Аккумулятор генератор для велосипеда

Содержание скрыть
3 Велогенератор обзор конструкций. Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов Велогенератор 12 вольт постоянный ток на велосипед

Аккумуляторы для электровелосипедов

аккумулятор

Современные технологии активно взялись за электротранспорт. Решая задачи увеличения мощности и надежности батарей, они сделали аккумуляторы для электровелосипедов меньше, легче и надежнее. Такими темпами скоро электровелосипеды займут значительное место в списке транспортных средств.

Различные типы аккумуляторов позволяют достичь разнообразия моделей за счет мощности, емкости, количеству циклов заряд — разряд. Каждый тип занимает свою нишу и позволяет покупателю сделать выбор по цене и назначению электровелосипеда. Мы хотели бы рассмотреть лишь основные виды аккумуляторных батарей для электровелосипеда.

Мощность двигателя определяет напряжение

Основная масса электровелосипедов, представленных на рынке, комплектуются батареями по 24, 36 и 48 Вольт. Напряжение от батареи определяет только возможную скорость велосипеда. Но здесь надо помнить, что производители, обычно, устанавливают ограничения, чтобы не было соблазна превысить скорость.

Аккумулятор 24 В, как правило, устанавливается на модели, где применяется смешанный способ движения: на педалях и электромоторе. Когда нет необходимости длительного движения на электродвигателе батарея в 24 В является оптимальным вариантом по техническим параметрам и стоимости.

Если есть желание приобрести более мощную модель, надо уже выбирать варианты с аккумулятором в 36 В. Электровелосипеды с мощностью двигателя от 250 до 500 Вт комплектуются именно такими батареями. Это позволяет обеспечить скорость, мощность и крутящий момент для более мощных моделей.

Выбор моделей от 500 Вт и более потребует установки аккумуляторов с батареей от 48 В. Это важно, так как слабый аккумулятор, разгоняющий мощный двигатель будет постоянно подвергаться перегрузкам и скоро выйдет из строя. Так что в электровелосипеде все должно иметь необходимое сочетание.

Рассмотрим основные типы батарей для электровелосипеда.

Свинцово-кислотные аккумуляторы дешевле

Данный тип аккумулятора уже редко используется на электровелосипедах, но все же некоторые производители устанавливают на велогибриды данный тип АКБ, чтобы снизить стоимость готового аппарата.

Свинцово-кислотные аккумуляторы – широко используются на грузовых электрических тележках, а также гольф — карах и погрузчиках, так как в них вес аккумулятора не играет особой роли, в отличие от электровелосипедов.

Li-ion или LiFePO4 аккумуляторы легче и надежнее

Li-ion или LiFePO4 аккумуляторы широко используются в современных электровелосипедах и электросамокатах. Главными особенностями литиевых аккумуляторов является: то, что они не имеют эффекта памяти, обязательное наличие системы контроля заряда/разряда батареи (так называемая BMS плата), так же они гораздо легче и компакте свинцово-кислотных или глеевых АКБ.

Ресурс литиевых АКБ составляет 1000 разряд/зарядом либо минимум 3 года эксплуатации, свинцово-кислотных АКБ всего 500 разряд зарядов..

Вообще литиевые АКБ достаточно надежный и неприхотливый, но не любит глубокой разрядки и перепадов температуры, поэтому, когда электротранспорт не эксплуатируется, хранить такой аккумулятор необходимо в помещении и минимум раз в месяц заряжать!

Самостоятельная сборка аккумулятора не вариант

Аккумулятор можно приобрести отдельно для электровелосипеда или любой другой техники, но дело это достаточно дорогостоящее и многие пытаются собрать его самостоятельно.

В случае со свинцово-кислотным АКБ достаточно все просто, подбираем 3 или 4 12 вольтовых аккумулятора в зависимости от мощности мотор колеса и контроллера (36 или 48 В) и производим замену элементов.

С литием все гораздо сложнее, необходимо определиться с элементами батареи. На рынке представлены разные батареи от 60 р. до 600 р. за элемент. Лучшими считаются комплектующие фирм Panasonic, Samsung и LG, но они гораздо дороже китайских элементов, при этом, качество у них выше.

Если все элементы подобраны и собраны правильно, то АКБ будет работать надежно и прослужит не один год.

Надо выбирать проверенную модель

Конечно, если у Вас имеется опыт, и Вы желаете собрать батарею большей емкости, то этот вариант возможен. Но если посчитать затраты на приобретения всех необходимых элементов и оборудования для сборки АКБ, то стоимость может превзойти стоимость готового, а в некоторых случаях нескольких АКБ. Вторым важным параметром будет являться надежность и безопасность. Штатные модели адаптированы под массу условий эксплуатации. На них есть гарантия и возможность обмена. Штатные модели, если правильно подобрать напряжение и емкость не испортят электронику и будут служить долго при правильном обслуживании. И мы рекомендуем обращаться к проверенным продавцам, которые не только проконсультируют, но и обеспечат гарантию.

Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных

Аккумуляторы для электровелосипеда: литиевые против свинцово-кислотных

Когда дело доходит до аккумуляторов для электрических велосипедов, у вас есть два основных варианта: литиевые аккумуляторы и свинцово-кислотные аккумуляторы. Конечно, есть несколько других типов батарей, но основными двумя типами, которые вы увидите повсюду, остаются литий и свинцовая кислота. Конечно, у литиевых и свинцово-кислотных батарей есть свои преимущества и недостатки, и знание различий поможет вам решить, какой вариант лучше подходит для вашего байка.

Литиевые батареи

Есть много различных типов литиевых батарей на выбор. Я дам краткое описание различных типов литиевых батарей для электрических велосипедов, но вы можете получить более подробное описание в интернете, а также плюсы и минусы каждого типа литиевых батарей.

Литий фосфат железа (LiFePO4)

Батареи LiFePO4 являются одними из самых тяжелых и дорогих литиевых батарей, но также являются самыми безопасными и долговечными.

Оксид марганца лития (LiMn2O4) и оксид лития никеля и марганца кобальта (LiNiMnCoO2)

БатареиLiMn2O4и LiNiMnCoO2 относятся к литиевым батареям среднего размера по размеру, весу, безопасности, сроку службы и стоимости. Они являются хорошим выбором почти во всех отношениях.

RC литий-полимерные батареи (RC LiPo)

LiPo — это самые маленькие, самые дешевые, легкие и мощные литиевые батареи. К их недостаткам относятся короткая продолжительность жизни и склонность к возгорания в гигантские огненные шары, если не проводить периодическое (я не шучу, посмотрите короткий видеоклип ниже).

Преимущества литиевых батарей

Теперь, когда мы получили сводку различных типов литиевых батарей, давайте посмотрим, как эти литиевые батареи в целом.

Одним из первых преимуществ литиевых батарей является их небольшой размер. Вы можете поместить много лития на раму велосипеда. Одно это может дать вашему e-bike впечатляющий диапазон. Две или три литиевые батареи средней и большой емкости могут легко поместиться на одном велосипеде, обеспечивая потенциальный диапазон в 160 км или более.

Литиевые батареи, изготовленные специально для e-bikes, часто поставляются с особыми точками крепления для велосипеда, что облегчает их крепление болтами к раме велосипеда, стойке сиденья или задней стойке. Если вы используете литиевую батарею другого типа без специальных креплений, вам, скорее всего, придется положить ее в сумку на велосипеде, что тоже неплохой вариант.

