Велогенератор своими руками

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.