水力発電で携帯を充電させる方法とは?(DIY自作チャレンジ)

携帯電話を水力発電で充電したい!

今日から「平成」の時代から「令和」の時代に変わりました!
平成の間にインターネットが普及し、携帯電話も1人1台の時代になりました。平成元年(1989年)のインターネット普及率はほぼゼロで、平成8年(1996年)でも約3%でした。平成の時代はデジタル技術が発展しホントに大きく変わりました。これからも未来にはAIやIOTといった技術がさらに進んでいくのは楽しみです。

しかし、これらのデジタル技術は「電気」がなければ動きません!
これからの時代の「電気」は自分で使う分は自分のコミュニティーで確保できるようなる時代にしたいと思います。その電気は石油や石炭のような化石燃料や、原子力ではなく持続可能なエネルギーである再生可能エネルギーで実現したいです。
再生可能エネルギーについての記事はこちら
食料生産に適した「自然エネルギー(再生可能エネルギー)」とは?

しかし、いきなり大きな発電装置を作ることはできません。。。。
そのため、はじめの一歩として今回は「携帯電話を充電できる水力発電装置を自作」していきます。

「自作水力発電装置」の作り方

「自作水力発電装置の仕組み」とは?

水力発電をするためのエネルギーは蛇口から出てくる水を利用します。
お風呂へ給水の水で携帯電話を充電するプランです。
(下記は作成前の手書きのイメージです。)
お風呂の水が給水させる間に、携帯電話が何パーセント充電されたか確認する実験をしました。

↑イメージ:作成前の構造設計)

発電装置の「材料」について

発電装置の材料はこちら。

~アマゾンで購入した材料~
・発電機
・電力変換用のソケット(電圧表示つき)

~在庫またはホームセンターで揃えた材料~
・USB差し込み用の携帯充電コード
・ビニールテープ
・シールテープ
・追加の塩ビ配管資材(13φのねじ込みソケット2つ)
ベースとなる配管資材は以前バブルバス発生装置を自作した時の配管を再利用しました。
バブルバス発生装置の作り方はこちら
自作「バブルバス装置」の作り方!DIYした機械の効果を検証!

発電装置の「作成手順」について

水力発電装置の作成手順は下記の通りです。

①「発電装置」と「変換装置」の接続

アマゾンで購入した発電装置と電力変換用ソケット(USBのコネクタ)へ変換する装置を接続します。
配線を接続した個所は水が入らないようにビニールテープで保護しておきます。
また、発電装置の上下には13φのねじ込みのソケットを取りつけておきます。
ソケットのねじ込み口にはシールテープを張ると水漏れが防げます。

↑写真:配線接続前の様子)

↑写真:シールテープを巻いてる様子)

↑写真:配線とソケットを接続した後の様子)
注意:ソケットの配線が逆だと充電できなくなるので注意が必要です。

②「塩ビ配管の加工」と「装置の組み立て」

塩ビ配管の材料は以前バブルバス発生装置の作成で使用した資材を再利用しました。

↑写真:バブルバス発生装置)

この配管資材を切って、間に発電機を取り付けました。

↑写真:発電装置を取り付けた後の写真)

③出来上がった発電装置を蛇口に取り付け

②で出来上がった発電装置をお風呂給水用の蛇口に取り付けます。
そして、USBコネクタへ携帯電話につないだUSBコードを接続します。

↑写真:完成した発電装置)

そして、充電を開始しました!!

↑写真:勢いの強い水で給水し、充電している様子)

実験結果はどうなったのか?

携帯電話を充電をすることはできました!!
しかし、お湯を給水すると水圧が弱くて電圧が7.0V前後と低い数値になってしまし充電がついたり消えたりして不安定でした。お湯でなく、水を勢いよく給水すると電圧が8.5V前後で安定して充電できました。

結果として、なんとか充電はできたので「水力発電を使っての携帯電話の充電は成功」とします!

まとめ(考察)

今回の実験で確かに水力発電で携帯電話の充電はできました。
この実験は水力発電の勉強にもなるため、お子さんの自由研究にはピッタリです!

しかし、実用性があるかというとちょっと厳しいです。。。
問題点としては下記の3つがあります。

①お湯の水流が弱くて安定した充電ができない。
これは最大の問題で、お風呂のお湯の給水では水流が弱くうまく充電できませんでした。水圧の強い水を勢いよく給水すれば充電できますが水を無駄にして充電するわけにもいきません。。。

②水と電子機器の相性が悪い。
お風呂場で充電をすると湯気による水蒸気や水滴で大事な携帯電話を故障の危険にさらすことになります。日常的にこのスタイルで充電するのは難しいです。(よっぽどコードを延長させてお風呂の外で携帯が充電できれば改善はできますが。。)

③充電効率が悪い。
やはり充電の効率は悪いです。効率的にコンセントに繋いで急速充電した方が良いです。

今回の装置にはいろいろ問題はあり実用化は難しかったですが、今後もこのような実験にはどんどんチャレンジしていきます!!

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