このQ&Aは役に立ちましたか？
電磁誘導で1kw発電させる方法と必要条件
2023/10/19 18:45
- コイルの巻き数、磁石の磁力の強さや大きさ、磁石の動く速さは1kw発電にどのくらい必要かについて調査しました。
- 1kw発電を実現するためには、コイルの巻き数は要件を満たすだけの量が必要です。また、磁石の磁力の強さや大きさは、電磁誘導の効率に影響を与えます。
- 磁石の動く速さは1kw発電に直接関係する要素ではありませんが、1分間に何往復するかは電力の発生に影響を与えます。装置を複数個使用する場合、規模と必要な個数は目的の電力によって異なります。
電磁誘導で1kw発電させたい
2018/04/14 12:33
コイルで巻いた筒の中で磁石を上下に動かす電磁誘導により1kw発電させる場合、
(1)コイルの巻き数はどのくらい必要でしょうか？
(2)磁石の磁力の強さや磁石の大きさ等はどのくらい必要でしょうか？
(3)磁石の動く速さはどのくらい必要でしょうか？例えば1分間に何往復など。
この方法で1kwを発電させることが目的なので
装置を複数個使ってもいいのですが、その場合は
どのくらいの規模の装置が何個くらい必要でしょうか？
ざっくりとした感覚を知りたいのでざっくりとした回答で構いませんのでよろしくお願いします。
回答 （11件中 6～10件目)
恐らく実現可能であろう手段を考えてみました
そのまんま素直に２．５ｋＶＡの発電機を流用する
https://www.monotaro.com/g/00026760/
効率がこれの半分だとすれば、これくらいの十分であろう
これをバラして発電機を取り出して
回転運動するロータを直線運動に改造する
ベアリングを↓に交換すれば可能かな？
https://jp.misumi-ec.com/vona2/mech/M0100000000/M0106000000/
バーチカルツインエンジンの片側シリンダをバラして
http://www.triumphmotorcycles.jp/
ピストンに先の直線運動に改造した発電機を取り付ける
片肺運転でも１２００ｃｃもあれば出力は十分であろう
元々ガソリンエンジンの吸排気工程のポンプ作用は損失以外の何物でもない
発電機に生じるポンプ作用など無視できるほど小さいであろう
あくまで効率とか予算とか無視しての話
まさかトライアンフを本当にバラしてなんて恐れ多い事は、、、、
ただ単にバーチカルツイン構造のエンジンの例として
分かりやすい構造なので
このQ&Aは役に立ちましたか？
この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
(3)再出です。
装置を複数個使う場合、その場合は どのくらいの規模の装置が何個くらい必要でしょうか？
発電式LEDライトを1000個使って、1000人の人が一斉にシャカシャカやれば、1kWの発電
できそうです。NHK番組の大科学実験みたいなイメージでしょうか？
このような原理の発電機では、コイルには磁石が通過する瞬間だけ正負にパルス状の電圧
が発生します。商用交流である50Hzや60Hzや、電池で得られる直流とは異なります。
利用するには、コイルで発生した電圧を整流してコンデンサに蓄え、その上で、交流
50Hz 100Vなど利用しやすい電気に変換する必要があります。
磁石の強さやコイルの巻数などを決めるためには、電磁気学の知識が必要であり、
利用できる電気への変換にはパワーエレクトロニクスの知識が必要です。
1kW発電機の設計は、知的ゲームとしてはとても面白いと思います。
取り急ぎ電気的なことだけ書いてみましたが、難しいのは他の回答者さんもご指摘ですが、
機械的な設計と思います。空気抵抗の問題然り、往復運動に伴う振動を抑制する方法など
考慮が必要と思われることが沢山ありますね。
お礼
2018/04/15 08:27
ありがとうございます。なるほど、ＬＥＤサイズを1000個使えば実現可能そうですね。頑張ります。
上下動で発電って、フリーピストンのスターリングエンジンでも使うのでしょうか？まず、回転運動ではいけない理由があるとしても、必要な電圧も不明で周波数も不明でと不明な点が多すぎます。往復運動をそのまま使って発電するというのは効率的に考えてもかなりロスが大きくなり不利だと思うのですが、往復運動をそのまま使うとなれば、コイル内で磁石を動かすにしろ逆にしろ、磁気的な面を考えると筒状の部品の中を往復させることになるでしょう。内部を真空にでもできるならともかく、大気中でやればポンプと同じで周囲の空気を動かすのにかなりのエネルギーを使われてしまいます。
まぁ、そうしたことを度外視しても、ただ1KWだけでは設計のしようがないでしょう。
お礼
2018/04/15 08:23
ありがとうございます。
漠然と質問で申し訳ありません。
どうしても1kw発電させたいので
真空管にしようと思います。
参考URLに振るだけで発電できるLEDライトの例を示します。
ご呈示の発電コンセプト通りの製品と思います。
電気的なパワーがどの程度か明確な数値はありませんが、白色LEDを1個点灯すること、
30秒振れば20分点灯できるとのことから、この程度の規模で、振っている間は、
1W程度は発電可能と判断していいと思います。
寸法はφ38×L255なので、体積としては、0.3リットルです。
1W－0.3リットルを基準とすれば、1kWの発電をするためには、300リットル程度の
規模が必要となると計算できます。
まずは、このような製品を入手して、分析して、設計の基礎データを構築すれば
よさそうに思います。
お礼
2018/04/15 08:19
ありがとうございます。
ＬＥＤの例とても参考になりました。
他の方もおっしゃるようにかなりの
体積が必要になりそうですね。
発電効率を上げるため、真空管内で運動させたいと思います。
機械的エネルギーと電気エネルギーを効率よく変換させるように発達してきた
ものがモーターです。電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するのが
モーター、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するのが発電機と呼び
ますが、原理は共通で、可逆的な使い方ができます。
参考URLに、汎用モーターの仕様例を示します。
出力1.5kWの外形寸法を参照すると、本体部の長さが約260mm、外径が
約185mm程度です。 体積として、7リットル程度。
出力750Wの外形寸法を参照すると、本体部の長さが約220mm、外径が
約162mm程度です。 体積として、4.5リットル程度。
1kW出力とすれば、5～6リットル程度の体積と考えられます。
前置きはこの程度として、
お問い合わせの発電機では、磁石が作る磁束を、コイルが受け止める効率が
とても悪いと想定されますので、最適な構造の発電機に比べて、10倍以上の
体積が必要と推測します。
極めて荒っぽい推測ですが、100リットル程度の体積の規模になると想定
なさったら如何でしょうか。
お問い合わせの発電機の構造では、実用性は乏しいと思います。
電磁誘導の原理を体験する設備として、科学博物館などで展示することでも
お考えなのでしょうか？
お礼
2018/04/15 08:13
ありがとうございます。
1kw発電するのに100リットルの容量が必要となると確かに現実的には厳しいです。発電効率を上げるため、真空管内で運動させようと思います。
お礼
2018/04/15 12:20
分かりやすい参考例をありがとうございました。
参考URLもありがとうございました。
とても参考になりました。