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