Литиевые элементы также достаточно малы, чтобы позволить вам разместить ваши батареи практически на любом месте вашего велосипеда.Это особенно актуально для людей, которые хотят собрать свою собственную упаковку или использовать литиевые батареи в термоусадке вместо литиевых батарей в твердом корпусе с готовыми креплениями для рамы велосипеда. Это может помочь распределить вес по кругу или спрятать батареи, чтобы сделать велосипед незаметнее.

Литиевые батареи (за исключением RC LiPos) служат намного дольше, чем свинцово-кислотные батареи. Батареи LiPo обычно рассчитаны только на несколько сотен циклов зарядки, но батареи LiFePO4 продолжают работать после тысяч циклов зарядки.Каждый производитель оценивает свои батареи по-разному, но большинство LiFePO4 аккумуляторов рассчитаны на 1500-2200 циклов зарядки.

Недостатки литиевых батарей для электрических велосипедных

Большим недостатком литиевых батарей является то, что они намного дороже, чем свинцово-кислотные батареи. Цены варьируются в зависимости от напряжения и емкости литиевой батареи, но стандартные e-bikes обычно имеют литиевые батареи, начинающиеся с 9000 т.р. и быстро растущие вверх. Большинство велосипедов, имеют литиевые батареи в диапазоне от 16000 до 24000 рублей.

Однако, если учесть более короткий жизненный цикл свинцово-кислотных батарей, они становятся сопоставимыми с литиевыми батареями в течение всего срока службы электрического велосипеда. Например, литиевая батарея может стоить в пять раз дороже свинцово-кислотной батареи, но она также может работать в пять раз дольше, что делает цену примерно одинаковой в течение срока службы литиевой батареи. Вы должны были бы купить по крайней мере четыре свинцово-кислотных аккумулятора (возможно, даже больше) к тому времени, когда ваша литиевая батарея наконец окончательно загнется.

Другим недостатком литиевых батарей, о котором не часто говорят, но который должен быть упомянут, является их вероятность кражи. Литиевые батареи становятся целями для велосипедных воров в результате их небольшого размера и высоких цен. Воры видят легкую цель и достаточный рынок перепродажи, а это значит, что вы должны быть очень осторожны.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Когда речь идет о свинцово-кислотных батареях для использования, вы, как правило, будете искать так называемые «герметичные свинцово-кислотные» батареи или батареи SLA. SLA поставляются в жестком пластиковом корпусе и могут быть безопасно повернуты в любой ориентации без утечки кислоты.Это делает их подходящими для использования на ebike. Свинцово-кислотные аккумуляторы, как и многие автомобильные аккумуляторы, могут протечь опасными кислотами, если их перевернуть на бок или вверх дном. Это делает их не очень простыми для использования на электрическом велосипеде, который с гораздо большей вероятностью может упасть, чем автомобиль.

герметичные свинцово-кислотные электрические аккумуляторы для велосипедов

Свинцово-кислотные батареи намного крупнее и тяжелее литиевых, что ограничивает их размещение на электровелосипедах. Они почти никогда не поставляются в комплекте с крепежом, специально предназначенным для электрического велосипеда. Это означает, что они обычно должны быть в сумке на задней стойке или в корзинах с обеих сторон. Так что с установкой придется подумать, хотя нет ничего невозможного конечно.

Преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов для электровелосипеда

Самым большим преимуществом свинцово-кислотных аккумуляторов является их цена: очень дешево. Свинцово-кислотные аккумуляторы можно купить во многих интернет-магазинах, например у нас:).

Еще одним преимуществом свинцово-кислотных аккумуляторов является их высокий выходной потенциал. Литиевые батареи обычно не любят слишком большой ток. SLA, с другой стороны, могут обеспечить огромное количество тока. Если в планах электрические велосипеды очень высокой мощности, SLA может быть хорошим вариантом.

Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов

Одним из основных недостатков свинцово-кислотных аккумуляторов является их вес. И это основной недостаток. Вам понадобится надежное крепежное решение на транспорте, чтобы выдержать дополнительный вес SLA. Вы также наверняка понимаете, что лишний вес будет негативно влиять на диапазон. Лучший способ улучшить дальность передвижения любого электрического транспортного средства — это снизить вес, и SLA в этом отношении идут противоположным путем.

Другим недостатком свинцово-кислотных аккумуляторов является более короткий срок службы. Большинство из них претендуют более чем на 200 циклов, но на практике многие SLA начинают демонстрировать «усталость» примерно после 100 циклов. Они по-прежнему будут работать, но Вы начнете видеть, как диапазон быстро уменьшается. Если Вы путешествовали по 30 км за один заряд, когда SLA были новыми, через год Вы бы едва могли преодолеть 22 км.

Кто выигрывает? Это зависит от вас

(… Но на самом деле это литий :))

Когда мы проводим эксперименты с некоторыми новыми деталями электровелосипедов и хотим проверить различные напряжения аккумуляторов на разных скоростях, мы часто используем свинцово-кислотные аккумуляторы, тупо дешевле. Затем, когда результаты испытаний свинцово-кислотных аккумуляторов покажут, например, хочет заказчик использовать напряжение 36 В, 48 В или 60 В, мы обязуемся купить или собрать соответствующую литиевую батарею.

Есть только три случая, когда рекомендется использовать свинцово-кислотные батареи вместо литиевых

  1. Выпытаетесь собрать электрический велосипед с очень ограниченным бюджетом;
  2. Вы собираете трехколесный электрический велосипед, который может легко нести SLA без проблем с балансом или стабильностью;
  3. Вы хотите проверить различные напряжения батареи на вашей системе.

В любом другом случае преимущества литиевых батарей значительно перевешивают SLA. Мы надемся, что эта информация поможет Вам сделать правильный выбор для ваших собственных потребностей.

Велогенератор обзор конструкций. Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов Велогенератор 12 вольт постоянный ток на велосипед

Генератор на велосипеде — вещь незаменимая в дали от благ цивилизации. Зарядить телефон, ночное освещение дороги, послушать музыку на ходу, подключить навигатор или GPS-трекер — да, мало ли для чего понадобится электричество в дороге.

СТАРИННЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Школота не помнит о первых велогенераторах появившихся вместе с «Камами» и «Салютами»:

Крепится такой генератор на вилку и прижимается валом к боковой поверхности колеса, за счет чего может выдавать напряжение до 7 вольт и мощность в 5 ватт. Немного, но для фары вполне достаточно. Подключить такой генератор напрямую для зарядки телефона или MP3 проигрывателя не получится, необходим преобразователь который выдаст на выходе стабильных 5 вольт. Короче, без доработки, для современных девайсов он не годится.

Хотя жаль, вещь надежная, сделано на века. До сих пор на блошинном рынке можно купить такой велогенератор в рабочем состоянии. По мощности превосходит даже следующий велогенератор от известного велосипедного брэнда SHIMANO.

ВТУЛОЧНЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Электрогенератор от SHIMANO

достаточно дорогая игрушка. Есть определенные сложности в установке, например нужно переспицовывать переднее колесо для установки такого генератора. Напряжение выдает не стабилизированное, т.е. электронные устройства запитать напрямую так же не получится — нужен
преобразователь напряжения
. А не какой то там, делитель из двух резисторов как пишут в разных некомпетентных источниках.

Велогенератор Shimano AlfineDH-S701 на колесе

Напряжение выдает 6 вольт, мощность 2,4 Ватта. Вполне пригоден для питания фары.

