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風力発電、独立型太陽光パネル発電、水力発電 [発電]

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2001年頃から地球温暖化が問題となりネット上で情報を集めているうち原子力発電の危険性を指摘する記事を目にすることがあり日本の電力問題に関心がむき少しでも環境に負荷を与えるのを減らせることが出来ないかと考え2002年4月に風力発電機ウインドシーカ−503及び京セラソーラーパネルセットをインターネットで購入しハイブリッドシステムの独立型自家発電を自力で設置し運用を始めました。色々な問題がありその都度自力で改善してきましたがその時々感じたことを記載したいとおもいます。又エコロジーの一環として井戸掘、太陽光温水機、雨水利用の設備を作りましたので掲載したいと思います。
 昨年の地震による原発事故は過去のチェルノブイリ原子力発電所事故の汚染範囲を知っていましたので福島の爆発事故をテレビで見て広範囲の汚染が予想できたので大変危惧しました。アインシュタイン博士の理論によると原子力のエネルギーは質量かける光速の二乗という途方も無い量で人間の文化では
制御できないことは明白だと思います、自然災害はもとより人間の紛争、人的ミス、壊れない機械は無い等でこれ以上環境を汚染しないで欲しいものです。お釈迦様も諸法無我と説いて食物連鎖の頂点に立つ人間の環境問題の重要性を諭していると私は思います。このプログは少しでも自然の美しさと日常生活ではなかなか気ずか無い身近にいる生物を知ってもらい大事にしてほしいことを目的として作成しました。
風力発電

太陽光パネルと同時に出力500w、3枚翼風力発電機(ウインドシーカ−503)を購入しソーラーパネルとのハイブリッドて効率よい自家発電を目指しました。
DSCF0842-2.jpg

住宅地に設置することを相談して勧められた機種ですが設置してみるとローターの回転がすさまじく振動と風切り音が強すぎて近所迷惑になりました。住宅地での風力発電は出力を欲張らずより小型の静かな機種を選択し発電は期待できないことを体験しました。発想を切り替えてより静かな翼を自作することにしました、ネットで調査をしたところループウイング風力発電の記事がみつかり玩具のループウイング風力発電工作セットも発売されているのでさっそく購入して翼を拡大してアルミ板を切り抜き工作して取り付けました。振動も騒音も解消され台風の強風にも耐えましたけれど発電がごくわずかで電力の利用はループウイング風力発電工作セットで作成した玩具に接続し室内で屋外の風の強さがわかるインテリアとしての利用をしています。この玩具は4年程動きましたがモーターが消耗して動かなくなりましたので現在他の形の風力発電玩具を購入して楽しんでいます。
ループウイング風力発電工作セット.jpg ウインドシーカー改良.JPG


2020年6月25日
 風力発電機(ウインドシーカ−503)の羽が折れました今後のメンテナンスが大変なので運用を中止しました。代わりに自作の小型風力発電機を製作して取り付けました。

ハブダイナモ風力発電機

市販の風力発電機はかなり高価でお手軽にたのしむには自分で作るのがいいと思い2台目の風力発電機を自転車のライトに使われているハブダイナモと翼は再度アルミ板を購入し切り出し作成しました。
翼.jpg

風向追尾用器具には自転車前輪のハブを利用し台座に取り付けました、ポールは足場用の単管パイ
プを利用しハブを差し込みボルトで固定しました。台座は鉄の板を4枚組み合わせてU字形の形にしました。台座とハブダイナモの固定にはねじ切りしてある鉄棒を利用しナットを使い固定しました。翼の取り付けはハブダイナモに穴をあけねじ切りしボルトで固定し先端はボールベアリング入り金具に取り付け鉄棒にナットで固定しました。尾翼は塩化ビニール板を使用し鉄棒にボルトで固定しました。鉄棒の先端には木彫でにわとりを作り固定しました。配線で難しいのは風向きで回転する風力発電機から電線をねじらずに電気をとりだすことでした、試行錯誤のうえハブに大きなワッシャーを取り付け台座には洗濯ばさみを壊しスプリングを取り出し取り付けうまくワッシャーと接触するように調整しました。作成してから5年程運用していますが最近ハブダイナモの性能が悪くなり回らなくなったので分解しボールベアリングを取り出し洗浄したところ微風でも良く回転するようになりました。性能は自転車のライトをつけるぐらいですから電力は交流で6V,2.4Wと少ないですが上記の500W発電機とたいしてちがいはないと実感しています。材料はホームセンターで全て購入できますので気軽に作成してみて下さい。
2台風力発電機.JPG

