自分で使う電気は自分で作りたい。
でも太陽電池も安くなってきたとは言え、まだまだ。
将来は本格的にやるとして、とりあえず始めたい。
某メーカーパネル５０Ｗ２枚をボーナス貰ったドサクサで手に入れる。１０万円也。
パネルの設置場所が無いので屋根に上げることにする。
ホームセンターで棚用のＬアングルを購入しコの字型の架台を組む。
アングルの切り口には補修塗装を施す、海が近いので潮風が気になる。入念に塗装。
屋根にはどうして登るんだろう？２Ｆベランダルートかな、脚立を買ってくる。
脚立から屋根を覗くと傾斜が以外に急なことに気づく。大丈夫かな？
設置前夜、転落する夢ばかり見る。胴綱を付けへっぴり腰で登り架台を組み上げていく。
電池パネルを持ち上げ架台に固定。ケーブルを布線し軒天に穴を開け屋内に引き込む。
天井裏に潜りヘッドランプで照らしながら這いまわってケーブルを布線。
狭い空間での作業に自分の体に柔軟性がないことを改めて思い知る。
バッテリーは自動車用を２個用意、接続して電流計を覗く。電流が流れている、よしよし。
というわけで、少々自然任せな生活が始まったのです。
■コントローラー製作
やっとの事で２枚の電池パネルを屋根に取り付け。
太陽を自動追尾したいところだが、固定式にして夏冬の中間の角度にした。
最初は直接バッテリーに接続していたが、過充電・過放電でバッテリーが酷使され１年ぐらいしかもたない。
特に夏は厳しくバッテリー液が涸れて焦げ臭い異臭を放っていた時もあった。
コントローラーを製作することにした。
ボルテージセンサーを使い、過充電・過放電を監視し自動でＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
設定電圧近辺でチャタリングを起こさないようにヒステリシスを持ったセンサーにする。
＞＞＞我が家の太陽光発電計画書（コントローラー回路図）＞＞＞
■外灯
早くこのエネルギーを使ってみたい。
とりあえず外灯を点けてみたい。
早速、製作を始める。アルミＬアングルを外枠として切り出し。
組み上げの都合上、アルミリベット若しくはビス止めして外形を作る。
上部はアルミ板にカーブを付けビス止め。
ガラスは勿論ステンドガラスがいいな。専門店に行くとかなりの種類があり迷う。
淡いグリーンの透明感のあるガラスを選び、店のおねえさんにカットしてもらった。
ランプは自動車用の１２Ｖ電球（３５Ｗ）を２個使う。
給電はＤＣ１２Ｖそのままなので、天井裏を這い専用ケーブルを引いていくが、
狭い空間で硬い体が四苦八苦する。
夕刻を迎え徐にスイッチを入れてみる。太陽エネルギーのもと、仄かな光で外灯が・・・
とりあえず、記念に祝杯をあげる。
実際に使い始めたが、夏は充電も十分なので就寝時間まで点灯しているが、冬はちと厳しい。
2002.11外壁塗装のため一度取り外し補修する。
電源スイッチの接点容量が不足なため、しばし取替えを余儀なくされた。
もう一度補修塗装をして、接点増幅のためリレー回路を増設した。
まだ、エネルギーは余っているようだ。
電話の子機も接ぐ。トイレの換気ファンも廻そうか。
■換気ファン
換気ファンの製作に取り掛かる。
ファンは全自動、光センサーで回り、一定時間で停止にしたい。
市販のＣｄｓのセンサー回路にタイマーとリレー回路を追加してファンをＯＮ／ＯＦＦする。
合板で箱を作ってファンと電子回路を納める。
備え付けの１００Ｖファンを取り外したところに据付。
センサーの感度を調整してテスト、調子よく回ってくれる。
しかしあまりにウッディーなため、壁としっくりこない。どこか浮いている・・
壁を改装しようかな？