Самый дешевый втулочный генератор SHIMANO

Посмотрите видео о проверке характеристик SHIMANO DH-3N30:

Изобретение Китайского велопрома, появился не так давно. Оригинальная идея снимать энергию с цепи велосипеда и встроенный преобразователь напряжения позволят подключить на зарядку телефон, MP3 плейер или другое устройство расчитаное на питание с USB разъема. Встроенный небольшой аккумулятор позволяет выдавать стабильное напряжение 5 вольт и ток до 1 Ампера.

ЦЕПНОЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР на вилке

Минусы этого велогенератора — дополнительный шум и ненадежное крепление на задней вилке велосипеда.

Посмотрите видео о ЦЕПНОМ ВЕЛОГЕНЕРАТОРЕ:

Схема регулятора с выпрямителем

Нам понадобиться собрать регулятор напряжения, чтобы он не только выпрямлял ток от шагового двигателя, но и регулировал напряжение на выходе, тем самым защищая светодиоды от скачков напряжения при езде. Схема регулятора проста. Выпрямительный мост на диодах и регулятор напряжения на микросхеме LM317. Я все собрал на макетной плате с отверстиями. Просто вставил детали, загнул контакты в направлении пайки и все спаял. Припаял провода и вот мой регулятор-выпрямитель готов. Тумблером можно выключать генератор.

Сборка генератора

Собираем крепление шагового двигателя к колесу. Принцип прост: колесо вертит шаговый двигатель, двигатель вырабатывает электричество. Я долго думал, как реализовать крепление и попроще, и понадежней. Вот что придумал: Я взял крепление от крыла (пыльника, брызговика). К нему прикрутил винтами алюминиевый уголок, немного его подрезав. А уже к уголку прикрепил шаговый двигатель. Все – конструкция проверена, работает нормально. Конечно, желательно чтобы она подпружинила двигатель к колесу, но в принципе, и так вполне нормально. Ах, да. На шаговый двигатель одевается колесико от машинки с резиновой покрышкой. На вал двигателя намотана изолента, чтобы колесико плотно натягивалось на вал. Ничего лучше в голову не пришло.

Крепление регулятора

Я также долго думал где разместить корпус регулятора, куда его прикрепить, ведь он должен находиться в близости шагового двигателя, иначе придется тянуть 4 провода от шагового двигателя. Наконец я придумал и решил закрепить регулятор на стойках на той же планке, где крепиться шаговый мотор. Вырезал из тонкого алюминиевого листва прямоугольник, и привернул длинными болтами через стойки длинной 1 см. Ну а к прямоугольнику прикрепил регулятор.

Проверка работы генератора

Шаговый двигатель что я взял был на 24 вольта. И при нормальной скорости велосипеда выдавал более 30 вольт. Регулятор на выходе выдавал 3,1 вольт. Что вполне нормально. Если вас не устроит это напряжение, отрегулируйте его резисторами 150 и 220 Ом. Вообще можно запаять переменный резистор и настраивать напряжение, как угодно.
Провода от регулятора я подвел к переднему фонарю. Подключил параллельно элементам питания. В итоге, когда велосипед стоит фонарь светит от батареек. А когда велосипед едет – фонарь светит от генератора, а элементы немного заряжаются. В идеале конечно нужно использовать аккумуляторы, но пальчиковые аккумуляторы напряжением 1,2 вольта, фонарь будет гореть тускло. А принципе батарейки можно вообще выкинуть, и фара будет гореть только в движении. В общем кто как хочет.

Существует специальное устройство, которое может вырабатывать энергию питания. Таким аппаратом является велогенератор. Получаемая электроэнергия абсолютно бесплатная. Процесс выработки происходит путем прокрутки педалей. По разновидностям генераторов велосипедного происхождения существует 4 типа:

  • Бутылочный.
  • Втулочный.
  • Бесконтактный.
  • Кареточный.

Довольно тесно и практически неразрывно связано учащенность педалирования с выдачей силы тока, а также напряжения. Данное воспроизведение присуще для всех разновидностей генераторов. Выдается ток велосипедным генератором только переменный. Чтобы был ток постоянный, необходимо установить выпрямительный мост. Он состоит из специализированных ламп диодного происхождения. Или же можно установить выпрямитель из двух полупериодов. Купить генератор на велосипед можно в специальных магазинах, а также на авторынках.

Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов

Как вырабатывать электричество крутя педали? Один киловатт-час стоит 5 центов. Для получения такого количества энергии необходимо вращать педали 10 часов. Нет никакого смысла говорить о промышленных масштабах производства электроэнергии с помощью педальных генераторов. Тем не менее такой способ получения электрического тока требуется достаточно часто, потому что с помощью мускульной силы мы можем вырабатывать электричество где угодно без потребления топлива, днём и ночью. Оборудование дешёвое и практически не требует технического обслуживания.

В основном они требуются в двух случаях:

  1. Для подзарядки батарей для мобильных устройств во время путешествий на велосипеде.
  2. Для выработки как можно большего количества электроэнергии на стационарных педальных генераторах.

Педальные велогенераторы предназначены для получения электричества в отдалённых районах, где неудобно использовать солнечные батареи неудобны. Генератор для велосипеда может вырабатывать до 300 Вт электроенерги (в среднем 40-150 Вт в зависимости от велосипедиста).

В интернете дано много рекомендаций, как своими руками сделать велосипедный генератор, работающий за счёт вращения педалей. Самодельные генераторы не лучший выбор, так как они содержат много редких ненужных деталей или требуют много работы по адаптации генератора к велосипеду, страдают от проблем с трением, проскальзыванием ремня и быстрого износа.

С ростом популярности электрических велосипедов купить педальный втулочный электрогенератор стало проще. Сейчас хороший выбор вело-мотор-генераторов китайского производства, которые уже можно купить менее чем за 100 евро. В них магниты перенесены на ротор, а медная обмотка неподвижна. Достаточно неплохие динамо-машины.

Как правильно выбрать велогенератор.
  • Мотор устанавливается на неподвижный велосипед — это задний втулочный мотор (переднее колесо неподвижного велосипеда не вращается).
  • Для хорошей производительности в моторе должны использоваться современные редкоземельные постоянные магниты, велогенератор должен быть бесщёточной конструкции.
  • Для получения хорошего эффекта инерции, он должен быть тяжёлым и представлять собой электрическое велосипедное колесо.
  • Для уменьшения механических потерь мотор должен быть прямоприводным/не использовать передач на шестерёнках.
  • Чтобы человек мог справится с педалированием в течении длительного времени, мотор должен давать мощность не менее 200 Вт. Чем больше — тем лучше (снижаются потери, возрастает масса).
  • Напряжение мотора должно превышать заданное выходное напряжение, чтобы оно не падало ниже критического значения, даже во время педалирования не на полную мощность.

На рисунке вверху показано внутреннее устройство мотор-колеса, исполненного в виде втулочного генератора на 24 В, 500Вт производства Golden Motor / Jiangsu, заряжающего аккумулятор 12 В.

Установка генератора на велосипед.
  1. Найдите велосипед — любую рухлядь, но с работающими передней осью, педалями, цепью, седлом и желательно задним переключателем.
  2. Замените заднее колесо на втулочный мотор.
  3. Установите велосипед на опору так, чтобы заднее колесо могло свободно вращаться. Также можно подвесить зад велосипеда, чтобы он совсем не касался земли, взять подставку из металлических кронштейнов, установленных на деревянное основание.

Вернуть велосипед в его исходное состояние можно очень быстро — нужно лишь снять с опоры и поставить колесо назад.

Электрическая схема подзарядки аккумуляторов с помощью педального генератора.

