OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
- Mostrar a pequeña
escala cómo funciona la energía eólica.
-Demostrar lo viable que
son las energías alternativas.
-Aumentar la conciencia
ambiental de los alumnos de nuestra institución.
-Conocer cómo influye la
Aero-dinámica en la cantidad de energía generada por el generador.
-Mostrar lo útil que puede
resultar el uso de la energía alternativa.
INTRODUCCIÓN
La energía eólica es
obtenida por el viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de
las corrientes de aires, y que es transformado en otras formas de útiles.
Nuestro experimento es
principalmente para producir energía eléctrica a través de
aerogeneradores. Es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir
la emisión de gases del efecto invernadero al remplazar la termodinámica a base
de combustibles fósiles, la que se convierte en un tipo de energía verde.
La energía del viento es
utilizada mediante el uso de máquinas eólicas o aeromotores que son capases de
transformar la energía eólica en energía eólica en energía mecánica de rotación
utilizable o maquinas operatrices que nos pueden producir energía eléctrica.
Actualmente se utiliza para
mover aerogeneradores; en nuestro experimento se presenta la energía eólica,
porque el viento mueve una hélice y mediante de un sistema mecánico el cual
hace girar el rotor del generador que normalmente es para producir energía
eléctrica.
La máquina que transforma
el viento en energía aprovechable se llama molinos de vientos esta acción
proviene de la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas que están unidas a
un eje común.
Ese eje común se puede
conectar a distintos tipos de maquinaria ya sea para moler grano, bombear agua
o generar electricidad. La energía eólica es unas de la más antigua junto a la
energía térmica.
JUSTIFICACIÓN
La energía en la física: en
física clásica, la ley universal de conservación de la energía que es
fundamento del primer principio de la termodinámica, indica que la energía
ligada a un sistema aislado permanece constante en el tiempo. Esto significa
que para multitud de sistema físico clásicos la suma de la energía mecánica la energía
calorífica, la energía electromagnética, y otros tipos de energía potencial es
un número constante. Por ejemplo la energía cinética se cuantifica en función
del movimiento de la materia la energía potencial según propiedades como el
estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas
que actúan sobre ella, la energía térmica según el estado termodinámico, y la
energía química según la composición química.
Hay varios tipos de energía
entre estos tenemos la energía eólica la cual es obtenida del viento, es decir,
la energía cinética generada por efectos de las corrientes del aire, y que es
transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
El termino eólico viene del
latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la
mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad
para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de
molinos al mover sus aspas.
MARCO TEÓRICO
Energía eólica
Energía eólica es la
energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto
de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para
las actividades humanas.
El término eólico viene del
latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la
mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad
para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de
molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la
energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica
mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los
generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios. En 2009 la eólica generó alrededor
del 2% del consumo de electricidad mundial, cifra equivalente a la demanda
total de electricidad en Italia, la séptima economía mayor mundial. En España
la energía eólica produjo un 11% del consumo eléctrico en 2008, y un 13.8% en
2009. En la madrugada del domingo 8 de noviembre de 2009, más del 50% de la
electricidad producida en España la generaron los molinos de viento, y se batió
el récord total de producción, con 11.546 megavatios eólicos.
La energía eólica es un
recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases
de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles
fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el
principal inconveniente es su intermitencia
¿CÓMO SE PRODUCE Y SE
OBTIENE?
La energía del viento está
relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de
alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con
velocidades proporcionales al gradiente de presión.
Los vientos son generados a
causa del calentamiento no uniforme de la superficie terrestre por parte de la
radiación solar, entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte
en viento. De día, las masas de aire sobre los océanos, los mares y los lagos
se mantienen frías con relación a las áreas vecinas situadas sobre las masas
continentales.
Los continentes absorben
una menor cantidad de luz solar, por lo tanto el aire que se encuentra sobre la
tierra se expande, y se hace por lo tanto más liviana y se eleva. El aire más
frío y más pesado que proviene de los mares, océanos y grandes lagos se pone en
movimiento para ocupar el lugar dejado por el aire caliente.
Para poder aprovechar la
energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y
estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la
altura sobre el suelo, la entidad de las ráfagas en espacios de tiempo breves,
y valores máximos ocurridos en series históricas de datos con una duración
mínima de 20 años. Es también importante conocer la velocidad máxima del
viento. Para poder utilizar la energía del viento, es necesario que este
alcance una velocidad mínima que depende del aerogenerador que se vaya a
utilizar pero que suele empezar entre los 3 m/s (10 km/h) y los 4 m/s (14,4
km/h), velocidad llamada "cut-in speed", y que no supere los 25 m/s
(90 km/h), velocidad llamada "cut-out speed".
La energía del viento es
utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de
transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya
sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la
producción de energía eléctrica. En este último caso, el sistema de conversión,
(que comprende un generador eléctrico con sus sistemas de control y de conexión
a la red) es conocido como aerogenerador.
En la actualidad se
utiliza, sobre todo, para mover aerogeneradores. En estos la energía eólica
mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un
generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que
su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones
denominadas parques eólicos.
Un molino es una máquina
que transforma el viento en energía aprovechable, que proviene de la acción de
la fuerza del viento sobre unas aspas oblicuas unidas a un eje común. El eje
giratorio puede conectarse a varios tipos de maquinaria para moler grano,
bombear agua o generar electricidad. Cuando el eje se conecta a una carga, como
una bomba, recibe el nombre de molino de viento. Si se usa para producir
electricidad se le denomina generador de turbina de viento. Los molinos tienen
un origen remoto.
Es realmente muy interesante trabajar con el poder del
viento y no es difícil ni muy caro. Pero no hay que esperar mucho de un
proyecto que cuesta poco y es psoible que no de mucha electricidad. Otro
aspecto importante es que en las ferias de ciencias se debe demostrarr nuestro
conocimiento del Método Científico.