ハブダイナモ取付.JPGポールとの接続.JPG

玩具のオランダ風車を組み立て付属の交流モーターで羽を回し、自転車ライトを分解してなかのLEDライトを室内に取り付け風で動くインテリアとして電力を利用しています。
玩具の風車.JPG

2012年9月30日
 台風17号が今日上陸しました、久しぶりの強風で今すごい風の音がしています。風車は順調に回転しています。


2013年1月13日
  少し風車の音が強くなってきたので再びハブダイナモを分解し掃除と注油をしました、ついでに全体のペンキを塗り直しました。
2012.1.15自作風力発電気.JPG

 電線のねじれ防止の装置ですが今迄ハブに接着剤で固定していたワッシャーがはがれやすいのでワッシャーにハンダでナットを取り付けプラッツチック製のボルトで塩ビ製台座に固定し台座もボルトとナットでハブに固定しました。
 オランダ風車のledライトを黄色いledに交換しタワーの上部に取り付けました、グリーンのledライトを屋根に取り付けました。
2013年1月20日


2013年3月10日
 風車の風向追尾用器具には自転車前輪のハブを利用していましたが長期の使用で内部が折れ落下事故がおきました幸い塀の一部が破損したのと尾翼及び風見鳥が壊れた程度で済みましたが今後の安全のため安全金具を取り付けました、ハブと尾翼及び風見鳥は取り替えました。
2013.3.11風車.JPG

2013.3.10風力発電安全装置.jpg



2013年5月2日
 ハブダイナモが壊れて発電しなくなったのでネットで購入し付け替えました。約11年の間よくもちました。

2013年12月24日
 ハブダイナモ風車で動かしていた玩具のオランダ風車の羽が回らなくなったのでledライト用配線につなぎDCの風力発電用モーターに変えました微風でもよく回るようになりました。

2016年12月28日
 オランダ風車の羽が強風の時回転が速すぎるのでギアを入れて遅くしてみましたが音がうるさいのでやめてかわりにledライト用の抵抗を配線に使用したところちょうど良い速度になりました。

2014年12月2日
 ハブダイナモ風車に丸いハッポウスチロールを付け見栄えをよくしました。
2014.12.2ハブダイナモ風車.JPG


玩具の風力発電機

 以前ループウイング風力発電工作セットで作成した玩具のモーターが壊れて使用できなくなっていましたが小型モーターを購入して修理しました、もう一台の風車につなぎました少し強風でないと回りません、今迄つないでいた玩具の風車は小さな太陽光パネルで動かすことにしました曇りの日でも回ります。
2013.12.24玩具の風車.JPG


2013年12月27日
 玩具のループウイング風力発電機に黄色のledライトを取り付けました、夜少し風が吹き風車がまわりだしました。
 

2016年12月11日
玩具のループウイング風力発電機の音がうるさいので内蔵のギアを止め直接モーターに羽を取り付けました、付けていた黄色のledライトも止めました。音もしなくなりちょうど良い回転速度で良くなりました。

2014年1月29日
 以前風車で自転車をこぎLEDライトを灯す玩具を購入しましたが動かしていませんでした、なんとか小さな太陽光パネルで動かしたいと思い玩具のループウイング風力発電機に付属していた自動車の小型モーターをはずし風車の横に付けゴムバンドで回す工夫をしました。自転車をこぐ人形の動きが面白いので楽しんでいます。
自転車.JPG


2014年1月31日
 自転車風車の輪ゴムを結んで小さくしていたのですが結び目が引っかかって旨く回らないのでゴムを瞬間接着剤でつけましたところスムーズにまわりだしました。小さな太陽光パネルでは晴れた日には2台の風車が回りますが曇りの日には自転車風車用スイッチを切り小さな風車のみ回しています。


2019年9月17日
 先日の台風でハブダイナモ風車をポールに固定するハブの軸が折れて風車が落下したので軸を交換しました、直径7.8ミリの自転車の軸をM10のボルトの軸とナイロン付きナットでちょうど良く改造できました今度はかなり太いので折れることはないと思い落下用安全金具を外しました。
 先端に付けていた風見鶏をニワトリに交換しました、木製の鳥だと痛むのでハッポースチロールで型取りし鉛で鋳造しました。

2016年3月1日
 自転車風車のモーターが故障したので丸い風力発電用モーターにアルミ板を加工し台座を作り取り付けました。

太陽光パネル発電
チャージジコントローラーはモーニングスター社製30Aを1台、DC-ACインバーターは未来社製500Wを1台、バッテリーはACデルコ社製105Ahを8台で始めました。各機器を太いケーブルでつなぎ風力発電機とハイブリッドでつなぎ24Vシステムで2002年5月に運用を開始しました
DSCF0846-2.jpg DSCF0847-2.jpg