Мотор-генератор расположен слева схемы, выходящее напряжении (+/-12 В) — справа. К выходу можно подсоединить любую нагрузку: лампочки, люминесцентные лампы, светодиодное осветительное оборудование, радио, портативное зарядное устройство для мобильного телефона, телевизор, спутниковый ресивер, инвертор. Все подключённые устройства должны быть рассчитаны на 12 В.

Разберём схему более детально. Велосипедный генератор производит 3-трёхфазный переменный ток, который перед использованием необходимо преобразовать в постоянный. Трёхфазный выпрямитель можно сделать из шести диодов или приобрести в готовом виде (используется в ветроэнергетике). Он выглядит как обычный мостовой выпрямитель, только снабжён пятью клеммами вместо четырёх. Выпрямитель должен быть рассчитан не меньше чем на 100 В и 35 А. Каждый из диодов должен выдерживать такое же напряжение, но только половину тока (20 А). Для выпрямителя требуется некоторое охлаждение — поэтому прикрепите его к большой металлической детали.

Выходная мощность выпрямителя не может напрямую подаваться на лампочку или телевизор, так как при педалировании не вырабатывается стабильное напряжение. Оно будет колебаться между нулём и максимумом и может повредить оборудование. Данная проблема решается подсоединением аккумулятора параллельно к выходу выпрямителя, который будет поглощать лишнюю мощность вырабатываемую генератором и заполнять промежутки времени, когда генератор не вырабатывает достаточно мощности или даже останавливается на короткое время. Аккумулятор не обязательно должен быть большим или каким-то особенным — подходит любой свинцово-кислотный аккумулятор. Если он имеет большую ёмкость это тоже неплохо. Можно использовать старый аккумулятор компьютерного ИБП на 12 В 16 А·ч. Для домашнего применения рекомендуются герметичные аккумуляторы, не выделяющие газов.

На схеме есть и другие компоненты. Один из них это плавкий предохранитель, который нужен на случай короткого замыкания. Аккумулятор производит настолько сильный ток, что даже может воспламенится кабель. Рекомендуется кабель 2.5 мм2 и плавкий предохранитель на 30 А. Также на схеме есть два измерительных прибора (нет на фотографии). Один вольтметр (со своим плавким предохранителем) и один амперметр. Несмотря на то что педальный генератор работает и без них, вольтметр крайне рекомендуется ради исправности аккумулятора. Лучше брать цифровой вольтметр. Как только на нём высветится 14 В (для систем на 12 В) нужно прекратить вращать педали. Никогда не превышайте 15 В. Напряжение также не должно падать ниже 10.5 В. Аналоговый амперметр (с нулевой отметкой в середине шкалы) не очень важен, но он показывает идёт ли закачка энергии в аккумулятор (в итоге ведущая к полной зарядке аккумулятора) или потребление (ведущее к разряду аккумулятора). В схеме не может использоваться цифровой амперметр, так как ток меняется слишком часто, что не позволяет стабильно считывать показания. Диапазон амперметра зависит от отводимого нагрузкой тока. Лучше всего купить с диапазоном +/- 20 А.

Взаимосвязь напряжения аккумулятора, напряжения генератора, размеров передней и задней звёздочек.

Напряжения аккумулятора и генератора, размер передней и задней звёздочек влияют на затрачиваемые человеком усилия и его каденс. При правильном подборе данных параметров на выбранной мощности система выдаёт требуемое выходное напряжение при адекватном каденсе (50 — 60 об/мин).

Возрастание напряжения аккумулятора (без изменения других параметров) -> Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание напряжения генератора (без изменения других параметров) -> Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера передней звёздочки (без изменения других параметров) -> Уменьшение каденса и увеличение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности
Возрастание размера задней звёдочки (без изменения других параметров) -> Увеличение каденса и уменьшение затрачиваемых усилий для достижения такой же выходной мощности

Чтобы проверить эту зависимость на практике необходимо установить напряжение генератора выше, чем напряжение аккумулятора, а также попробовать использовать разные передачи (потребуется велосипед с исправным переключателем).

По мере зарядки аккумулятора каденс возрастает и только своевременная смена звездочек переключателем позволяет поддерживать стабильный каденс. Наличие передач также необходимо для индивидуальной настройки педального генератора под каждого отдельно взятого человека.

Технические характеристики системы на базе Golden Motor / Jiangsu: генератор на 24 В, аккумулятор на 12 В, передняя звезда на 42 зуба, задняя звезда на 14 зубьев (18 зубьев, если напряжение аккумулятора ниже 11 В).

Генератор бутылочный для велосипеда

Данный тип генератора называют шинным. По типу он является генератором второстепенного значения. Состоит бутылочный генератор велосипедный из корпуса, который полностью изолированный. Снаружи на нем есть специальный ролик, который предназначен для вращения. Он плотно прикреплен к корпусу, то есть на вилку. Также начинка данного генератора состоит из обычной медной обмотки и магнита. Движение поля магнитного происхождения возникает вследствие контакта ролика с покрышкой колеса велосипеда. Исходя из этого, идет передача энергии от колеса к механике.

Чем быстрее вращается колесо, тем быстрее прокручивается валик на генераторе. Достигается максимальная полярность в самом генераторе, воспроизводится напряжение.

Положительной стороной данного вида генератора является:

  • Небольшая цена относительно других видов.
  • Легкость в установке на велосипед.
  • Аппарат можно без труда отключить или включить, путем отдвижки от велосипеда.

Что касается недостатков, то они не так уж и весомы:

  • Покрышка со временем начинает изнашиваться.
  • Занимает время установка уровня наклона.
  • Появление звука из-за трения об покрышку, особенно при высоких скоростях.
  • Незначительный перекос колеса из-за веса генератора, который колеблется от 200-250 грамм. Это связанно за счет его крепежа на одну сторону.
  • Если дождливая погода, то генератор не работает на полную мощность. Трение по колесу неполноценно из-за скольжения.

Но учитывая данные недостатки и преимущества, то в целом, данный вид генератора вполне эффективен.

Генератор бесконтактный для велосипеда

Производится выдача электроэнергии путем работоспособности бутылочного генератора. Кареточный также выдает ток. По-другому данный вид велогенератора называют динамо-втулка. Название происходит из-за того, что никакого соприкосновения генератора к колесу не наблюдается. Ток появляется в результате тесного контакта обода к генератору. Из-за чего формируется намагниченное поле ободка колеса.

Диод освещения непосредственно установлен в аппарат. Напряжение идет напрямую, без каких-либо дополнительных устройств стабилизации. Положительными сторонами данного аппарата является:

  • Отсутствие факторов трения об колесо.
  • Компактность и маленький вес, до 70 грамм.
  • Кабелей соединения нет.

Фара, которая находится спереди, устанавливается на вилку. Задняя фара – сзади. Исходя из этого, данные фонарики сами по себе самостоятельны. Они горят не за счет аккумуляторов, а за счет прокручивания колеса в поле магнетизма. Качество выдачи освещения на достаточном уровне. При замедленном движении на велосипеде лампочки по идее должны гаснуть, но это не так. Это не происходит из-за того что установлен специальный конденсатор. По сути его можно назвать аккумулятором, который набирает энергию при езде на велосипеде.

Применение электрогенератора

А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни? Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем. Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.

Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта. Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.

Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?

  • Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
  • Двигатель на 12V постоянного тока.
  • Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
  • Брус для подставки 100*50 мм.
  • Диод.
  • Аккумулятор 12V.
  • Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.

