工作で風力発電機を作ることになったのですが

質問

工作で風力発電機を作ることになったのですが羽からモーターに動力を介する場合、弱い風でも回るようにしたいのですがこの場合はギアを介してモーターを繋げた方がいいのでしょうか？それともモーターに直接羽を取り付けた方がいいのでしょうか？
また、ギアを介した方がいい場合はギアの大きさは大きい方がいいのでしょうか？
わかりやすく教えていただけると助かります。

回答No.3

try_anything

どんなモーターを使われるでしょうか？もし、通常のマブチモーターを使われる様ですと、増速ギアを追加しても、弱い風では回りにくいと思います。
　ネットオークションで探すと駆動電圧の高いモーターがヒットしますので、そういうのを使うか、要らなくなったビテオのローディングモーターや手を加えればキャプスタンモーターも使い頃です。
　もし、電子工作のスキルがあれば、フライバックコンバーターを作るか、電池１本のＬＥＤライトの回路を流用すると簡単にＬＥＤを点灯できる電圧に昇圧できます。
　もし、実用レベルの風力発電機を狙っているなら、シャープの洗濯機のＤＤモーターが使いやすいと思います

回答No.2

sailor

モーターを発電機代わりに使おうというわけですね。この場合は風車の回転速度どのくらいになるかによって答えが変りますね。多分、模型用のモーターなどを使うのでしょうけれども、ある程度の回転数（手元にある小型モーターで試したら、毎分５００回転程度の回転数が無いとLEDを豆電球もつかない）が無いと発生電圧が低すぎて実験にもならないでしょう。風車で毎分５００回転となるとあまり大きなものは、遠心力による応力などで工作が難しいでしょうから、大きな風車を使う場合は難しいでしょうね。かといって小さな風車では力が足りないでしょうから、模型用のモーターを使うのであれば、ギア等を使って回転数を上げてやる必要が出るでしょう。ただ、ギアなどを使うということはロスが出るということになりますので、出来るだけ避けたい方法ですね。

そこで、一つ提案ですが、最近の自転車用の発電機で前輪のハブ（軸受け部分）に内蔵されているタイプの発電機がありますよね。あのタイプの発電機は低い回転数でも十分な電圧が得られるように設計されていますし、ギアなどの変速機構も使っていないのでロスが小さく、風力発電の実験には向いているかと思います。新品は高いですから、自転車屋さんなどにお願いして、廃車にしてしまう自転車のものを譲ってもらってはいかがですか？軸受け部分の人が乗って走っても大丈夫な強度を持ったボールベアリング（摩擦を小さくする工夫）が使ってあるので、かなり大きな風車をつけても大丈夫でしょう。

ちなみに、発電機はモーターではなくダイナモといいます。模型用のモーターを使っても役割はモーターとしてでは無く発電機ですから、この場合はダイナモと呼ぶ方が正しいでしょう。

あと一つ大事なことですが、模型用のモーターを発電機として使った場合は、出てくる電流は乾電池などと同じ直流の電流ですが、自転車用のハブダイナモ（先ほど説明した部品）を使った場合は、出てくる電流はコンセントなどと同じ交流電流が出てきます。豆電球などをつける場合は問題ないのですが、その電気を使ってモーターを回したり、最近はやりのLEDなどをつけるときには、電池と同じ直流に直してやる必用があります。交流を直流になおすといっても難しいことでは有りませんので安心してくださいね。ダイオードという電子部品があれば良いだけですし、ダイオードは一つ￥１０ぐらいで買えます。
物理（理科かな）の先生に相談してみればつなぎ方はわかるでしょう。ダイオードもわざわざ買わなくても、壊れた電気製品などから、外しても良いでしょう。

回答No.1

ae-1sp

直接繋ぐほうが良いです。

自転車の変速と同じです。
軽い力で回る様にすればプロペラは沢山回ってもモーターは余り回らない。
モーターを沢山回そうと思ったら、プロペラは強い力でないと回らない。

総合計のエネルギー量は同じです（多分・・・）。

ギアーの抵抗など考えると直接繋ぐのが一番。