Primero, uno de be familiarizarse con las turbinas de viento y
como funcionan.
Las cosas más importantes que se tendrán que tomar en cuenta son:
- Puede la turbina funcionar con viento real en las afueras del colegio o se lo deberá hacer funcionar con el aire de un secador de cabellos.?
- Se necesita sólo demostrar que la turbina provee electricidad o hay que hacer funcionar un foco, Led o hacer girar un motor?
Si se va usar el ventilador de un secador de cabellos entonces el
proyecto podrá ser pequeño y no es muy difícil de hacer. Pero si se requiere
que funcione con el viento real entonces nuestra trubina deberá ser más grande,
contar con un soporte para colocarla encima y será muhco más compleja.
Motores
CC
Mucha
gente decide ir por esta ruta, ya los motores CC funcionan como generadores
cuando se los hace girar en forma directa, y es muy fácil de hacerlo – coloca
el motor sobre un soporte y se hace girar el eje. Al colocar un detector
de voltaje a los terminales del motor se notará que hay una corriente. El
problema es que esta corriente es muy débil y no puede hacer funcionar focos u
otros motores, algunos ni siquiera logran encender un Led. El problema
es que la mayoría de los motores de CC deben girar a mucha
velocidad (Revoluciones Por Minuto) la mayoría a los 5 000 a 10
000 RPM. Para obtener voltaje de estos motores, estos deben girar por lo menos
en un 20% más rápido que las RPM especidficadas por sus fabricantes. kla mayor
parte de las turbinas giran a un máximo de 500 RPM, lo que hace que 1000 RPM
sea casi imposible para las pequeñas turbinas que deseamos construir.
Sin embargo existen motores que funcionan a pocas RPM. Los motores
de los ventiladores de las computadoras pueden servir, pero algunas no tienen
"cepillos" y no trabajarán para estas aplicaciones. Lo mejor es
comprobar si un motor provee o no cierto voltaje y corriente. Para esto se
necesita un Multímetro o Tester. Para probar un motor se toma este y se nota si
tiene más de dos cables, si es así es del tipo equivocado y no se debe usar. Se
conecta el multímetro a los 2 cables del motor y se lo coloca para detectar CC
en el rango de los 2 a los 12 voltios. Se hace girar el eje a mano o con una
perforadora electrica o manual a una mínima velocidad tal como se ve abajo. Se
observa el voltaje que se obtiene.
El voltaje que se obtiene haciendo girar el taladro a muy baja
velocidad es probablemente lo más que se podrá obtener de un proyecto
determinado.Veamos que voltaje se debe obtener en los motores para hacer
funcionar la mayor parte de las cargas:
LED rojo: 1.7v - LED blanco: 3.6v - Foco de linterna: 3v a 6v .
bomba de agua miniatura: 3v a 6v- Para cargar batería:1 voltio, luego otro 1
voltio para el diodo.
Si
no se pueden obtener estos niveles de voltaje de nuestros motores, es posible
que se tenga que acudir a otro motor, para esto debemos usar nuevamente nuestro
tester. Al tiempo de verificar el voltaje también debemos ver el amperaje o la
corriente que se obtiene de los motores. La mayor parte de los dipositivos que
vimos en el listado no requieren mucha corriente.
Otra opción es colocarle al motor engranajes para hacer que el eje
gire más rápidamente. Con esto se podrán obtener volatejes en el rango de los
1.5v-3v suficiente como para casi todas las aplicaciones.
Hay que darse cuenta de que si se desea cargar una batería se debe
colocar un diodo para evitar que la batería haga girar al motor y el diodo hará
bajar el voltaje cerca de 1 voltio.
MIDIENDO LA CORRIENTE
Una
vez que se construido un generador debemos averiguar cuanto de corriente y de
voltaje tenemos a la salida del generador, para esto de debemos contar con un
buen multímetro como el que se ve en la foto de arriba.
ALTERNADORES
Aunque los motores pequeños de CC funcionan muy bien es necesario
hacerlos girar a muy altas RPM por lo que es buena idea usar un generador hecho
en casa como el que se ve en la parte de arriba.
MOTORES DE CASETERAS O DE AUTOS DE JUGUETES
Algunos motores son lo suficentemente grandes como para dar un
buen voltaje, se pueden usar los motores de las caseteras o de autos de juguetes.
LA PALA PARA CREAR LA ASPA
Generalmente se usan dos palas, pero es buena idea usar tres o más
palas para así aprovechar lo más posible la fuerza del viento.
De ellas dependerá cuanto se aprovecha de la
fuerza del viento, si las palas no son buenas, el aprovecahmiento no será
óptimo.
Tambien podemos tomar una pequeña asta ya echa para luego aumentar las palas, esto se puede hacer de algun metal muy liviano de plastico o madera de los CD viejos eso ya a eleccion de cada uno.
MATERIALES
1-. Unos motores cc de
caseteras o de autos de juguetes.
2-.necitaremos unos madera de 20 cm de 2 cm de grosor y una
plataforma de madera de 20x20 cm.
3-.necitaremos una lámina de aluminio que se pueda cortar lo
más liviano posible y sea dominable para
hacer las palas del aspa.
4-.necitamos unos LED o focos de linternas.
5-.necitaremos una liga o corea para unir motores.
6-.necitaremos unas abrazaderas para sujetar los motores en
la madera.
7-. Necita remos unos tornillos de para las abrazaderas a elección
el tamaño de los tornillos.
8-. Necita remos unos engranajes para adaptar a los motorcitos
para poner la corea.
EL VIDEO DE COMO QUEDO ARMADO Y FUNCIONANDO
-Quispe Condori Yhonny Javier
