jueves, 13 de octubre de 2011

Generador hidroelectrico casero (Proyecto de ciencias)


Estimados amigos, en esta ocasión quiero compartir con Uds. el proyecto de construcción de un pequeño generador hidroeléctrico. La hidroelectricidad es actualmente una de las grandes fuentes de producción de electricidad en el mundo (cerca del 16% de la electricidad producida en el 2009 fue gracias a las hidroeléctricas según datos de la Agencia Internacional de Energía).

Tenemos dos maneras de construir nuestro generador eléctrico:



Método 1: Usar un dinamo como el que fue usado en el proyecto "Ciudad ecológica con dinamo (proyecto de ciencias)"



Método 2: Construir nuestro generador.

El generador tiene dos partes:

- El estátor, que es la parte que no se mueve y es equipada con las bobinas para colectar electricidad.
- El rotor, que es la parte que se mueve y que tiene los imanes que inducen electricidad en las bobinas.

 Lo primero que debemos hacer es imprimir los discos que se encuentran aquí.

                                          

Esta impresión debe ser pegada a una pieza de cartón corrugado, de preferencia con goma en barra para que no se formen grumos al pegarla. Con la ayuda de una navaja, corta cuidadosamente el rotor y el estátor.



Usando un clavo, haz un pequeño hueco en el centro del  rotor y uno mayor en el  centro del estátor (del tamaño del círculo que está dibujado).

Dobla un pedazo de cartón de 3 x 16 cm por la mitad y pasa cinta aislante alrededor de ella para mantenerlo de esta forma. Este cartón será nuestra guía para crear las bobinas.  Prepara 8 tiras de 4cm de cinta aislante y  tenlas listas antes del siguiente paso. Enrolla el cable de cobre esmaltado a través de la guía para formar la primera bobina de manera que esta tenga unas 200 vueltas, no sin antes dejar unos 10 cm sin enrrollar para que sean los conectores. Con cuidado, saca la guia de la bobina y usa las cintas aislantes para mantener la forma de la bobina. Raspa el esmalte de las puntas de cada cable con una lija (aproximadamente un cm de cada punta). Asegurate que el cable esa porción del cable este totalmente sin esmalte. Repite los pasos anteriores para hacer otras tres bobinas.



Construcción de la bobina
 Coloca las bobinas sobre el disco del estator, respetando el sentido indicado por la planilla (dos bobinas en enrrolladas en sentido horario y dos en sentido antihorario).  Une los cables de tal manera que la corriente pueda seguir el camino indicado por las flechas, comenzando por la bobina antihoraria del lado inferior izquierdo. La unión de los cables debe ser hecha enrrollando los lados sin esmalte de cada bobina. Coloca cinta aislante para cubrir las conexiones.

Verifica que tus conexiones sean correctas midiendo la resistencia del circuito con un multimetro. Si las conexiones están bien hechas, la resistencia debe ser pequeña (<10 ohm).


Una vez confirmado el buen funcionamiento,  pega las bobinas al estátor usando silicona. Espera que la silicona seque antes de colocar la siguiente bobina.




Obten 4 imanes de tipo cerámico o de tierras raras de más o menos 18 mm de diámetro. Usando una brujula magnetica determina la polaridad de cada lado del imán y marca el polo norte de dos imanes y el sur de los otros dos. 

Pega los imanes con silicona de tal manera que la polaridad se alternada (N-S-N-S). La posición y la polaridad están descritas en la planilla del rotor.



Rotor

El eje será construido con un tarugo de madera de 20 cm x 1/4";  Con un tajador o cuchilla, sacar la punta del tarugo.

Para construir la turbina, debemos perforar el centro de un corcho de 3 a 5 cm con un taladro de 1/4".  Coloca el corcho sobre la planilla y usando un lapicero marca los lugares donde se colocaran las cucharas.


Usando una navaja, perfora los lugares marcados. Corta el mango de 8 cucharas de plástico dejando  un centimetro de mango.  Inserta las cucharas en el corcho y ajusta el ángulo y la profundidad de cada cuchara de manera que estas se encuentren espaciadas y tengan el mismo angulo de inclinación en relación al corcho. Pega con silicona las cucharas en el corcho.


Turbina

Consigue una galonera de 4 L de forma rectangular y corta con tijeras o navaja la parte inferior como se ve en la foto.


Usando una regla, encuentra el centro de unos de los lados laterales. Marca este punto con plumón indeleble.  Repite el trabajo en el lado contrario. Perfora ambos lados con un taladro de 1/4" en la marca que hiciste.

Con ayuda de chinches asegura el estátor a uno de los lados del envase de tal manera que el centro del estátor coincida con el centro del envase. 

Con ayuda de una tijera corta 2 pedazos de 1 cm cada uno de un tubo de pvc de 1/4". Pasa el tubo a través  del centro del envase plástico y del estátor y del eje como se ve en la figura.

Vista desde la parte inferior del envase
Inserta el tarugo a traves de la turbina y el envase como se ve en la figura anterior. Posiciona la turbina dentro del envase de manera que las cucharas esten debajo del cuello de botella. Ajusta también la posición del tubo de vinilo de manera que estos no toquen el  interior del envase. Ahora coloca el segundo tubo después del estátor. Los tubos ayudaran a mantener todas las partes de la turbina en su posición cuando esta gire.  Gira la turbina para comprobar que la turbina no golpee el lado interior del envase.