自ら発電したエネルギーは、大切に使っている。
これぐらいの負荷で、夏は十分余りある。でも日照時間の少ない冬場や梅雨時は少々きつい。
次のボーナスでパネルを増設したいところだ。
ここは風が強いので風力発電にも挑戦しようと思っている今日この頃。
■ＬＥＤランプ
2001.6
太陽光を室内にどうやったら簡単に取り込めるのか？
以前から思っているが、なかなか名案が浮かばない。
太陽を自動追尾して、鏡で何度か反射させてみるとか。
光ファイバーを束ねて、引き込むのが一番シンプルかなと思ったり・・
折角、太陽光発電しているので今回はＬＥＤ（発光ダイオード）を点灯してみよう。
最近は、かなり高輝度のものが出回っているので期待できるかも。
超高輝度ＬＥＤを４個使い、アームを付けて小さな植物に照射する事に。
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某社のウーロン茶ボトルの上部がランプシェードに丁度良さそう。 |
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2004.1
当時、取り敢えずＬＥＤの試験点灯をしたところ、電圧が高すぎてＬＥＤ焼損。
ずっとホッタラカシだったが、あれからもう２年半が過ぎたんだ。
時の過ぎるのは早いもんだと思いながら、製作再開。
電源ケーブルの処理をどうしようと考えていたが、アームに真鍮細パイプをロウ付けして通すことに。
アームを壁に取り付ける台座を作る。
教訓を生かし、取り敢えず３端子ＲＥＧで電圧を安定化させることにした。
パーツがすべて揃ったので基板に回路を組み、シェード・アーム類を2mmφビスで組み上げた。
トイレの手洗いに苔球を置いて、ＬＥＤ光を照射しようかな・・・
トイレに取り付けて試運転。
仄かな明かりだ。
2004.2
しかし、バッテリーからの給電は電圧が一定しておらず、電圧低下とともにＬＥＤが消灯してしまう。
やはり、定電流を供給すべきだった。ＣＲＤ(15mA)に変更して様子を見ることにした。
小さな鉢に竹炭を使って苔を植えた。おせちの伊達巻の簾を敷いて鉢を載せる。
少しづつ成長している苔が可愛らしい。
■ソーラークッカー
2001.9-10
太陽光だけでなく太陽熱も上手いこと利用したい。
以前、パワー社の製作実例を参考にソーラークッカーを作り始めた。
諸般の事情で製作途中でほったらかしだった。物置に眠っていたそれを引きずり出す。
今回は太陽光を使い深層水から塩を作る予定。
仕様は組み立て式でどこへでも持ち運び可能、組み立て・分解時間は１分以内。
反射板の受光面積は0.85mφだから約0.56u。
まず、反射板を支持するための架台の製作、30mm□の角材を使いそれぞれを蝶番で接続。
そこに24mm□の角材で十字を切って、その上に反射板固定台(500mm×500mmのベニア板)を乗せる。
架台に調整用の横穴を数カ所あけて、十字角材の差し込む位置を変える事で太陽の向きに反射板を正対させる。
角材の角をカンナで落として、着色ワニスを塗りクリアラッカーを吹いて仕上げ。
次は反射板の製作、0.85mφと0.45mφの２つの大小のドーナッツ形を作る。
2mmtの塩ビ板をカットし、ステンレスシートを貼っていく。
ドーナッツはコンパクトに折りたためるように、それぞれ４分割して蝶番で連結。
パーツが揃ったので一度組み上げてみる。
反射板が角度によって架台に当たるので修正予定。
天気のいい日に一度、太陽を受けてみて焦点の調整をしようと思う。
今日はあまりにもいい天気。
１００円ショップで買った小型鍋を蝶ネジで取りつけた。
鍋底を黒の艶消し塗装して効率アップを狙う。