Если вы не планируете подключать к этому устройству ничего, кроме лампочки постоянного тока, то без последних трёх пунктов можно обойтись. А для подключения других электроприборов они понадобятся. Причиной этого является неравномерное напряжение, которое будет поступать из генератора (электродвигателя).

Вывод

Использование генератора для велосипеда является выгодным. Во-первых, абсолютно бесплатная выработка электроэнергии. Во-вторых, удобное и комфортное освещение дороги в темное время суток. Велогенератор 12 вольт постоянный ток является удобным в использовании и в легкости установки. Также его практически быстро можно собрать. При транспортировке не занимает много места. Генератор для велосипеда не приносит никакого вреда.

Велогенератор – устройство, которое позволяет получить электроэнергию за счет вращения педалей и передать ее на осветительные приборы велосипеда или сторонние электроприборы. По конструкции велосипедные генераторы делятся на несколько типов: втулочные, бутылочные, кареточные и бесконтактные.

Выдаваемые сила тока и напряжение неразрывно связаны с частотой педалирования – скоростью передвижения. Закономерность справедлива для всех типов генераторов. Велосипедный генератор выдает переменный ток, который стабилизируется в постоянный с помощью моста-выпрямителя. Его роль могут играть спаянные диодные лампы или специальные устройства, например, двухполупериодовой выпрямитель.

Для чего он нужен?

Пожалуй, ни для кого не секрет, что велосипед движется за счет усилий ног, вращающих педали, которые, в свою очередь, приводят в движение колеса. Следовательно, это устройство нужно не для того, чтобы сдвинуть железного коня с места. У генератора в этом случае есть другое назначение. С его помощью работают лампы на фарах, освещающих дорогу.

Это очень удобно, поскольку позволяет обеспечивать энергией фары без зарядного и дополнительного источника энергии. Устройство просто позволяет использовать часть энергии, вырабатываемой велосипедистом во время движения, для того, чтобы поддерживать горение лампы в фарах.

Динамо-втулка как электродвигатель

Динамо-втулка, или втулочный генератор, – обычная со встроенным магнитным механизмом. При вращении образуются вихревые токи, на выходе из втулки механическая энергия преобразуется в ток с заданной силой, напряжением и мощностью. На велосипедных динамо-машинах напряжение достигает 6В, а мощность – 1.8-2 Вт.

Изобретение запатентовано английской компанией Sturmey Archer. В наши дни производство активно поддерживают и другие фирмы-производители – Shimano и Schmidt.

Особенности конструкции втулки-генератора:

  • неподвижный якорь (обмотка) на оси;
  • зафиксированный и вращающийся вместе с втулкой кольцевой магнит;
  • клеммы и двойные провода;
  • высокая масса.

Динамка Shimano AlfineDH-S701

Втулочный источник электричества не использует в качестве заземления велосипедную раму и вместе с лампами изолируется от нее. В двухполупериодовом выпрямителе цепь переменного тока (на выходе) и постоянного тока (к фаре) полностью отделены друг от друга.

Динамо-втулки тяжелые, правда, более легкие магниты редкоземельных металлов и алюминиевая оболочка позволили немного снизить их массу. В работе устройство имеет невысокое сопротивление раскручиванию, а при возрастании угловой скорости усиливается частота тока. Этот эффект сглаживает усиление напряжения и позволяет генератору работать в широких диапазонах скоростей.

Фары, которыми оснащается втулочный генератор, имеют встроенный стабилизатор тока. При подключении другой фары в цепь устанавливается отдельный выпрямитель, чтобы не спалить электроприбор. Яркость фары зависит от ее требований к источнику энергии и, собственно, выходного напряжения втулки. Чем больше несоответствия в меньшую сторону (фара мощнее), тем свет будет тусклее. В противоположной ситуации источник света работать не будет.

Какие бывают?

Среди всего этого множество вариантов можно выбрать несколько основных типов:

  • Динамо-втулочные генераторы;
  • Бутылочные;
  • Беспроводные;
  • Сделанные своими руками.

У каждого из них есть свои отличительные черты, преимущества и недостатки, поэтому будет нелишне обратить внимание на каждый из них в отдельности.

Вместе с тем, даже большой вес можно назвать просто платой за надежность. К тому же, это никак не нарушает равновесия и не создает дополнительных проблем.

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.

«Бутылка» боится падений велосипеда

Преимущества «бутылок»:

  • возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
  • легко установить на любой тип велосипеда;
  • недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

  • весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
  • низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
  • шум, высокое трение на скоростях;
  • износ боковин покрышек;
  • долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Бесконтактный велосипедный генератор

Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.

Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:

  • отсутствие кабелей;
  • нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
  • небольшой вес конструкции – не более 60 г.

Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий

Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.

При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.

Устройство генератора электричества для велосипеда

Если просто объяснить устройство генератора, то это катушка с проводом, которая вращается в магнитном поле статора. По закону Фарадея энергия вращения преобразуется в переменный ток, который подходит для осветительных приборов, но не подходит для других устройств, питающихся постоянным током, поэтому переменный ток выпрямляют с помощью диодного моста и стабилизируют, ограничивая максимальное значение напряжения.

Основной недостаток такого устройства для получения электроэнергии состоит в том, что генератор перестаёт выдавать энергию при полной остановке велосипеда, а также присутствует зависимость уровня напряжения от скорости велосипеда, что создаёт определённые неудобства. По своей конструкции генераторы для велосипеда делятся на виды:

Втулочный внутренний генератор

Генератор для велосипеда встраивается во втулку колеса: переднюю или заднюю. Неподвижный сердечник закреплён на оси колеса, а вокруг него вращается кольцевидный многополюсный магнит. Втулочные генераторы наиболее эффективные и тихо работают, имеют высокую цену.

Внешние генераторы — кареточный

Прикрепляется рядом с кареточным узлом, под нижними перьями рамы. Пружина прижимает ролик к покрышке колеса, которая передаёт ролику вращение.

Генератор на передней вилке

Наиболее распространённый тип генератора. Крепиться к вилке и также за счёт усилия пружины ролик генератора прижимается к боковой поверхности покрышки. Кареточный и бутылочный генераторы плохо работают в условиях большой влажности.

Современные аккумуляторные батареи вытесняют генераторы, благодаря небольшим размерам и способности выдавать большую мощность. Её значение для генератора составляет 3 — 6 Вт, тогда как аккумуляторы небольшого размера выдают до 15 Вт и более. В то же время, если аккумуляторы зарядить не имеет возможности, то генератор всегда выручит.

Также читать на эту тему:

Бесконтактный генератор электричества для велосипеда. Генератор может вырабатывать электрическую энергию, не прикасаясь к колесу, как классические генераторы. На рынке есть некоторые модели, которые также вырабатывают электричество не соприкасаясь с колесом, но при этом на колесе должны располагаться магниты…

Велосипедная фара. Длина луча. Слишком ближний свет не даёт времени оценить опасность и отреагировать на разъезд с препятствием. Слишком дальний свет не позволяет вблизи рассмотреть препятствие, когда оно уже вышло из светового пятна, а также требует использования более мощных источников света…

USB зарядка для велосипеда. Ничего сложного в ней нет, необходимо было только адаптировать уже существующие зарядные устройства к велосипеду. Отличие лишь в том, что домашние зарядные устройства питаются от сети, а здесь электричество вырабатывает генератор велосипеда…

Светодиоды пришли, и победили. Все знают слово светодиод. При его произнесении у обывателя возникают ассоциации с маленькой красной, белой или другого цвета светящейся точкой, которая символизирует, что работает какая-то функция или прибор включен. Но светодиоды бывают разные…

Приложения Runtastic для велосипедистов. Для велосипедистов Runtastic предлагает два приложения на русском языке Roadbike и Mountainbike. В каждое из них включено более 50-ти полезных и нужных функций для любителей и профессионалов велоспорта. Велосипедный компьютер Runtastic может…

Как сделать генератор своими руками

А сейчас попробуем сделать генератор для велосипеда самостоятельно. В качестве основы будем использовать шаговый мотор. Для питания световых приборов понадобится двигатель с характеристиками:

  • номинальный ток – 2.4 А;
  • сопротивление – 1.2 Ом;
  • выдаваемое напряжение – 2.88 В.