Inserta el rotor en el eje. Los imanes deben estar a unos 2 o 3 mm de las bobinas.  Gira el eje para comprobar que los imanes no golpeen las bobinas. Ajusta el angulo del disco si es necesario.


Si el rotor gira sin problemas, fija la posición de él colocando silicona caliente sobre el tarugo.


Coloca el envase cerca de un caño y haz girar la turbina con agua. Mide con un multímetro la energia que produces.



Nota: Si decidiste usar el dínamo, reemplaza el rotor y el estátor por él.

A continuación unos videos sobre el tema

Video 1 (en inglés)

  Video 2 (en inglés)

Video 2 (en inglés)





Fuente: re-energy.ca





ESCRITO POR Roberto Valer

MSc. en Energía, por la Universidad de São Paulo (Brasil), formado en Física por la Universidad Nacional de Ingeniería (Perú). Trabajó en el área de Energía solar en el Centro de Energías Renovables de la Universidad Nacional de Ingeniería y del Grupo de apoyo rural de la PUCP. Actualmente, es miembro del equipo del Laboratorio de Sistemas Fotovoltaicos de la Universidad de São Paulo.

20 comentarios:

paul zapata dijo...

como podria hacer para conectar un foquito en que parte iria y con que elementos tendria que conectarlo

Roberto Valer dijo...

Si lees bien el proyecto, verás que hay dos cables que salen de las bobinas. Puedes conectar los foquitos en ellos pero ten cuidado que la tensión y corriente generada no queme el foco. Para eso, midelas con un multimetro antes de conectar el foco a los cables.

Pedro Camacaro dijo...

BUENOS DÍAS, LE ESCRIBO DESDE VENEZUELA Y DESEARÍA SABER CUANTO PUEDE GENERAR ESTE SISTEMA YA QUE ESTOY TRABAJANDO EN MI TESIS DE GRADO JUSTAMENTE EN UN MICROGENERADOR HIDROELECTRICO PERO PARA HOGARES, OSEA, QUE SI NO PUEDE GENERAR ELECTRICIDAD PARA TODO EL HOGAR, QUE POR LO MENOS GENERE UN 50% DEL CONSUMO, MI CORREO ES p_camacaro@hotmail.com

Roberto Valer dijo...

Pedro, la potecia del sistema depende mucho de la calidad de los imanes, la bobina y la construcción del generador. Mira los videos para que te hagas una idea de lo que lograron otras personas

jako dijo...

Una pregunta necesito saber cuanto es el grosor del cobre para hacer las bobinas<_gracias

Roberto Valer dijo...

24 AWG

carlos hola dijo...

disculpa de que diámetro es aproximadamente los discos me lo puedes y decirme cuanto voltaje se puede producir de esta manera enviar a mi correo leyendary@yahoo.com.mx

Roberto Valer dijo...

Carlos, la plantilla de los discos está aqui: http://www.re-energy.ca/docs/hydroelectric-t.pdf.

carlos hola dijo...

Hola de nuevo donde puedo conseguir los imanes es que he buscado y no los encuentro solo me venden rectangulares pueden funcionar de igual
forma

Roberto Valer dijo...

carlos, en "mercado libre" hay varios

jessica muñoz dijo...

si al hacer la prueba, el rotor se mojó? podemos esperar a que seque y funciona normalmente¡??

Roberto Valer dijo...

Jessica, espera que se seque...

Sumine dijo...

Buenos días, disculpe quería preguntar la razón de que las bobinas fueran una sentido reloj y la siguiente contra-reloj. ¿En qué ayuda o afecta?

Roberto Valer dijo...

Sumine, el sentido de las bobinas determina la dirección del campo magnetico que es lo que hace el rotor girar

Eliu Pineda Argel dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.
angelo bohorquez dijo...

Buenas Tardes Amigo estoy en un proyecto elaborando un generador hidroelectrico como que el que esta en la publicacion pero tengo que lograr que prenda una bonbilla pero que no sea tan pequeña como la del del vídeo nesesito que prenda una un poco mas grande como hago amigo para que me produzca mas energía porfa agrade-seria mucho tu respuesta.

Isabella Urdaneta dijo...

Buenas tardes. Quería saber cuál era la lista entera de materiales a comprar. Ya que están tan regados en la explicación se me dificulta mucho saber ai los tengo todos hasta el momento del armadp, y es bastante impractico detenerse a comprar más cosas.

irene mesas dijo...

Buenos días Sr. Valer,
disculpe que le moleste pero tengo unas preguntas a cerca de su generador hidroeléctrico. Estoy haciendo un proyecto para la clase de física y le estaría muy agradecida si me pudiese responder a las siguientes preguntas:
-¿Cómo debo enrollar los lados del cable de cobre de cada bobina con el de la otra bobina?
-¿Me podría explicar cómo se genera energía?
Muchas gracias y disculpe las molestias

Joseph Mousadi dijo...

Buenas, tengo una duda ... si utilizo imanes de ferrita funcionaria? Porque monte el proyecto y lo hice con estos imanes pero no funcionan, no se entonces si la razon es los imanes u otra cosa.
Gracias!!

Unknown dijo...
Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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