風力発電機は騒音問題で翼を交換してからしばらくつないでいたのですが発電量が少ないのでハイブリッドをやめました。電力は主に水耕栽培と池の交流ポンプに使用していますが曇りの日には電力が足りず交流出力の切り替えスイッチを買い商用交流に切り替えて無停電源のシステムにしました。2011年にG&Yuデュープサイクルバッテリー105Ahに交換しました。このシステムは曇りの日にバッテリーを放電しすぎないよう注意しながら運用することによりバッテリーの消耗を遅らせることにあります。我が家の交流ポンプ(10台)等の合計使用電力は207W/h(2,07A/h)位なのでインバーターへの入力電流は直流24Vを交流100Vに変換するため約9.6A/hとなります。ソーラーパネルの総発電量9.6A/hなので電力が足りない計算になり商用交流を利用しています。バッテリーの容量は現在105Ah×6で630Ahなので65時間の半分約33時間の使用がフル充電で可能となります。このことからさらに省電力をするために今年から水耕栽培や池のポンプを12V直流ポンプに切り替え運用しています。観賞魚のLED照明や太陽熱温水機のポンプは交流で使用して停電しないようにしています。

2013年2月6日
 バッテリーの容量が足りないため夜間の電力が不足するのでデュープサイクルバッテリー用チャージャーを購入し設置しました。これによりバッテリーの深い放電の中止ができるようになりました。昼間に太陽光発電した電力を最大限利用できるようタイマーを使い夜には商用の交流電力を使用することにしました。夜は直流電力のみなので24V、5A出力のチャージャーでも対応でき24時間の運転が可能になりました。

2013年2月14日
 タイマーを使用して夜間に電力を使用しないようにしていたのですがインバーターが電力を使用しないと保護回路が働きタイマーが狂い毎朝再セットしていたので電池で動くタイマーを購入し交換しました。

2014年11月22日
 晴れた日中は交流を使えるのですが曇りの日中に交流を使用しないために手動でDC-ACインバーターのスイッチを切っていたのですがわずらわしいので換気扇用サーモスタットをつなぎ晴れて室温が上がらないと電気製品につながらないようにしました。

2017年3月9日
 夜間充電用バッテリー充電器が故障したので新しく大自工業のpcx3000充電器を購入し設置しました。
 DC-ACインバーターも故障したのでセルスターのパワーインバーターミニHG-350/24Vを購入して設置しました、定格出力280WなのでLEDランプ3個を接続しています。

201911月6日
 DC-ACインバーターを利用すると曇った時にバッテリー電圧の低下による警告音がうるさいので晴れた時のみ利用するため光センサーとリレーを組み合わせて使用することにしました。暗くなると照明が点く光センサーとAC100V動作のリレーとそのソケットを購入してにつなぎそのリレーのb接点でDC-ACインバータつなぎa接点にバッテリー充電器をつなぎ2台同時にOFF/ONができこれにより晴れている時に交流の利用が可能になりました。

2019年11月28日
 太陽光パネルに光が強く当たる時間にDC-ACインバーターを稼動させるため電池式タイマーをセットしました。

2020年9月7日
 7月の長雨で太陽光発電がダウンしました全く充電できなくなりバッテリーの寿命がきました8.4年間使用できました。メインが水耕栽培用のDC12Vの水中ぽんぷ5台用なので今までの24Vシステムをやめて12Vに変更しました幸いチャージコントローラーが12Vに自動で対応できるので新しく小型バッテリを1台購入してポンプにつなげました、また12Vのインバーターを購入してACに変換して同時に使用しています。夜間はACアダプターを使用し光センサーとリレーを使用して昼夜を切り替えています。


2023年2月26日
大型太陽光パネルで12vバッテリーに充電してますが夜間に充電するため充電器をつなげ暗くなると電気が接続する装置で充電できました。






小型水力発電
2012年12月30日
 水力発電の利用は以前から考えていましたが我が家にも常時水の流れがあることを長い間気がつきませんでした。最近テレビで水力発電の放送があり我が家にも導入したいと強く思いました、ネットで小型水力発電器を検索しなんとか導入できそうな発電機を見つけました。水耕栽培で栽培溶液を汲み上げているDC24V小型水中ポンプのホース先端に小型水力発電器を付けました。カタログには出力電圧3.6V、出力電流300mAとなっていましたが12Vの電圧がほしいので昇圧型DCDCコンバーターを購入して試しました、一台はうまくできたのですがもう一台は故障してしまいました。発電機を分解したところ電子部品が故障していましたのではずして試したところ10Vの電圧が得られました。現在発電機2台と小型太陽電池を並列につないでオランダ風車の室内灯とステンドグラス製の白鳥照明にLEDを点灯しています、夜間に照明がつくことによりバッテリーの充電状態が室内で確認できるようになりました。
2012.12.30水力発電.JPG


