節約能源是21世紀全人類共同的話題,所以只要是綠能相關產品一定會在市場上大賣,此應用於健身車上的自發電機系統,不只是綠能而且還能提供能源給別人使用,可應用在室內健身器材,例如健身車、橢圓機、划船機及踏步機等,除此之外還可應用在小型的風力發電,在國外已有類似的產品出現了,這適合用在家用市場可以與太陽能發電一起使用,絕對是無污染的能源。不需外接市電,腳踩即可發電之健身車,發電可供上錶電力使用也可將電力儲存到儲能裝置(鉛酸電池),將電力儲存以供其他裝置使用(消費性電子產品,MP3、筆記型電腦等)或將電力回饋給台電。現茲將應用於健身車上的自發電機系統與儲能應用技術詳細敘述如下:
發電機是一種機械電能互換裝置,可以是發電機,也可以是馬達,只要所加的電壓大於反電動勢,電流就灌的進去,這時候電流和反電動勢同向,視為馬達模式.如果外加電壓比反電動勢小,那麼電流會流出來反灌回去電變,電變再反灌給電池,產生負轉矩,視為發電機模式,而蓄電池本身是一個電源裝置,考慮到電池能量持續供給的問題,因此充電技術也就成為蓄電池補充能量繼續工作關鍵的所在。充電技巧必須仰賴電源供應器的設計來完成,採取切換式電源供應器做到朝向效率高與低能量切換損失為目標,於高頻環境下的切換式新型充電,以結合傳統的定電
壓(Constant Voltage,CV)與定電流(Constant Current,CC)充電法兩種充電法對蓄電池充電,即可發揮到儲能應用的技術。此定電流/定電壓充電法是結合定電壓與定電流兩種充電法的混合式充電法。同時具有定電壓與定電流兩種充電法的優點,如圖1所示。
圖 1 定電流定電壓充電法
充電時先對蓄電池進行定電流充電,等待蓄電池的端電壓升到所設定的電壓後,再將電路切換到定電壓充電,最後再以浮充模式充電直到充飽為止。此法既有定電壓充電法的安全性,又有定電流的快速充電,可說是一項很好的充電法,但此法的缺點是電路結構性較複雜,成本也亦較高。就如圖2所示,此發電機模式兼儲能應用的系統是具有低轉速時即可產生高扭力輸出,傳統需30RPM以上才可驅動,此系統卻只需20RPM就可驅動,在20RPM即可正常供電可兼作定扭力與定功率控制,其額定發電機400W無需加速度感測開關,同時即時顯示目前扭力及功率並可充分模擬實際自行車的各種坡度騎乘,達到安全自發電同時又兼有蓄電池儲能的效益。
圖2 健身車自發電系統圖