.風力発電？人力発電？
結構長文です。でも人力発電をする人にはとても参考になるかと思います。
2000/6/12
本当は太陽光発電をと考えていたのだが、ソーラーパネルはどうしても10万円は下らない。
もちろん小さなタイプならもっと安いものもあるが、それにしてもチャージコントローラー（充電す
るのに電圧を調整したり、、ソーラーパネルからの逆流を防ぐためのもの）、そしてDC-ACイバーター
ホームセンターで買ってきたDC-ACインバーター（約10000円）直流12Vを交流100Vに変換する装置
（自動車のバッテリーコーナー近辺に置いてある）。
そしてバッテリを加えると20万円くらいはかかってしまう。しいて経費を節減してもバッテリーを自動車
用の古いバッテリーを手に入れいるくらいのことだ。
実は風力発電や太陽光発電にはディープサイクルのバッテリーといってフォークリフトやゴルフカートに使われている
充電してから使い切って使うタイプのものが適しているらしい。自動車のバッテリーは使ってはすぐに充電するタイプなため、
完全に使いきるとバッテリの寿命が短くなるらしいのだ。ところがディープサイクルのバッテリーは高い（30000円くらいする）
安くあげる方策としてあとはインバーターとコントローラーの自作だが、
自作は材料を自分でそれえるのは結構大変だし、失敗することを考えると割り高になる。（自作は必ずしも安くできるとは限らない
大量生産のほうが安くできるのだ。）
というわけでそこらで拾ってきたバッテリー
安くて役に立つというのが私の信条であるので、20万円はちょっとこの信条に反する。
（もちろん業者にたのめば100万以上することを考えれば安いのであるが）
そこで風力発電をと考えた、風力発電用の発電機がこれまた10万円くらいで市販されているが、
これを使ったのではソーラーパネルを買うのと大差がない。そこで自動車の発電機（オルタネータ）を使えば
と考えた。これなら安く手にいれることができるはずだ。実際に自動車屋さんでただでもらうことができました。
（お礼としてシューくリームを10個持っていきましたが）
ただでてに入れたオルタネータ（実は4つもらったのだ）
しかし問題はここからでした。単純に2本の端子があってそれをバッテリーにつなげばＯＫだろうとたかをくくっていたのですが
自動車の発電機は三相の交流発電機であることが判明。しかも他励式の発電機であることも判明。(要するにまわすだけでは発電しないのである）
直流発電機ならそのままバッテリにつなげばよいが、交流ではそのままではいかない。ところが自動車の発電機は
三相交流をダイオードでで直流に直してＩＣレギュレータで電圧を調節してくれるという有難い装置が内蔵されていることも判明。
ところが他励式であるということが問題となってきた、永久磁石をまわす自励発電機の場合、発電機を回せば発電する。ところが
他励式な場合は電磁石（フィールドコイル）をまわすのでこのフィールドコイルに電流を流してやる必要がある。
ところがどこにどうつなげば励磁できるのかがよくわからん。
Ｂと書かれた端子はたぶんバッテリーだろう、ボディーがマイナスだろうことは予想できたが、あと二本端子がある。
ＬとＩＧとかかれている。発電機を手で回してテスターでいろいろとチェックしてみてもよくわからない。
そこで発電機をもらった自動車屋さんにどうつなぐのか聞きにいった。自動車屋さんもさすがに発電に使うためにどうつなぐのかは
わからない。そこで親切に電話で問い合わせてくれた。するとＩＧとＢ端子をプラスにボディーをマイナスにつなげばよいとのこと。
オルタネータの配線図も頂戴した。どうやらＩＧはイグニッションのことでキーをまわすと励磁電流が流れるようである。
しかし（ところがとしかしの連続だ）テスターで計っても発電している様子がない。
残るはL端子、L端子にはランプをつなぐことが判明している。そこで12Vのランプを買ってきてつないでみたが、これもだめ。
万事休すか？
いろいろホームページを調べていると、私と同じようなことを考えている人がいた。そこでいろいろとメールで質問してみた。
皆さん大変親切に教えてくださり、ただただ感謝である。しかしながらうまくいかない、ICレギュレータが壊れているのか、それとも回転数の問題だろうか。調べてみると１分回で１０００回転くらいまわさないと発電しないらしい。発電機のプーリーに紐をまいて思い切り引っ張る方式では、１０００回転いっていないのだろうか？（何回まわっているか知るすべがないので困ったものだ）
そこで考えたのが人力発電機、壊れた自転車をもらってきて、発電機を回すのだ。これなら自転車を1分間に100回もまわせば
発電機1000回くらいは軽いだろう。と考えたのだ。
しかも一生懸命こげばダイエットにもなる。一石二鳥とはまさにこのこと。
ダイエットしながら、しかも発電できれば・・・これをフィットネスクラブにおけば、すごいすごすぎる。
大ヒット間違いなし！！！億万長者も夢じゃない！！！
夢は大きく膨らむのであったが、こんな簡単なことが今までなされていないないのは何かわけがあるはずだ。そのわけはここだ
ついに人力発電の実験（2000/6/12）
回転数も自転車の後輪が1分間に150回は裕に回っているようだ、早くまわすと回転が見えなくなるので回転を数えるのが不能になる。
見える限界で数えても十分に100回は回っている。自転車の後輪の半径とオルタネータの費が約10：1なので、1分間に1000回転は裕に回っていることになる。しかし結果はまたしても失敗であった。
自転車でまわす実験の様子 実験時の配線図
ここでもっとも基本的なこと「オルタネータが正常かどうか？ICレギュレータが正常か？」ということがわからないことに気づく。
果たして、このオルタネータは正常なのだろうか？(2000/6/13)
