我目前正在研究一个项目的可行性，其中包括需要从风能中获取一些能量。发电机和风扇的尺寸常数约为2“ x2” x2“。最终目标是对电容器进行trick流充电，然后将其用于极低功率的无线应用中。2-3.3v是目前有2个问题，我认为它们有足够的相关性，可以放在一个问题中：
我知道一个简单的小型直流电动机可以用来产生一些功率，但是我的直觉告诉我，直流电动机的效率不如专门为此目的设计的设备。我的直觉正确吗？如果是，此设备的名称是否有特定名称？我知道它是一个生成器，但是这个名称是如此广泛，以至于找不到与小型应用程序相关的任何东西。
如何根据风速估算可以获取的能量？我意识到有很多因素会影响此计算，但是我只是想确定一些粗略的数字。
Answers:
小型直流电动机通常*可以直接工作或可以工作，但可能不是最佳选择。直接产生直流电的设备通常称为“发电机”，而直接产生交流电的设备称为交流发电机。
发电机实际上是一种交流发电机，在交流发电机中，内部产生的交流电通常通过使用机械“换向器”整流-一端装有“铜”“段”，并带有电刷。每个段都连接到一个或多个绕组的末端，以便可以访问产生的电压。电刷的排列方式应使给定的“电刷”始终与相同极性的线圈对接。当绕组的极性随着转子的转动而变化时，将不同的电刷接触放置，以使输出极性保持恒定。换向器的作用与二极管整流桥相同。
一类称为“无刷直流电动机”（BLDCM，BLDC等）的直流电动机，其中的开关是通过电子设备（通常是晶体管）来进行的。在某些情况下，可以通过正确地驱动开关电子设备来将它们用作发电机，但是使用BLDCM作为电能产生器的通常方法是绕过开关并直接连接到绕组并将其用作交流发电机。
因此，交流发电机是您通常最终会用作发电器的发电机-特殊缠绕*或基于BLDCM（或者在非常特殊的情况下，基于已被逻辑上翻转的电刷电动机-现在暂时忽略）： -））。* BLDCM将针对电机使用进行优化。
在某些情况下，可以通过倒带进行更适合交流发电机需求的设计。与原来相比，更细的导线匝数更多时，每RPM会产生更多的电压。此处不适用，但作为示例，RC模型社区以较大直径的导线绕LESS匝数远的绕制CD电动机来制成大电流高功率紧凑型电动机。
取决于最初的状态，从星号重新排列为三角形将产生每rpm更低的伏特，但更大的电流和从星号重新排列为星号将产生相反的电压。
如果足够关注每匝的最大电压或每台交流发电机尺寸的功率，则替换现有的通常与高性能稀土磁体一起使用的环形磁体将可显着提高性能。
最初，提供一个真正想要的东西和可用资源的良好描述将比尝试详细分析到目前为止所写的东西有用得多。
如果这是一项或几项工作，则可能最好寻找合适的BLDCM并卸下开关电子设备。通常很容易做到。根据功率级别，您可能会发现CD电动机适合您。这些通常是可用的（通常在已损坏的CD驱动器中免费提供。它们可以按原样使用或倒带以更好地满足需要。倒带并不特别困难。请在适当时对此进行评论）。
更大的挑战可能是从可用的“风”中获取能量。您需要多少电量？您的环境是什么？您有安装位置的自由吗？室内还是室外，即风源是什么？这会暴露在室外阳光下吗？
如果需要，可以从第一原则中得出以下内容。以V速度通过单位区域A的空气的可用功率为
Z是效率％<= Z <= 100（实际上<〜= 59）A =以米为单位的面积^ 2 V =以米/秒为单位的速度
在非管道系统中，可以证明Zmax约为59％（贝兹极限），在管道系统中可能更高。
功率随速度增加而增加。出于各种原因，大多数风力涡轮机（WT）均针对约10 m / s的峰值性能进行了优化，如有需要，可以进行讨论。这意味着在1 m / s时，它们仅产生1/1000的额定功率，在2 m / s时仅产生1/125的额定功率，甚至在5 m / s时也仅产生1/8的额定功率。[[编辑：请留下分数，如图所示]]。
插入数字将显示按照大多数标准，2“ x 2”的风力涡轮机面积将提供极低的功率。对于您来说这是否足够取决于您的应用和可用的风速。