Устанавливать динамо-машину следует вблизи втулки заднего колеса. Для передачи вращения от колеса на маховичок (прорезиненное колесико) мотора необходимо передаточное кольцо. Для его создания потребуется гибкая пластиковая лента. Изготовление:

  1. Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
  2. Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
  3. Посадить кольцо на спицы, залить клеем-герметиком прорези с внутренней стороны у каждой спицы.

Когда кольцо готово, на свободные посадочные места к перьям прикручивается шаговый мотор, а маховик устанавливается поверх кольца. Если свободные места для двигателя отсутствуют, нужно будет наварить на раму дополнительную пластину с отверстиями.

Общая схема создания генератора своими руками: генератор – сборка электрической схемы (мосты, резисторы, конденсаторы) – соединение – установка фар.

Для сборки электрического блока на фары понадобятся:

  • светодиоды 1N4004 – 8 шт (мост-преобразователь);
  • стабилизатор LM317T;
  • конденсатор керамический емкостью 1 мкФ;
  • резисторы 240 Ом и 820 Ом для стабилизатора;
  • диод мощностью 1Вт и резистор к нему 110 Ом (0.25 Вт);
  • провода;
  • пластиковая коробка, где все будет находиться.

Собираем компоненты с учетом следующей схемы:

Другой вариант этой схемы:

Устройство и принцип работы


Генератор постоянного тока
Перед тем как изготовить электрогенератор своими руками в чисто домашних условиях потребуется ознакомиться с его конструкцией и разобраться, как он работает. Основой такого устройства является многосекционная обмотка, располагающаяся на неподвижном статоре. Внутри помещается подвижный якорь (ротор), в конструкции которого предусмотрен постоянный магнит. Эта часть генератора посредством специального приводного механизма связана с движителем, приводимым во вращение от ветряка или бензинового двигателя. В качестве привода допускается использовать альтернативные энергоресурсы (вода или тепло, образуемое при сгорании дров, например).


Порядок работы:

  • при вращении ротора его магнитные линии пересекают э/м поле статорных катушек;
  • благодаря этому, согласно закону индукции Фарадея, в них наводится ЭДС соответствующей величины;
  • к катушкам статора подключается нагрузка, переменный ток в которой меняется по синусоиде.

Этот принцип действия распространяется на все образцы электрических машин без исключения (независимо от типа привода).

Эффективно работающий генератор электрического тока, своими руками изготовленный из подсобных деталей, способен решить целый ряд бытовых проблем. Самодельные изделия традиционно используются для выработки электрической энергии, достаточной для питания домашней электросети. Помимо этого от агрегата может работать не очень мощное сварочное оборудование или водяной насос для полива грядок на даче. Изготовленное в виде ветряного генератора изделие допускается эксплуатировать на даче и в походе.

Электроцепь своими руками

  1. Спаять диоды 1N4004 в параллельные мосты.
  2. Припаять конденсатор между «положительным» и «отрицательным» концами схемы.
  3. Установить резисторы и стабилизатор напряжения.
  4. Припаять светодиод (1Вт) и резистор к цепи фары.
  5. Через провода соединить фару с конденсаторами, а затем электрическую цепь с генератором на заднем колесе.
  6. Чтобы отключать лампу даже во время езды на велосипеде, на промежутке между конденсаторами и установить выключатель, который будет замыкать и размыкать цепь.

Самодельный электрогенератор на заднее колесо велосипеда

Корпус с электрической схемой закрепляется на раме велосипеда, провода фиксируем хомутиками.

На последнем этапе проверяется работа системы: колесико должно свободно проходить по колесу и двигаться синхронно с ним. При правильно собранной электрической схеме из конденсаторов, резисторов и мостов-выпрямителей фара включится. Правда, на низких оборотах колеса ее свет будет мерцать.

Велогенератор обзор конструкций. Велосипедный педальный генератор большой мощности для подзарядки аккумуляторов Велогенератор 12 вольт постоянный ток на велосипед

Генератор на велосипеде — вещь незаменимая в дали от благ цивилизации. Зарядить телефон, ночное освещение дороги, послушать музыку на ходу, подключить навигатор или GPS-трекер — да, мало ли для чего понадобится электричество в дороге.

СТАРИННЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Школота не помнит о первых велогенераторах появившихся вместе с «Камами» и «Салютами»:

Крепится такой генератор на вилку и прижимается валом к боковой поверхности колеса, за счет чего может выдавать напряжение до 7 вольт и мощность в 5 ватт.
Немного, но для фары вполне достаточно. Подключить такой генератор напрямую для зарядки телефона или MP3 проигрывателя не получится, необходим преобразователь который выдаст на выходе стабильных 5 вольт. Короче, без доработки, для современных девайсов он не годится.

Хотя жаль, вещь надежная, сделано на века. До сих пор на блошинном рынке можно купить такой велогенератор в рабочем состоянии. По мощности превосходит даже следующий велогенератор от известного велосипедного брэнда SHIMANO.

ВТУЛОЧНЫЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР

Электрогенератор от SHIMANO достаточно дорогая игрушка. Есть определенные сложности в установке, например нужно переспицовывать переднее колесо для установки такого генератора. Напряжение выдает не стабилизированное, т.е. электронные устройства запитать напрямую так же не получится — нужен преобразователь напряжения . А не какой то там, делитель из двух резисторов как пишут в разных некомпетентных источниках.

Велогенератор Shimano AlfineDH-S701 на колесе

Напряжение выдает 6 вольт, мощность 2,4 Ватта. Вполне пригоден для питания фары.

Самый дешевый втулочный генератор SHIMANO стоит от 35$.

Посмотрите видео о проверке характеристик SHIMANO DH-3N30:

Изобретение Китайского велопрома, появился не так давно. Оригинальная идея снимать энергию с цепи велосипеда и встроенный преобразователь напряжения позволят подключить на зарядку телефон, MP3 плейер или другое устройство расчитаное на питание с USB разъема. Встроенный небольшой аккумулятор позволяет выдавать стабильное напряжение 5 вольт и ток до 1 Ампера.

ЦЕПНОЙ ВЕЛОГЕНЕРАТОР на вилке

Минусы этого велогенератора — дополнительный шум и ненадежное крепление на задней вилке велосипеда.

Посмотрите видео о ЦЕПНОМ ВЕЛОГЕНЕРАТОРЕ:

Материалы по теме:

Как проверить и настроить велокомпьютер

После установки и подключения велокомпьютера столкнулся с проблемой, не меняются показания, т.е., не работает датчик который устанавливается на переднюю вилку велосипеда. Ну и по результату моей работы решил.

