January 23rd, 2012

forest, summer

Динамо-генератор при солнечной батарее

Относительно недавно озадачился я вопросом выработке илектроинергии используя мускульную силу человека, точнее динамо-генераторами, приводимыми в действия ногами.

Я не рассматриваю этот способ эликтрификации как основной, потому что человек слишком дорого обходится миру, что бы использовать его как белку в колесе. Но что по поводу аварийного источника электроэнергии? Или вот в паре с солнечной батареей? Небольшую часть времени в году, например 10% дней, моя солнечная батарея вырабатывает недостаточно энергии из за устоявшейся облачной погоды. Так недавно в моём домике во владимирской области все дни с 30 декабря по 10 января стояла крайне облачная погода, так что электричества хватало лишь на одну лампочку по пол вечера в сутки. Не увеличивать же количество панелей в 4 раза (=увеличить стоимость в 4 раза, которая и так не мала), ради 10% дней в году? Для решение этого вопроса предлагают утановить в пару к солнечной батареи ветряк (тем более что в наших краях ветры сильнее зимой, тогда когда наоборот меньше солнца). Но этот путь далёк от идела: во-первых, в облачную погоду ветра то же может не быть. Во-вторых, эффект от ветряка очень сильно зависит от конкретного места (так как энергия ветра пропорциональна кубу его скорости), так что это решение в принципе не универсальное - в именно определённых местах толку от него может практически не быть. Есть и другие минусы.
Другое решение — использовать термогенераторы на элементах пельтье, работающие от печки (зимой), вероятно весьма практично, но с точки зрения экономики (вложения денег на единицу выработанной энергии) эта технология оказалось дико дорогим.
Так появилась идея обзавестись «резервным» источником питания в виде динамогенератора. Или по крайней мере исследовать этот вопрос.

Вот что я выяснил.
Во-первых, потенциальные возможности этого способа. Человек способен вырабатывать довольно много энергии. Конечно конкретная цифра зависит от силы конкретного человека и продолжительности, сколько он будет работать, но в целом выходит, что средний взрослый способен вырабатывать 75-100 ватт в течении 30-60 минут, а спортсмен — до 200 ватт. Так что даже пятнадцатиминутного упражнения хватит на яркое освещение комнаты светодиодной лампочкой в течении нескольких часов. Если «крутить педали» относительно стабильно долго и расслабленно, то более реалестичной видится цифра 50-60 ватт. Это покрывает потребление современных нетбуков (15-40 ватт) «в реальном времени».

Во-вторых, реализация. Генераторы от автомобилей итп техники не годятся, потому что они расчитанны на большие обороты. Геренаторы для фар велосипедов не годятся, потому что они слабые. В качестве генератора можно использовать большие шаговые двигатели, но это достаточно редкие устройства, найти их в каком-нибудь хламовнике будет большой удчей.
Ну да, и, разумеется, в России ничего такого готового купить нельзя (а кому оно такое здесь нужно?). Но кое-что, продаётся на Западе.

Для того что бы разведать что бывает, я написал такое письмо в GEN:

Dear friends,

I run an ecovillage-like project in Russia. Using only solar energy we sometimes suffer shortage in winter. So I decided to construct a foot dynamo generator to use it not permanently but in case of cloudy weather. This are to be used indoor and expected to produce at least about 60W into 12V DC power system.
The question is where in the Wold to get or buy and sheep into Moscow appropriate low rpm generator or the complete device. I googled a bit and found only one: http://www.econvergence.net/electro.htm . But the constructions with bicycle are not spare room space and quite unsuitable; I wish a person will be able to sit at the desk working with his/her netbook while running the generator behind the desk by foots. For this looks more appropriate not bicycle-like pedals, but a single big flat pedal like in century old sewing machines. Hope you've got the image.

Michael


И вот что мне там наотвечали:

Интересный генератор как бы на 300-ватт (в реальности 100-150 ватт):
http://www.amazon.com/Bicycle-Generator-Power-Pulley-Dynamo/dp/B001WB3TZ4/ref=pd_sim_sbs_ol_2
К сожалению, вольт-амперные характеристики на низких оборотах не позволят включить его в 12-вольтовую систему без преобразователя напряжения. (А на высоких оборотах он проигрывает обычному автомобильному генератору по цене).

Готовое, но дорогое изделие, снабжённое 75-ваттовым генератором:
http://www.amazon.com/Exercise-Pedal-Power-Generator-Dynamo/dp/B002QLCWDY
http://mns-power.com


Хорошее описание, как китайский велоэлектродвигатель использовать в качестве генератора во второй половине этой статьи: http://pilom.com/BicycleElectronics/PedalGen.htm

PS Ещё много чего здесь:
http://www.mattshaver.com/bikegen/index.htm
http://www.pedalpowergenerator.com/index.html