2013 年1月21日
 小型水力発電気の一台がモーター部位の浸水により壊れましたので玩具のソーラー用モーターに交換しました、6Vしか発電しないので以前に使用していた昇圧型DCDCコンバーターをつなげ12Vにして運用しています。小型水力発電気はモーター部位の止水をしていませんのでゴムパッキングを購入して水漏れを防ぎました。

2013 年9月30日
 小型水力発電機の一台がブラシの摩耗により故障しました、分解してブラシの交換を行いました。ブラシの材料は以前古くなったハードデスクを分解してネオジウム磁石を取り出した残骸から切り出しました、古いブラシを取り除きハサミで加工し取り付けました丈夫そうなのでしばらくもつことを期待しています。

2013 年11月4日
 小型水力発電機に使用していたソーラーモーターのブラシが摩耗して発電しなくなったのでブラシのないモーターを探し購入したのですがコキングがあり使用している水力装置では回りませんでした。玩具の風力発電機用モーターが安く発売されていたので購入し取り付けました、やはり発電機用モーターは発電能力があり強い水流で12V使用している弱い水流でも11Vの起電力がありました、配線を新たにしてオランダ風車の屋根にあるグリーン色のダイオードにつなげました。

2013 年11月20日
 小型水力発電機の修理したもう一台がブラシの受ける部分が摩耗により故障しました、風力発電機用モーターは320円と安いので消耗品と考えて3台購入しブラシが摩耗したら取り替えることにしました。水力発電は24時間動くので約9ヶ月でブラシが消耗します。

2013年12月17日
 水力発電機に使用していた24V直流水中ポンプが2台とも故障しました、約1年と2ヶ月しか持ちませんでした先端に付けていた発電機はガラス温室に移設し12Vの水中モーターで回しています。


2014年4月25日
 ハブダイナモを購入して水車で発電し玩具の風車を24時間回しています。ハブダイナモでAC1.5V発電しAC-DCコンバータで変換するとDC2.6Vになりました小さな玩具の風車を24時間回すことができました。水車はスチロール板を加工して作りました、ハブダイナモのコキングの為少し大きくし又水の重さを利用して回すため水車にたまった水が漏れないようにしました。
2014.4.25水車.JPG



2018年4月21日
 最近高性能な小型発電モーターが発売になり取り替えたところ20vの発電が得られたので蓄電池を購入し充電コントローラーを使い12vの充電システムを構築しました、うまく充電できたので2台水力発電機を追加購入し発電モーター取り替えましたが性能が悪く13vの発電しか得られませんでした、合計4台の水力発電機と手作り風車を新たに作り接続しました、現在13vで充電し10vで循環ポンプが動いています。


2019年2月22日
 最大80V発電出来る小型水力発電機を2台購入しベランダ温室に設置しました。DC12V 4,5A 揚程11m の水中ポンプを購入し稼働させた所16Vの発電が得られたので12Vバッテリーにつなぎました。

2021年12月31日
 屋外-水車発電機 100wを購入して設置しました、Yokgrass 水中ポンプ 吐出量3000L/H 超静 音調整可能 ウォーター ポンプ 3M 高揚力付きを新たに購入して2台の水中ポンプでなんとか回転し、やく5Vの発電が出来ました、DC-DC昇圧コンバータ 昇圧モジュール 3-35V 5V-45Vを買い14Vに昇圧し12Vバツテリーにつなぎました。撤去した既存の水車は池の噴水を改造して取り付けました。


2022年4月1日
 池の噴水を改造して取り付けた水車を外し噴水を再開し、外した水車を再利用し以前撤去した風力発電機のモーターを利用して水力発電を始めました。風力発電機のモーターは大きくトルクがあり水車を改造しお大きくし回転が少ないのでギヤーシステムを作りなんとか1.5Vの発電ができました。DC-DC昇圧コンバータを買い5Vにしてガーデンソーラーライトにつなげました。

2023年2月26日
 風力発電機のモーターを利用した水力発電をやめて水力発電用小型モーターを購入して12v acアダプターで回転させて水の代わりに風力発電機のモーターにつなげ発電を開始しました、5vをdcーdc昇圧コンバーターで24vにしてバッテリーにつなげました、夜間に動くよう暗くなると電気が接続する装置を購入してつなげました。
 新たに手回し発電機を購入して水車につなげ3vの電気と屋外-水車発電機の2vを直流につなげ2v太陽光パネルもつなげ充電電池3本のLEDライトを点灯しました。















タグ:自家発電
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