Я совсем недавно купил велосипед для езды на работу, да и вообще, чтобы кататься и получать удовольствие от велосипедных прогулок. Для безопасности я включаю передние и задние фонари, чтобы участники дорожного движения меня лучше замечали. Мои светодиодные фонари работаю от двух пальчиковых батареек «АА». И заряда хватает всего на 4 часа езды. Собственно, это и натолкнуло меня задуматься о приобретении велосипедного генератора, который смог бы питать все фонари.
Я ничего не нашел в магазинах. Все фонари предлагают с питание от батареек. Тогда я решил сделать генератор для велосипеда сам, из того что под руку попадётся так сказать.

И тут я вспомнил, что как-то делал генератор из шагового двигателя. Решил повторить задумку. Но где взять шаговый двигатель? Они есть почти что во всей оргтехнике. Я полез в кладовку и нашел там старый принтер. Естественно в нем стояла пара шаговых двигателе. Я взял одни, больше мне не надо.

Что понадобиться ещё для генератора?

  • — Шаговый двигатель от принтера или другой техники.
  • — 8 штук диодов, любых, на ток 0,5 —
  • — Регулятор напряжения LM317 –
  • — Радиатор для LM317 —
  • — Макетная плата —
  • — Переключатель –
  • — Корпус для регулятора —
  • — Провода.
  • — Крепление от крыла.
  • — Колесико от машинки.

Схема регулятора с выпрямителем

Я все собрал на макетной плате с отверстиями. Просто вставил детали, загнул контакты в направлении пайки и все спаял. Припаял провода и вот мой регулятор-выпрямитель готов.

Тумблером можно выключать генератор.

Сборка генератора

Крепление регулятора

Проверка работы генератора

Провода от регулятора я подвел к переднему фонарю. Подключил параллельно элементам питания. В итоге, когда велосипед стоит фонарь светит от батареек. А когда велосипед едет – фонарь светит от генератора, а элементы немного заряжаются. В идеале конечно нужно использовать аккумуляторы, но пальчиковые аккумуляторы напряжением 1,2 вольта, фонарь будет гореть тускло. А принципе батарейки можно вообще выкинуть, и фара будет гореть только в движении. В общем кто как хочет.

Многие из нас, наверное, задавались вопросом: вот если бы к велосипеду приделать генератор, то сколько электроэнергии можно выработать? А учёные уже давно подсчитали — велосипедист в зависимости от уровня подготовки может выработать от 0,15 до 0,25 КВт/ч.

Хотя есть и рекорды. В ходе одного из испытаний удалось выработать 12 КВт/ч за 24 часа. Но это не предел, компания Siemens заявила, что создала установку при помощи которой человек за час смог получить 4,2 КВт/ч. А вот 62-летний изобретатель Manoj Bhargava собрал уникальный велотренажёр. Занимаясь на нём всего один час можно обеспечить электроэнергией небольшой дом на целые сутки. Учёный надеется, что Free Electric (так он назвал своё изобретение) поможет решить проблемы с электроснабжением в странах третьего мира. Посмотрим видео о нём:

Теперь посмотрите на фото ниже. Как думаете, чем занимаются эти люди?

Это заключённые, нарушители порядка колонии, в одной из бразильских тюрем вместо карцера вырабатывают электричество. Они заряжают аккумуляторы, которые ночью используются для питания осветительных фонарей города Santa Rita. А идея взята начальником этого заведения в женской тюрьме Феникса (штат Аризона, США). Там осуждённые крутят педали по 16 часов в сутки и это им засчитывается за сутки отсидки. Таким образом они сокращают себе срок.

Применение электрогенератора

А где можно применить велосипедный электрогенератор в нашей обычной жизни?
Можно, например, заряжать телефон занимаясь спортом по утрам. Ну и правда, почему бы не тренироваться и экономить электроэнергию в то же время? Замерьте, сколько времени потребуется, чтобы зарядить свой сотовый. Попробуйте запомнить время и пытаться побить его в будущем.
Можно совместить, так сказать приятное с полезным — посмотрите, сможете ли вы генерировать столько энергии, сколько потребляет блендер. Тогда вы сможете приготовить себе спортивный коктейль.

Если у вас есть технически смелый ребёнок, то почему бы ему не заняться воплощением этой идеи в жизнь просто ради опыта.
Включите свою фантазию и может вам придут в голову ещё какие-то забавные идеи.

Не исключено, что вы захотите воплотить свои задумки в жизнь. Что для этого понадобиться?

  • Велосипед. Для этих целей отлично подойдёт старый, давно не используемый или валяющийся без дела.
  • Двигатель на 12V постоянного тока.
  • Клиновой ремень, для соединения заднего колеса с двигателем.
  • Брус для подставки 100*50 мм.
  • Диод.
  • Аккумулятор 12V.
  • Инвертор, преобразующий постоянный ток 12V в переменный 220V.

Если вы не планируете подключать к этому устройству ничего, кроме лампочки постоянного тока, то без последних трёх пунктов можно обойтись.
А для подключения других электроприборов они понадобятся. Причиной этого является неравномерное напряжение, которое будет поступать из генератора (электродвигателя).

Как сделать электрогенератор

Приступаем. Выкладываю две схемы для сравнения. На первой педальный генератор может питать только лампочки постоянного тока, а на второй может полноценно работать с приборами, рассчитанными на 220V переменного тока. Выбираем схему.

Здравствуйте, дорогие соратники! Предлагаю вашему вниманию экологически чистый источник электроэнергии.
По роду своей деятельности мне неоднократно приходилось решать задачи энергообеспечения удалённых объектов. Однако применяемые методы по финансовым соображениям для меня не приемлемы. Остаётся опыт.
Планируя резервирование электрообеспечения своего «объекта» я исходил из доступных мне технических и финансовых возможностей: когда кончится электричество в одном фидере я переключаюсь на другой (АВР), накроется вся внешняя сеть – есть бензиновый генератор, закончится горючее (ну, или для его экономии) – солнечные батареи. В качестве резерва – 6 штук разномастных аккумуляторов от автомобилей («паспортной» ёмкостью от 44 до 115 А*ч). Ёмкость у них конечно уже не та, что в молодости, но для малых нагрузок – вполне пойдут (использую так же в качестве пусковой батареи для реанимации замёрзших авто).
Минимальная суммарная мощность потребителей зимой – 100 Вт (котловая автоматика, циркуляционный насос и 2-3 LED-светильника). В случае острого дефицита бензина одной солнечной благодатью я столько не обеспечу (короткий зимний день + снег). Ну, или надо увеличивать площадь солнечных батарей (дороговатое удовольствие).
Идея создания простого резервного источника электричества «из того, что под рукой» была давно. Вкладывать немалые по моим меркам деньги в то, что может никогда не понадобиться, я считаю не разумным.
Итак имеются: б/у автомобильные аккумуляторы в ассортименте, б/у генератор 80А (от десятки ВАЗ, менял с своё время на более мощный), велосипед сына. И ноги. Ну, и конечно, руки.


Сын сделал из кусков фанеры подставку под заднее колесо. Гайки оси заднего колеса заменили на «пэги» (опоры для ног, используются при выполнении велотрюков). С помощью кусков металлического профиля и шпильки М8 закрепили на заднем колесе генератор. Подключили батарею и начали её заряжать.


