風力発電工作を手伝う

三男坊が小学生最後の夏休みになりました。
夏休みの工作としてペットボトルを使った風力発電を作りたいということで、手伝うことになりました。

本体とプロペラはあっさりと出来上がりました。
発電機となるモータですが、どのくらいの発電量があるのかわからないのでテストをしてみます。
手持ちであったのは130型と260型、280型の3種類です。


このうち260型にはSOLARのシールが貼ってあります。
ソーラーモータはおそらく強い磁石を使っているので、このモータを発電機にすれば少ない回転数でも効率的に発電できそうです。
ペットボトルのプロペラだと回転ムラがあるので、市販のプロペラを使い、扇風機の風（強）を使って発電電圧を測定します。
まずは130型。


2.5Vレンジなので0.1V位？お話になりません。
続いて本命の260型


0.56V程度です。
最後に、高めの電圧をかけると強いトルクを生み出す280型です。


これもやや期待していましたが．．． 0.5Vに届かず。
風力発電の工作についてどんなモータがいいのか調べてみたら、やはりソーラーモータが良いようです。
近くのホームセンターでマブチに酷似したソーラーモータを買ってきました。


早速テスト．．．


なにこれ、0.5V行きません。 バッタモンはやっぱりだめか。
Amazonで風力発電工作用のモータが売られていますが、帰省のタイミングと重なってしまいます。
ふと模型屋さんの存在を思い出し、ダメ元で行ってみたところタミヤ純正のソーラーモータ2種類をGet！
それぞれで発電量を確認です。
280型に似ているType1はあまり電圧が出ません。



期待のType2でやっと0.75V程度の発電量です。これではとてもLEDを点灯するには電圧が足りません。
LEDを変えてみたりもしてみましたが、手持ちのLEDではどれも点灯しませんでした。

風力発電工作のブログ記事があまり見当たらないのも、発電電圧が低くてうまく行かなかったからなのでしょうか。
ここまできてくじけるわけにも行かず、半日以内に何とかする必要があります。
DCを昇圧するにはチョッパ回路だよなぁ、ということでネットで検索したところ「ブロッキング発振器」という回路で昇圧できそうです。
できるだけ手持ちの部品で揃いそうなこちらのHPを参考にしました。
部品もトランジスタ、コイル（中点付きトランス）、抵抗、コンデンサの4点とお手軽です。
問題はトランスです。中点付きのトランスなんて持っていません。
せっかくの小学生の工作なのでトランスは自作することにしました。
ミシン用のボビンにラッピングワイヤー線を巻いていきます。
小学生だとしっかりと一定のテンションを掛けながら巻くのが難しいようです。
結構巻きムラが出ましたが大丈夫でしょう。


30回巻いたところで線を長めにたるませる感じにして、もう30回巻きます。
たるませた部分が中点タップになります。ここをカット＆被覆を剥いてよじっておきます。
巻き終わったらほどけないようにセロテープを巻いておきます。
仕上げに、トランスなので鉄心としてボルトを挿入しています。


平ラグ板に部品を乗せて半田付けします。
三男坊は初めてのハンダ付けだったので、お手本として一番難しい部分をはんだ付けしてあげました。
残り数カ所は三男坊が頑張りました。

基板をモータとともにペットボトルに固定します。
ペットボトルで作ったプロペラは、長すぎると高速回転できないので4〜5cm位にしてあります。
当初は8cm位の長さでしたが回転数が足りませんでした。
このあたりは自由研究のテーマなどにもなりそうですね。



ペットボトルには風が当たっても倒れないように、重しとしてビー玉やおはじきを入れています。
扇風機の風を当てると光ってくれました。


ただ、これでも弱風では点灯してくれません。中〜強風が必要です。
念の為、団扇でも試してみたところ、頑張ってあおげばなんとか点灯するようです。
小型モーターでの発電は非常に電力が少なく、昇圧回路などが必要になるため完全自作はハードルが高そうです。
そんな事もあってか、工作としての記事は少ないということなのでしょう。

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