CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR EÓLICO PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGIA ELÉCTRICA

HERMES POLANÍA SUNCE

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

TECNOLOGIA MECANICA AUTOMOTRIZ

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

BOGOTA

2013

CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR EÓLICO PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGIA ELÉCTRICA

HERMES POLANÍA SUNCE

FISICA ELECTRICA

DOCENTE: JAVIER HUMBERTO BOBADILLA

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES

TEGNOLOGIA MECANICA AUTOMOTRIZ

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICABOGOTA

2013

INTRODUCCIÓN

En este proyecto que se va realizar, se da una breve explicación de cómo se genera la energía eólica y se demuestran los resultados obtenidos mediante la construcción de un generador. En primera instancia, se establece los elementos que se van a utilizar en este proyecto para demostrar cómo se genera este tipo de energía. Luego, se procede a realizar una maqueta para demostrar como el aire de impacto al actuar sobre una turbina, transmite energía eléctrica a través de un generador para así poder cumplir los objetivos propuestos en la investigación.

1. ANTECEDENTES

La energía generada por el viento que conocemos en la actualidad como energía eólica no es algo nuevo, siempre ha estado presente desde la antigüedad, se utilizaba para mover los barcos impulsados por velas y en los molinos para mover sus aspas. Pero fue a partir de los ochenta cuando este tipo de energía limpia tuvo mayor trascendencia. Pues, al inicio del siglo XXI, se ha tenido más aprovechamiento y se le ha dado más utilidad, ya que en algunos países como estados unidos y Alemania ha tenido un gran crecimiento a gran escala mundial, por tener las condiciones de vientos favorables como el golfo Cádiz, sitio excepcional con un gran recurso del viento. La referencia más antigua de un molino fue para hacer funcionar un órgano en el siglo I y posteriormente en el siglo  VII. En sistán, Afganistán los primeros molinos fueron construidos con un eje vertical con hojas rectangulares con 6 y 8 velas utilizados para moler trigo o extraer agua. El molino eólico generador de energía eléctrica que se está desarrollando como prototipo es una demostración de cómo se convierte en un aeromotor la energía eólica en energía mecánica arrojando unos resultados de demostración favorable.

FIGURA 1: GENERADORES EÓLICOS

Fuente: http://energiadoblecero.com/energias-renovables/energia-eolica.

2. OBJETIVOS

2.2 OBJECTIVOS GENERALES

Diseñar y construir un prototipo de generador eléctrico que sea capaz de convertir energía eólica Y energía eléctrica.

2.2 OBJECTIVOS ESPECIFICOS

Investigar los tipos de energías alternativas y limpias con el aprovechamiento del sol.

Comprobar el funcionamiento de un generador autosuficiente atreves del prototipo.

Demostrar que el prototipo es viable para la producción de energía eléctrica. O lumínica.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Como problema principal en nuestro país la mayor cantidad de energía se obtiene del agua generando para la cual necesita gran maquinaria como turbina generadores de gran tamaño que requieren altos costos de mantenimiento y grandes cantidades de agua que es un recurso no renovable es por eso, que se busca encontrar nuevas formas de energía que sean amigable con el medio ambiente y que requieran un bajo costo de mantenimiento. La instalación del generador se debe realizar en un lugar que ofrezca condiciones de temperatura normal libre de humedad, lluvia ya que estas condiciones pueden ocasionar un corto y por ende un mal funcionamiento o daño total del generador. El generador está diseñado para generar corrientes demostrativas, eléctricas y voltajes con el fin de alimentar una red eléctrica.

¿Es posible construir un generador eólico con materiales reciclables como la madera, polímeros y elementos semiconductores para ofrecer energía a bajo costo.

4. MARCO CONCEPTUAL

Aerogenerador: es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento turbina eólica.

Turbina eólica: es una turbina accionada por la energía eólica. Se trata de una turbo máquina motora que intercambia cantidad de movimiento con el viento, haciendo girar un rotor

Inductor o bobina: es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

4.1 TIPOS DE SEMICONDUCTORES DE UN CIRCUITO ELECTRICO

Diodo: es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.

Diodo emisor de luz tipo LED es un semiconductor fuente de luz. Que se utilizan como lámparas indicadoras en muchos dispositivos cada vez más para la iluminación general. Apareciendo como componentes que emiten luz de baja intensidad, pero las versiones modernas están disponibles a través de las visibles, ultravioleta y rayos infrarrojos longitudes de onda, con muy alto brillo.