2“ x 2” = 0.00258 m ^ 2 !!! 约1/400平方米。
因此功率= 0.6 x 0.00258 x V ^ 3 x Z瓦特=〜1.55 x ZV ^ 3毫瓦
注意* 毫 *瓦。
在实践中，效率不难达到10％，细心就可以达到20％，可以做到30％，英勇达到40％。使用20％的效率可能是一个好的开始。
因此可达到的功率= ~~ 0.3毫瓦x V ^ 3
在10 m / s时，0.3瓦或300毫瓦=可以接受。
在5 m / s = 39 mW时
在4 m / s = 20 mW时
在3 m / s = 8 mW时
在2 ms / = 2.5 mW时
在1 m / s = 0.3 mW时
以上任何一项是否可接受取决于可用的风速和所需的能量水平。注意，在极低的速度下，WT可能由于“显着性” /齿槽效应和静摩擦而无法启动。需要以非常低的风速启动的系统在设计时需要特别注意。
如果这是一个有良好风的露天场所，那么您期望的平均速度为每秒几米。随地点和情况的不同，变化范围非常非常大。在现实世界中，平均时间，典型时间，大于x％的时间百分比等速度由Weibull分布描述，在确定适合您的情况时可以而且很有趣。
如果您需要动力并具有安装灵活性，那么您需要高度，没有湍流和与其他物体的间隙。网络上有大量的资料。如果您没有灵活的安装位置，则需要查看上面的功率水平以及您所在位置的速度分布，并确定是否适合您。
如果这是户外场所，则太阳能电池板可能会更好地满足您的需求。一个2“ x 2”的现代高效面板在充满阳光的情况下将产生约300 mW的功率。
我可以写一个星期左右的时间:-)-让我们得到一些反馈，看看哪个方向最有用。一旦完成此问答，您可能想与我联系以讨论实际实现。如果需要，可提供更多服务。
风带
如果它看起来像是一个有用的补充，我会注意到的。可能是，但不幸的是，可能不在此阶段。如果它看起来有用并且具有成本竞争力，我将热衷于使用风带技术。到目前为止，似乎既不除外也许在一些非常非常小众的应用程序。
可以看到，可用的演示模块在现实世界中的性能比我上面声称的中等尺寸系统的性能低5％-即，您可以实际购买的产品远低于替代系统的性能，而事实却是它所声称的。 。
Windbelt [tm]有它的位置，并且是一个聪明的主意，但是不幸的是，大量的垃圾和许多虚假的主张已经提出并继续提出。与其他系统相比，关于效率的说法要么是“纯属错误”，要么是基于从未解释过的特殊情况，在任何情况下都是可疑的。
风带促销文献声称它们的效率比微型涡轮机系统高10到30倍。给定〜= 60％的最大可能效率（贝兹极限），声称的效率比微型涡轮机高10到30倍，这表明如果说风带为30％，则uT的效率为1％-3％。
这是一个现实世界中的悍马微带 ，其面积与上述的非常相似，但是交流（不是直流）能量输出比我上面给出的保守示例低20或30倍）
Wind Turbine versus / Windbelt claimed milliWatts
1 m / s ..... 0.3 /-
2 m / s ..... 2.5 /-
3 m / s ..... 8 / 0.1
4 m / s ..... 20 / 0.5
5 m / s ..... 40 / 1.5
10 m / s ..... 300/8
如果您允许我的计算出的数字高出10倍（效率为2％，而不是20％），则风力涡轮机（又称适中尺寸的风扇）与公布的风带结果相比将更为有利。
自最初发布以来，已经有足够长的时间了，您希望可以看到一些实质性的实际产品。您确实可以购买一些小型的演示装置，例如上面列出的10 m / s的8 mW装置。但是成本比2美元/瓦更接近20,000美元/瓦。看一下“即将到来”的网站，可以看到日期已经过期。更可耻了。非常欢迎突破这一突破。但遗憾的是，这项技术似乎不会在短期内交付。关注此空间 ：-）。
肖恩·弗赖恩（Shawn Frayne）阐述了他的发明-带有视频
可以用DIY LED为风带供电 -但要注意光圈大小。