焦点調整はやってないがとりあえず試してみたい。
塩を作ろうと深層水を鍋に入れて、しばらくすると湯気が立ってきた。
やってみて分かったが、以外と太陽の動きが速い。
時々、方向を調整して太陽を追いかけて行く。
近所のおじさんが何ですかそれ？と話しかけてくる。考えてみれば、かなり怪しい行動。
さて、塩の出来具合は・・・
■電池パネル角度変更
2002.12
屋根の補修塗装のため、一時的に電池パネルを屋根から降ろした。
取り付け架台は、約２年間の風雨でかなり錆が進行していた。
夏冬の南中高度の中間を取って、４０°になるように当時は架台を製作したのだが・・
いろいろ調べてみると、どうも３０°ぐらいで良さそう。という事は我が家の屋根の角度とほぼ同じ。
架台は取りやめ、電池パネルに直接ゴム足を取り付け２枚のパネルをボルトで連結して屋根に据えてみた。
ステンの針金で四方へ固定し、ケーブルもフレキの保護管に入れて耐候性を考慮した。
コントローラーに接続すると電流計の針が元気に振れ、久々の晴れ間からの太陽エネルギーを実感した。
■電池パネル設置場所変更
2011.12/23
今年の台風15号は凄まじいものだった。
残念な事に我が家もそれなりのダメージを食らった。
ＴＶアンテナ倒壊、バイク転倒の序に隣のアルファーが傷だらけ。
電池パネルは屋根で風に踊らされ、今にも凧のように舞い上がる寸前だった。
と言うのは、近所のオバハンが２階の窓での目撃談。
幸いにも、最後の踏ん張りで糸が切れた凧となる最悪の事態は避けられた。
が、もう「危険が危ない」と早速屋根から降ろしてしまった。
発電効率を考えると水平に対し30°の角度だが、垂直にしても効率は20%ダウンらしい。
２階ベランダの壁に貼り付けようと画策、ここなら目視点検も簡単だし・・・凧の心配はないだろう。
しかし、壁は石膏ボードなので強度が無い。思案の挙句、
角材で組んだ電池パネル取付枠を壁に固定、枠足は床まで延ばし重量を支持。
6mmφの木ネジで数箇所を固定、意外と手強い作業で腕が筋肉痛。
２枚の共付けした電池パネルにＬ金具を使って取付枠に固定。
パネルの出力ケーブルは、取り敢えず雨対しておく。
2012.1/15
バッテリーは室内を避け、ベランダへ。
ホームセンターで適当なプラボックスを調達。
バッテリーはパナの28Ah×2をネットでプチッ。
換気口に塩ビパイプのＬ形、防虫網は100均の茶漉しを流用。
手持ちの発砲スチロール板で断熱して完成。
序に外灯をＯＨ。
適当に塗装を落として、再塗装。
電球は、代わりにLEDで対応。
風を受けて軽快に回転するプロペラ、長いこと眺めていても飽きる事は無い。
やはり、同じ発電するにしても眺めて楽し蓄電して楽しの２度美味しい風力発電かな。
思い始めて早２０年以上既に経過してしまった。
以前に一度、車のダイナモ発電機用に２ｍ長のプロペラまで作って挫折した事があった。
手始めに小電力でも実際に発電する風車の製作に取り掛かるとしよう。
垂直軸サークル風車(2004.2)/A>
マイクロ・マイクロ風車(2004.9/20更新)
エアーギャップ発電機(2005.4/29更新)
再びエアーギャップ発電機(2012.2/11更新)
■垂直軸サークル風車(2004.2)
Ｐ社の”マイクロ風力発電に挑戦”を読んでいたら、垂直軸サークル風車の記事。
これであればトルクが必要なハブダイナモも廻ってくれそう。
早速、簡単な設計図を元にパーツ作りを始める。
ハブは左右で穴の位置が互い違いなため、同じ位置に３mmφで８箇所づつ穴あけ。
ブレード支持棒の加工、３mmφのステン丸棒(300mm長)にダイスでネジ切りし先をＬ字に曲げる。
この丸棒を放射状に８方向に延ばした先にブレードを固定しよう。
２本のブレード支持棒の先端に固定金具として使う真鍮10mm□棒を加工する。
ブレードの取り付け角度は約１５度にするため、□棒の１面を角度を付けてグラインダーで削り落とす。
２箇所に３mmφのタップを立てて、仮組みして見た。
これならいけるとパーツを揃え組み上げた。
手で回転させてみるが、スムーズな回転にはほど遠い。
製作精度に難があるのと、構造的な欠陥が如実に発覚。
しかも、調節もできない。再考の必要がある、一時断念。
■マイクロ・マイクロ風車(2004.9/20更新)
気を取り直して、構造が簡単な自転車のリムドライブ型の発電機で試作する。
以前に通勤に使っていたマウンテンバイクの廃物利用。
"SANDEN"製、6V-2.4W。現在はJISにより統一されているらしい。
ブレードは素人にも加工の容易なクラークＹ型とする。
600*85*20tのバルサ材を使い、鋸・カッターナイフ・バルサカンナで加工。
縦横のアスペクト比が多少小さいが、起動性能を意識したつもり。
サンドペーパーで仕上げて、保護のため前縁側にガラスクロスを貼り付けた。
問題は発電機シャフト5mmφとブレードの固定方法。
発電機に付いていたローラーを加工して40mmφの円板と溶接して、ブレードに４本のビス4mmφで固定する。
ブレードは全面にFRPを刷毛塗り、ラッカー塗装し水研ぎした。
発電機に取り付けて扇風機の風で回してテスト。
ブレードの幅を広めにしたので起動特性が良い、一度回り始めるとフル回転。
しかし、ブレードと発電機の取り付け用のフランジの製作精度に難があり回転時の振動が問題として残る。
真鍮版3mmtの円板の中心にタップを立てて発電機と固定することにした。
これで製作精度はほとんど問題なくブレードの振れもかなり改善された。
もう１サイズ小さいブレード530*50*15tも試験的に製作。
フランジを作り直して扇風機でブレードの回転テスト。
負荷に高輝度ＬＥＤを接続し点灯させてみた、微小電力ながらオレンジ色のＬＥＤに微笑んでしまう。
水平軸タイプにはアップウインド式とダウンウインド式があるようだが、
いかにも風力発電といった感じのアップウインド式を当然にように選択。
今回は強風時の安全対策として上方偏向スイングを取り入れる。
20mm□のアルミパイプを加工し発電機本体を固定、ベニア板で適当な形に尾翼を取り付ける。
２Ｆベランダの物干し竿の支柱にステンバンドで16mmφアルミパイプを固定し、発電システムを差し込む。
暫し眺めていると程よい風が吹き始め、ブレードが小気味よく回転を始めた。
いろいろとテストの必要がありそうだ。
風が強かった夜にカミサンの非難を浴びる。
プロペラは勢い良く回っているが、カタカタと五月蝿い。近所迷惑この上ないと言うのだ。
見てみると上方偏向スイングシステムが風とのバランスでバタついていた。
しかもスイング部分の蝶番も何やら違う音色で同じく五月蝿い。
このままでは実用不可、スイング部の構造を再考。
蝶番をやめ、真鍮板で両側から挟み込みスイングの支点を得る。
バランス用のウエイトも追加。これでどうだろうか？
風を待ってチェックしよう。
しかし、自転車の発電機でこれほどまで遊べるとは思わなかった。
分譲地にビオトープ、風力発電を設置の新聞チラシ、見学に行く。
風力発電は、電力の木柱に据えられ蓄電して外灯用の電源に使うらしい。
■エアーギャップ発電機(2005.4/17更新)
やはり、発電機も自作したい。
試しにエアーギャップ式に挑戦してみる。ローター側の磁石は８極、ステーター側のコイルは６極で３相発電とする。
磁石は強力なネオジウムに惹かれたが高価なので断念。
フェライト丸型磁石(50φ×10t 表面磁束密度1200G)を１６個Ｎｅｏ Ｍａｇで入手。
ローターの磁石８個を固定するため合板5mmtを250φ円板状に２枚切り出し、周辺にホールソーで50φの穴８個を明ける。
磁石のＮ極側マーキングを確認しながらＮＳ極を交互に並べる、都合円板を２枚準備。
このローターで挟み込むようにステーター側コイルに磁石間で出来た磁束が横切り起電力が発生する筈。
思考は次のステップに向かっていて、懐かしのフレミングの右手の法則を思い出した。
並べた磁石の裏には磁束洩れを防ぐため、3mmtの鉄板を貼り付ける。
いつもの金属材料屋で調達しようとしたが、鉄は錆びるから扱っていないと言う。
その足で紹介してもらった鉄鋼団地の商店へ向かい入手。
おっちゃんは、そんな物何に使うのかと興味津々。加工は筋肉酷使間違いないので後日。
ステーターコイルに使う銅線を秋葉原で購入、1.2φPEW線を2kg 約200m弱か。
コイルを巻くための治具を合板で製作、巻き始めてみるがどうも要領を得ない。
ちと練習が必要か。コイルを固定する枠に80mmφの穴を６個明ける。
■再びエアーギャップ発電機(2012.2/18更新)
製作は途中でほっぽり出したまま、早や数年があっという間に経過。
最近になって『自分で作る風力発電』なる書を読み改めて火が付いた。
ローター用のネオジウムや鉄板、コイル用のPEW線を調達。
コイル巻き用のジグを製作、3tアルミ板を加工して組み上げる。
コイルの巻数をカウントするのは面倒だ。
特に最近は『今、何をしようとしていたんだっけ？』てな始末だし・・・
いろんなシーンで皆さん活用している、100均電卓を使って『なんちゃってカウンター』製作。
ボタン音機能付き、No.8442は音でも確認できて便利そう。
１＋＝の後に＝を押す事でカウントアップ、＝ボタンにリードスイッチをパラ付けする。
裏蓋のビスを外すとフィルム状のペラペラプリント配線、半田付けは断念。
タカチ電機の導電性テープALS-8Tで導電ラインに電線を貼り付けてボディーから引き出す。
リードスイッチに磁石を近づけて動作チェック、完璧だ。
ジグのハンドルに磁石を貼り付けて、リードスイッチも固定する
ハンドルを回してみるとボタン音付きで調子良くカウントアップしていく。
コイルを巻いてみるが、クロスを避けて巻いていくのはなかなか難しい。
140Tとなると集中力を持続することも必要だ。
何とか１つを巻き終えたが、どうかな・・・
形が崩れないように釣り用ラインで３箇所を固定した。
2004.1/18
我が家の近所に風力発電タワーが建設される。
今年になってからトンカチやり始め、ベランダからもその様子が望める。
静岡市が建設するもので中島下水処理場の電力の一部を賄うらしい。
1,500kWのパワーを生み出すプロペラは流石にデカイ。
しかも翼のカーブが機能美に満ち溢れていて流麗なのだ。
２月下旬には竣工するとのこと。
これが完成する前に、我が家の超微力風力発電機を回したかったのだが・・・
目を離したスキにアッと言う間に完成してしまった。
我が家のベランダからも望めるスケールだ。
近くに行って眺めたが、微風でかなりゆっくりと回転していた。
先を越されたのがかなり悔しい今日この頃・・・
2005.1/30
手入れの行き届いた雑木林。
憧れの雑木林を探して西伊豆をうろうろした帰り。
東伊豆を走っていると偶々、風車が目に止まった。
近くまで寄って見る、確かに風通りが良いところだ。
風車越しに伊豆七島のひとつ、利島が望める。
何というロケーション、ここが良いかも・・・