Resistencia: es elemento que se opone al paso de la corriente

Capacitor: Se llama a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.

Transistor es un dispositivo electrónico que cumple funciones de rectificar; conmutar, amplificar u oscilar la corriente.

5. MARCO TEORICO

La energía eólica es la que se genera por las corrientes del viento, es decir energía cinética que es transferida por el aire, para aprovechamiento de las actividades humanas. En la actualidad se produce energía eléctrica a través de los aerogeneradores.

El principio del generador se basa en la ley de Faraday que establece la fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual a menos la derivada del flujo magnético con respecto al tiempo.

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La polaridad de una tensión, para producir una corriente, en un campo magnético se opone a las variaciones producidas por la corriente igual. Al flujo de un campo magnético de un circuito viene dado por:

Los semiconductores son elementos que se comportan como un conductor o un aislante dependiendo del campo eléctrico o magnético tiene una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio

6. PROCEDIMIENTO

6.1 MATERIALES

- 4 DIODOS LEDS- UN MOTOR DE 1.5 UNIVERSAL- UNA BASE DE MADERA- DOS CABLES DE VEHICULO- UNA TURBINA DE COMPUTADORA

Figura 1

Fuente autor

6.2 PASOS

Para el desarrollo del modelo experimental se utilizaron los siguientes elementos: Se procede a ensamblar sobre una base de madera con un rodillo cilíndrico un motor de 1.5 v sujeto mediante un alambre de cobre y se le ensambla una turbina de fuente de computadora en el eje del motor y en cada terminal de este se soldán con estaño dos cables los cuales van hacia un grupo de 4 diodos leds conectados en forma paralela a arrojando 2.2 voltios sobre cada diodo.

Figura 2

Fuente autor

Figura 3

Fuente autor

Figura 4

Fuente autor

Figura 5

Fuente autor

7. APLICACIONES

Existen muchos productos que desechamos al no encontrar ningún valor, uso o utilidad para nosotros, sin embargo muchos de ellos pueden servir para algo distinto que ser arrojados a bolsas o tarros de basura que se van acumulando y descomponiéndose en rellenos sanitarios de nuestra ciudad y pueblos.

Todo material se considera biodegradable, pero muchos tardan hasta siglos en descomponerse. En condiciones óptimas de descomposición (biodegradación) sea presencia aire (oxigeno), luz solar y humedad.

Desechos inorgánicos: constituyen una parte de los residuos sólidos domiciliarios, tales como papeles, plástico y vidrios todos reciclables. En el proceso de reciclaje se utiliza el papel y el vidrio como base de fabricación de nuevos productos. Por ejemplo envases empaques de productos en papel cuadernos.

Plástico: es fabricado a partir del petróleo, es un material liviano y resistente que sirve para hacer muchos productos, tales como envases (CDS, frascos, bolsas) son aislantes térmicos polímeros de baja conductividad térmica. Con propiedades altas de resistencia eléctrica. Son económicos fácil de procesar a la temperatura.

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8. RESULTADOS

Con la prueba del generador se obtuvieron los siguientes resultados al aplicar aire con un secador genera una corriente eólica, cinética y mecánica que hace que los diodos que se encuentran en forma paralela se iluminen con una intensidad de corriente diferente pero con igual voltaje. Demostrando así que en una red se puede más aprovechar el potencial de energía eólica en forma paralela.

9. CONCLUSIONES

Con la construcción del generador se demostró que si es posible producir energía limpia y renovable con el aprovechamiento de las corrientes del aire.

El mantenimiento de los generadores de energía eólica es más económico que los generadores de turbinas de energía hidráulica.

Es posible implementar la tecnología de los aerogeneradores para producir energía eólica sin depender de la energía hidráulica convencional.

10.BIBLIOGRAFIA

SERWAY, Raymond A., JEWETT, John W. Física para ciencias e ingeniería.; Campos Olquín, Víctor (trad.); Flores Rosas, Misael (rev. téc.). 7ª ed. México: Cengage Learning, 2008. 2 v. ISBN: 84-306-0267-4.

Páginas web:

Disponible en: http://www.etitudela.com/Electrotecnia/downloads/introduc

Disponible en: http://web.ing.puc.cl/power/alumno03/alternativa.htm cion.pdf

Disponible en: http://web.ing.puc.cl/power/alumno03/alternativa.htm