컴퓨터 쿨러 풍력발전기 만들기

컴퓨터 쿨러를 이용해서 풍력발전기를 만들어봤습니다

먼저 컴퓨터 쿨러의 원리를 정리하면

컴퓨터 쿨러는 BLDC 즉 브러시가 없는 직류모터의 종류입니다

BLDC 모터 중에서도 홀 센서 들어있는 모터 홀 센서가 없는 모터 크게 두 종류로 나뉘는데

컴퓨터에 달려있는 쿨러 모터는 홀 센서가 달려있습니다

홀 센서는 자석의 극성에 따라 신호를 주게 되고 이 신호를 이용해서

코일에 순차적으로 전류를 흘려주게 되는데 이를 통해서 연속으로 회전하게 되는 것입니다

홀 센서가 없는 경우 쿨러가 조금 회전하다가 금방 멈춰버립니다

 

여기에서 어떻게 컴퓨터 쿨러가 풍력발전기로 만들어지는가

 

답은 코일에 전류를 순차적으로 줄 때 회전하는 것을 역 이용하는 것입니다

BLDC 모터인 경우 직류를 교류처럼 코일에 전류를 넣어주면 브러시가 없어도 회전하게 되는 모터입니다

이걸 역으로 외부에서 힘을 가해 회전을 시킨다면

컴퓨터 쿨러 내부에 있는 회전하는 자석에 의해 자기력선이 생기게 되고

자석의 극성도 계속 바뀌기 때문에 전자기 유도현상이 발생하므로 코일에 전류가 흐릅니다

코일의 전류도 마찬가지로 극성이 계속 바뀌므로

최종적으로 나오는 전기는 교류입니다

 

교류를 정류해서 직류로 만들 수 있지만

테스트용이므로 LED를 이용하여 간단하게 실험했습니다

더러운 쿨러

쿨러 제목은 더러운 쿨러이지만 구석에만 있어서 먼지만 조금 쌓인

비교적 깨끗한 쿨러입니다

 

사진에 나와있는 쿨러와 같은 방식 컴퓨터 쿨러라면 풍력발전기를 만들 수 있습니다

요즘 나오는 쿨러는 날개를 분해할 수 없는 형태이기 때문에

예전에 만들어진 쿨러 아니면 저가형

슬리브 베어링 방식

쿨러로 만드시는 것을 추천드립니다

고무마개 제거

먼저 이렇게 쿨러에 있는 고무마개를 제거합니다

 

고무마개를 제거하면 날개를 고정하는 하얀색 핀이 있습니다

이것 또한 제거해서 날개를 분해합니다

날개분해한 쿨러

날개 분해한 쿨러입니다

 

사진에 보시면 오른쪽 아래에 쿨러 날개를 지지하는 작은 핀이 있고

쿨러 본체와 날개 부분으로 구성되어 있습니다

 

이번 풍력발전기에 가장 중요한 부분은

쿨러 본체 가운데 있는 코일 부분입니다

 

[자석은 어디 있나요?] 이런 질문을 예상해볼 수 있는데

자석은 쿨러 날개에 들어있습니다

쿨러 코일부분

쿨러 코일 부분입니다

 

코일 부분을 보면 L1 글자와 L2글자가 보일 겁니다

이 글자들의 의미하는 것은 코일의 단자가 이 위치에 납땜되어있다는 의미입니다

그러므로 L1와 L2글자를 기준으로 작업을 해야 됩니다

 

L3단자도 있지만 3 상교류는 이번 실험에서는 필요하지 않으므로

L1단자와 L2단자를 이용하여 단상교류를 만들 것입니다

교류를 직류로 정류해서 만들 때는 L3단자도 활용해 3상 정류 회로를 거쳐 정류하는 방법이 좋습니다

쿨러 구멍뚫기

코일의 L1단자와 L2단자를 찾았으면 위치를 기억해서

쿨러 뒷면에서 구멍을 뚫어주면 됩니다

 

구멍을 뚫다 보면 좀 크게 납땜이 되는 곳을 찾을 수 있는데

납땜된 곳을 찾았으면 그 부분을 중심으로 구멍을 넓혀주면 됩니다

구멍을 넓혀주면 나중에 전선을 납땜하기도 편해집니다

 

여기서 뒷면에 구멍을 뚫어주는 이유는

쿨러에서 기판을 뜯어내기가 쉽지 않은 작업이고

기판을 뜯어내더라도 지지대를 만들지 않는 한

컴퓨터 쿨러로 풍력발전기 만들기가 어려워집니다

 

구멍 뚫는 도구는 저가형 인두기를 사용하여 열로 녹여도 되고

드릴을 사용해서 구멍을 뚫어도 됩니다

 

저는 인두기를 사용했습니다

전선 납땜

구멍을 잘 만들어줬으면 납땜해주면 됩니다

 

오래된 쿨러일수록 납땜이 잘 되지 않으므로

온도조절이 가능한 인두기는 온도를 조금 높여서 작업해야 됩니다

그렇다고 너무 온도를 높이면 주변에 플라스틱이 녹거나 타기 때문에

조심하면서 작업해야 됩니다

 

온도조절 안 되는 스틱 인두인 경우에는

인두팁에 충분히 납을 묻혀 쿨러 회로에 코일이 납땜되어있는 부분을 녹여서

납이 잘 풀어지도록 한 다음 전선을 납땜하면 됩니다

여기서도 마찬가지로 최대한 조심하면서 작업해야 됩니다

완성된 사진

완성된 컴퓨터 쿨러 풍력발전기입니다

 

쿨러에 납땜한 선을 정리한 뒤

납땜한 부분에서 선이 떨어지지 않게 하기 위해

글루건으로 고정시켰습니다

 

선 끝에는 파란색 LED를 달아

쿨러 풍력발전기에서 나오는 전기를

쉽게 관찰할 수 있게 했습니다

컴퓨터 쿨러 풍력발전기 테스트

직접 만든 풍력발전기로 테스트를 해봤습니다

 

바람은 풍량이 센 쿨러를 사용했습니다

 

결과는 영상에서 LED에 불이 잘 들어오는 것을 볼 수 있습니다

영상 자세히 보시면 LED가 깜박이는 것을 볼 수 있는데

깜박이는 현상이 일어나는 이유는

쿨러에서 나오는 교류를 반파 정류하면서 깜박이는 것입니다

LED도 다이오드 역할을 하기 때문에

역방향으로는 거의 전류가 흐르지 않게 되고

순방향으로는 전류가 흐르게 됩니다

 

교류는 직류와는 달리 양방향에서 전류가 흐르기 때문에

LED에서 순방향으로 전류가 흐를 경우 LED 켜짐

역방향으로 전류가 흐를 경우 LED에서 전류가 흐르지 않기 때문에 꺼집니다

이 과정이 계속 반복되므로 깜박이는 것입니다

 

풍력발전기 포스팅은 여기서 마치겠습니다

다음에는 회로를 추가해서 업그레이드해보도록 하겠습니다