Ага! Щаз! Силы не хватает. Начал разбираться и считать. Реле-регулятор держит (старается) 14,5 В, зарядный ток АКБ – 4-5А. Итого больше 70 Вт. С учётом потерь педали-цепь-покрышка-шкив надо, наверное ещё столько же. Вики сообщает, что это малореально – я ни разу не спортсмен.
Надо как-то уменьшать мощность. Зарядный ток зависит от конструкции (размеров) аккумулятора, тут ничего не изменишь – используем то, что есть. Остаётся напряжение. Вспоминаю, что в мототехнике было 6 Вольт. Снять с 12-то вольтового генератора 6 вольт можно, используя подходящее реле напряжения вместо штатного автомобильного. А 12-ти вольтовую батарею заряжать за два захода, «разделив» её пополам. Это позволит вдвое уменьшить усилие на педалях за счёт двойного увеличения времени их вращения.
В использованном мной аккумуляторе перемычка между третьей и четвёртой банками находится как раз под пробкой (если помните раньше перемычки были снаружи, сейчас встречал такие только на грузовых). Нашёлся 100-мм саморез, испачканный в силиконе (прочищал носик пистолета), Силикон – защита железного самореза от кислоты, вернее наоборот – электролита от посторонней железяки. Медленно, аккуратно, с усилием закрутил его в перемычку (тут главное не перестараться и не прокрутить насквозь – можно замкнуть пластины в этой банке) и получил третий контакт. Надо помнить, что он является плюсовым, если работает в паре с штатным «минусом» и минусовым, если в родным «плюсом».


Переделал штатное реле-регулятор в простой щёточный узел (откусил ножки реле, припаял провода), установил РР1 от ИЖака и процесс пошёл! Мотоциклетное реле держало напряжение не выше 7,5 В (среднее ок. 7 В), средний ток заряда ок.4 А. Усилие на педалях нормальное, для моего не тренированного организма. В общем, всё работает.
Однако, как нас учили на занятиях по МЛ-философии: практика – критерий истины! Необходимо оценить практическую ценность этого источника энергии. Методика оценки была предложена следующая: контрольный аккумулятор подключается к аварийному освещению пока последнее не погаснет. После этого батарея заряжается педальным способом в течении одного часа и вновь подключается к освещению. Отношение времени зарядки к времени работы освещения может являться параметром оценки эффективности системы.


Система аварийного освещения – светодиодные ленты (остались от ремонта квартиры) общей длиной 5,7 м, приклеены к направляющей кран-балки. Рабочее напряжение от 12,5 В до 8 В (среднее 10 В), ток 0,8 А. Средняя потребляемая мощность 8 Вт. Если принять, что из генерируемой мощности 28 Вт (7 В * 4 А) удастся «запасти» 20 Вт ожидаемое время работы системы аварийного освещения ок. 2,5 часов.
Предварительно разряженный (до 7,5 В под нагрузкой светодиодной лентой) аккумулятор заряжался 40 минут. Педали крутили по очереди с сыном по 5 минут – не лёгкое дело оказалось. 20 минут одну половину батареи и 20 минут другую.


После чего подключили к нему аварийное освещение и начали ждать. Тут меня ждало горькое разочарование – мои расчёты оказались не верны. После двух с половиной часов поехали домой, оставив светодиоды включёнными. Утром, через 12 часов заехал проверить – светятся, заразы. Ещё через 8 часов уже почти не светились – напряжение под нагрузкой упало до 7,5 В.
В общем, после 40-минутной подзарядки велогенератором время работы составило около 20 часов. Где-то я ошибся  Но главное – результат достигнут. Имея подобный аппарат можно обеспечить себя электроэнергией, достаточной для скромного освещения и работы не очень мощных приборов. Час велотренажёра – сутки со светом
Практические советы для желающих повторить опыт:
Сильно желателен велосипед с переключением скоростей – начнёте вы на одной скорости, заканчивать будете на другой.
Поменяйте покрышки на колёсах местами. Задняя покрышка имеет развитой протектор, по которому скачет шкив генератора, постоянно подпрыгивает и теряет привод.
Не используйте полупроводниковое реле-регулятор – обмотка возбуждения автомобильного генератора рассчитана на большую мощность, нежели выходной каскад мотоциклетного реле. Я таким образом сжёг релюху от Явы.

Необходимо контролировать процесс зарядки по вольтметру (напр. не менее 6,5-7 В), амперметру (± тока) или по контрольной лампочке (некоторые реле позволяют установить её).
Если остановились отдохнуть – снимите клемму с аккумулятора, разрядка через реле с генератором довольно быстро сожрёт ваши труды.

Мотор-генератор расположен слева схемы, выходящее напряжении (+/-12 В) — справа. К выходу можно подсоединить любую нагрузку: лампочки, люминесцентные лампы, светодиодное осветительное оборудование, радио, портативное зарядное устройство для мобильного телефона, телевизор, спутниковый ресивер, инвертор. Все подключаемые устройства должны быть рассчитаны на 12 В.

Разберём схему более детально. Велосипедный генератор производит 3 — фазный переменный ток, который перед использованием необходимо преобразовать в постоянный. Трёхфазный выпрямитель можно сделать из шести диодов или приобрести в готовом виде (используется в ветроэнергетике). Он выглядит как обычный мостовой выпрямитель, только снабжён пятью клеммами вместо четырёх. Выпрямитель должен быть рассчитан не меньше чем на 100 В и 35 А. Каждый из диодов должен выдерживать такое же напряжение, но только половину тока (20 А). Для выпрямителя требуется некоторое охлаждение — поэтому прикрепите его к большой металлической детали.

Выходная мощность выпрямителя не может напрямую подаваться на лампочку или телевизор, так как при педалировании не вырабатывается стабильное напряжение. Оно будет колебаться между нулём и максимумом и может повредить оборудование. Данная проблема решается подсоединением аккумулятора параллельно к выходу выпрямителя, который будет поглощать лишнюю мощность вырабатываемую генератором и заполнять промежутки времени, когда генератор не вырабатывает достаточно мощности или даже останавливается на короткое время. Аккумулятор не обязательно должен быть большим или каким-то особенным — подходит любой свинцово-кислотный аккумулятор. Если он имеет большую ёмкость это тоже неплохо. Можно использовать старый аккумулятор компьютерного ИБП на 12 В 16 А·ч. Для домашнего применения рекомендуются герметичные аккумуляторы, не выделяющие газов.

На схеме есть и другие компоненты. Один из них это плавкий предохранитель, который нужен на случай короткого замыкания. Аккумулятор производит настолько сильный ток, что даже может воспламенится кабель. Рекомендуется кабель 2.5 мм2 и плавкий предохранитель на 30 А. Также на схеме есть два измерительных прибора (нет на фотографии). Один вольтметр (со своим плавким предохранителем) и один амперметр. Несмотря на то что педальный генератор работает и без них, вольтметр крайне рекомендуется ради исправности аккумулятора. Лучше брать цифровой вольтметр. Как только на нём высветится 14 В (для систем на 12 В) нужно прекратить вращать педали. Никогда не превышайте 15 В. Напряжение также не должно падать ниже 10.5 В. Аналоговый амперметр (с нулевой отметкой в середине шкалы) не очень важен, но он показывает идёт ли закачка энергии в аккумулятор (в итоге ведущая к полной зарядке аккумулятора) или потребление (ведущее к разряду аккумулятора). В схеме не может использоваться цифровой амперметр, так как ток меняется слишком часто, что не позволяет стабильно считывать показания. Диапазон амперметра зависит от отводимого нагрузкой тока. Лучше всего купить с диапазоном +/- 20 А.

Источники:

https://knr24.ru/interesno/akb_dlya_elektrovelosipeda
https://natoke.ru/articles/48-akkumuljatory-dlja-elektrovelosipeda-litievye-protiv-svincovo-kislotnyh.html
https://hobbinamillion.ru/remont-prosto/velosipednyj-generator.html
https://hasortewondo.ru/velogenerator-obzor-konstrukcii-velosipednyi-pedalnyi-generator/

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector