手回し発電機

質問

手回し発電機を利用した、エネルギー環境学習を準備しています。Webで調べるとほとんどが電球を点けるといった実験内容になっているのですが、小さな家電（例えば小型扇風機）を動かすことは可能でしょうか？　可能であれば、注意点と、またどのような機器が必要かを教えていただけると助かります。

回答No.4

ext

参考サイトを上げます。
「所さんの目がテン」
＜宿題解決！ 発電 の科学 　#445　98/08/16＞

－－－抜粋－－－
小さな発光ダイオードは点けられても、テレビのような家電製品を何とか動かしてみたいというのが人情。そこに、とある情報が！夜な夜なとある公園で自転車を使って発電を行っている人がいるというではありませんか！早速そこに出かけてみると、何とテレビがちゃんと映っているではありませんか！自転車に発電器を取り付け、必死にこいで電気を作り出しているのです。それではいつものように矢野さんも挑戦！ところが・・・なんと１分も持ちません。矢野さんでだめなら、その道のプロ、競輪選手ではどうでしょうか？さすが、テレビは楽勝で動くのですが、掃除機となると、ハンカチ一枚吸い上げるのが精一杯。そこで、人力発電の効率を測定してみます。すると、わずか1.5％ほどしか、人間の力が電気に変換されていないのが分かります。

家電品はＡＣ１００Ｖと電圧が違いますので、途中にインバーターを入れなければなりません。
インバーターは車載用のＤＣ１２ＶからＡＣ１００Ｖのものが使えそうです。
ここで効率が１５％位落ちます。

手回しではパワーが足りませんので、足踏み式（自転車を転用）となるかと思います。
発電機（永久磁石に入ったＤＣモーター、マブチモーター転用可能か？ＲＳ５４０Ｓあたり？。）のシャフトを毎分数千回転させなければなりませんので、ギヤボックス等が必要です。

インバーターにはＤＣ（ＤＣ：直流、ＡＣ：交流）で電源を供給しなければなりませんので直流に直す整流器（ダイオード４つかダイオードブリッジ）が必要です。
また、緩衝用として、この整流器の後に大容量の電解コンデンサー（耐圧５０Ｖ数千ｕＦ）を並列でいくつか入れなければなりません。
条件によっては、発電機の電圧が高すぎて、インバーターに電源を供給する前に定電圧化（レギュレーション）してやらなければならないかも知れません。

自転車のライト用の発電機を数個、後輪につけても可能かと思います。
但し、この場合、発電機を分離するため個々の発電機１個づつに整流回路を入れ、電解コンデンサーで平滑化した上、さらにショットキーダイオードをいれてアイソレート（分離）し複数の電源を一つにまとめなければなりません。
平滑化後のＧＮＤ（－側）は共通にします。

インバーターに供給する電源はＤＣ１２Ｖ±１５％です。
そのためインバーターの過電圧保護を考えなければなりません。
過電圧保護は定格電力の大きい定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）等を考えます。

お礼

実は、同時進行で自転車発電機も現在製作中です。発電機は、自動車のオルタネータを転用しています。
より充実した内容にと、別に手回し発電機の準備を考えていたのです。
自転車発電機作成は現在難航中ですので、この回答内容も参考にさせて頂きます。
ありがとうございました。