶ都会でも、ビル風が吹きまくります。
建物の正面にも高いビルが建っていますから、その方向から風が吹くことはありません。
風向きが変わっても、建物の前を走る道路と平行に風が吹きます。
海沿いだってそうです。『海風と山風』１８０度風向きが変わるだけ。これだけわかればヨー軸なんて必要ありません。
さあ、風車を固定しましょう。
ハブダイナモ風車なら、簡単です。
前と後ろ、どっちから風が吹いても対応出来る様、羽を取り付けましょう。
※我が家の風車は、一歩通行です。参考になりません（笑）。
風が常に吹いているような所ならブリッジ整流が良いと思います。
でも我が家のような風力発電に向かない所なら、風が弱い時でも、安定した発電が出来る様考えましょう。整流回路は倍電圧全波整流がお薦めです。
電圧を倍に上げた分、電流は半分になってしまいますが、安定した蓄電が可能です。
この時ポイントとなるのはコンデンサの容量です。
詳しくはmabofarm にある、↓の記事を読んでください。
ところで、
僕もQ&Aサイトには、お世話になることが有ります。
お蔭で助けられることもたくさんあります。
でも発電関連では、残念ながら有意義な情報が見つかりません。
ハブダイナモは定格出力-交流６Ｖ_２．４Ｗの発電機です。
自転車の速度が１５ｋｍになった時、この定格出力が得られる様に作られています。
ハブダイナモが定格出力を得られる回転数は、毎秒２回転ちょっとです。
この時、定格出力が得られると思っていましたが、実際はそうもいかないようです。
それから、定格出力は通過点です。
構造上、ある一定のところで出力の上昇は止まりますが、回転が上がり続ければ、最大で4Wまで発電します。
交流の発電機なので、このまま蓄電することは出来ません。整流しないといけません。
交流を直流に変えると、電圧は√２倍アップします。
交流６Ｖの時×１．４１４２・・・で、８．４Ｖになる計算です。倍電圧整流なら電圧は１６．８Ｖになります。
勿論この計算は、ロスをまったく考えていない机上の空論ですから（笑）、実際もっと低い数値だと思ってください。
また変換ロスを考慮しても、ハブダイナモが定格回転（自転車が時速１５ｋｍ)になっても、定格出力は得られません。
これは、メーカーが嘘をついているわけではありません。
ハブダイナモの定格出力は、±５％という公差が設けられています。僕の実験では、すべてのハブダイナモがマイナス公差でした。電圧だけを考えても、この時6Vに達するハブダイナモはありませんでした。
国産品ですから、個体によるばらつきはまずありません。
昔はリムドライブダイナモが主流でしたが、急な坂道でスピードを出し過ぎると、突然玉切れが起きたモノです。最近の灯りはLEDが主流ですから、それほど発電する必要が無いのかも知れません。
参考までに・・・
僕の実験データでは、実際の発電量が２．４Ｗに達するのは、毎秒３回転を過ぎてからでした。
ハブダイナモで発電した電気を蓄電するためは、整流回路を通過しなければなりません。
ダイオードという部品を通過するとＶＦにより電圧が落ちます。（０．５Ｖくらいですが）
それでも、ブリッジ整流ならハブダイナモは最大４Ｗの発電量が得られます。
実際には、風車で４Ｗの発電する状況は中々ありません。
僕の場合、１W/hくらいでしょうか。
『やっぱり、ハブダイナモなんてダメだ！発電量の多い自動車用の発電機・オルタネーターがお薦めだ。』
そう言う人がいます。
でも僕はお薦めしません。
自動車用のオルタネーターはプーリーで２倍程増速をします。
エンジンの回転数＝オルタネーターの回転数ではありません。
７００RPMのアイドリングで充電しているというなら、倍の１４００ｒｐｍの回転数が必要です。
またオルタネーターは、永久磁石を使っていません。
なので、あらかじめオルタネーターに電気を流す必要があります。
オルタネーターは、通電することで磁力が発生し、発電を開始します。
自動車のエンジンパワーでいとも簡単に回りますが、それなりのトルクが要ります。
もし風車に使うなら、かなり大きなブレード（プロペラ）で、しかも高速回転にするための工夫が必要です。
毎時1Wのハブダイナモが丸一日経つと、
1W/h×24h=24W/hの電気を蓄えます。
因みに、我が家にある３２インチのLED液晶テレビ（５３Ｗとラベルに表示、でも実際は４０Ｗ程度）なら、これだけで30分間観ることが出来ます。
夜間照明に限ってなら、６ＷのLED電球を４時間点灯できます。
いつものように電気を使うのは無理ですが、非常用に蓄電をするとか、無人島の生活に役立てるとか、考えようによっては様々な使い道がある筈です。
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