とりあえず分解してICを通さずにちゃんと発電するかどうか確認してみます。結果は又この次に
神様仏様どなたかICレギュレータ内蔵のオルタネータでうまく発電する方法をご存知の方いらっしゃいませんか？
ご存知でしたらぜひお教えください。
2000/?/?(忘れてしまった）
オルタネータを少し分解しフィールドコイルの端子らしきものを発見そこに直接励磁電流を流してみた。自転車を回すと「ぐん」と力がかかる。まさしくこれだ、今までは軽くて抵抗がまったくなかったが、これで間違いなく発電できている。テスターでB端子とボディーで計ると確かに発電しています。ということはICレギュレータの故障だったのでしょうか？
しかし困ったことにレギュレータを通していないので発電電圧が回転数に比例してしまうのです。
多少はいいのでしょうが、バッテリーにはあまりよくないようです。
でもとりあえずは発電のあの「ぐん」という感触が味えただけでもよしということで。
そして時は流れて・・・なんと2000/9月
こんなページを発見私と同じことを考えている人がやっぱりいました。
あまりにもやっていることが同じなので、びっくり。
配線も同じだ。しかしなぜうまくいかないのか分からない。
ところが2000/9/19（火）の夜のこと、B端子とIG端子をつなぎバッテリーにはつながずに自転車をこいだ。
その後B端子をバッテリーにつないだ瞬間である。あの「ぐっと」発電する感触である。
ついにやったのだ。ICレギュレータを介してついに発電したのだ。
いったい今まではなんだったのか？特に変わったことはしていないはずなのに？
発電していたのに気がつかなかっただけだったのだろうか？
発電に成功した配線図
しかしまだまだ問題は続くのだった。電圧が8Vくらいしかでていないのだ。
これはどうやらバッテリーの問題のようだ。バッテリーがほとんど空っぽ状態のためらしい。
2000/9/28
ついに大型テレビ（200W)をつけることに成功。
バッテリーを一切使わずに鈴木氏のページのように自転車のダイナモを使って励磁電流を流してみようとダイナモを後輪につけてみた。自転車のダイナモは交流なので整流する必要がある。ダイオードを不要になった電気製品からとってきて実験する。
ところである。途中までメーターが振れ、途中でぷつんとメーターが振れなくなった。・・・ダイオードが壊れた？その後何度自転車をこいでもだめである。
どうやらダイオードがおなくなりになったようだ。そこらの古い電気製品からとってきた整流用のダイオードなので規格がわからない。
自転車のダイナモの電流には耐えられなかったようだ。
もう一度古い電気製品からブリッジダイオードをゲットし再挑戦、が、またしてもダイオードが耐えられない。神はわれを見捨てたかと思いきや学校の不燃物置き場に大変古い機械（20年以上前のアナライザー、誰が正解して何％正解したかわかる代物）がどんとでていた。
何かいいものはないかなとみているとスイッチの部分にダイオードらしきものが、これはどうだとゲットして実験。
どれだけ自転車をまわしても大丈夫。やはり古い電気製品は大電流を扱っているので大丈夫なんですね。
逆に今の製品は電流を少なくして電力の消費量を少なくしているのでしょうね。
バッテリーを使わずに自転車のダイナモを使う場合の回路図
というわけで無事にダイオードをゲットして自転車ダイナモの整流に成功、さて今度はこれをB端子とIG端子をつないだところにつなげばオルタネータが発電をするはず。
いともあっさりとこれはうまく行きました。
そして直接DC/ACインバーターに直接つなぎ、インバーターにラジカセをつなぎ音楽テープをいれスイッチON。
自転車をこぐとついに音楽が流れ出しました。ついに人力だけでカセットテープを聞くことに成功。気をよくして次に大型テレビ（200W)に挑戦。ほんの数秒でしたがなんとか成功。とても1分もこいでいられません。電気を作るって大変なことですね。実感。
みなさん電気を大切に使いましょう。
ダイナモを自転車の後輪につけたところ
ダイオードをブリッジにして整流する
オルタネータと自転車の後輪をこんな風に
全体写真
はてさて風力発電をするつもりがいつのまにやら人力発電に変わってしまった。
ところでここで大きな疑問が
「200Wを作るのにこんなに大変なのに果たして風力ごときでいかほどの発電ができるのか？」
見事なお答えを頂きました。
自然の力は偉大で、人力の及ぶところではないようです。
風のパワー(単位：[W])＝0.5×空気密度×断面積×(風速の3乗）
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となります。
この式に、空気密度＝1.29[kg/m^3]、断面積＝1[m^2]、風速＝12.5[m/s]の値を
放り込むと、約1260[W]という答が出てきます。
つまり、１平方メートルあたりの断面を通過する風速12.5m/sの風は、
1260[W]ものパワーだ、ということになります。すごいですね。
AIR403(風力発電機）の場合、ほぼ上記の条件に等しい(断面積・定格風速)ですので、
本来風が有する1260[W]のパワーのうちの400[W]、およそ３分の１程度しか、
電気に変換することが出来ないんですね。『高効率型』のAIRでさえこんな程度です。
風のパワーやエネルギーを逆の立場から考えてみると納得できるかもしれません。
例えば、人間がペダルをこぐなどして、12.5m/sの風を起こすことが出来るか？と。
(直径1.2ｍくらいの太いパイプに)
また、それだけの強風を人工的に作り出すには、どれだけ強力なファン(ブロワー)が
必要になるだろうか？と。おそらく２ｋW程度のブロワーが必要になると思います。
自然の力はすごいんですね。はい
