Introduction: Generador Eólico

El Objetivo es construir un generador eólico con materiales de fácil acceso, preferiblemente reciclados y/o reutilizables.

Para este caso en especiico, se realizó usando:

  • 11m de tubo de PVC cedula 40 de 1 pulgada
  • 16 conexiones T de PVC 1 pulgada
  • 8 Codos PVC 1 pulgada 90°
  • 1 cople PVC para tubo de 1 pulgada
  • 4 abrazaderas para tubo de 1 pulgada
  • 6 Tornillos 1/8 x 2 pulgadas con doble rondana plana, rondana de presión y tuerca
  • 1 tornillo 1/4 x 2 pulgadas con doble rondana plana y tuerca
  • Lamina 72x60cm (calibre 20 obtenida del reciclaje)
  • 1 llanta loca de silla (reusada)
  • 1 llanta de carreola (reusada)
  • 2 maderas 20x20cm (reusadas)
  • Cinchos plasticos (no reusables)
  • Motor de impresora y correa (obtenidos de reciclaje)

Step 1: Helice

Materiales;

  • Lámina calibre 20 (72 cm de largo y 60 cm de ancho)
  • 6 tornillos 1/8 con tuerca, rondana plana y de presión
  • 75 cm de tubo de PVC cedula 40

Procedimiento:

  1. Cortar la lámina por la mitad de tal manera en que queden dos piezas iguales de 72 cm x 30 cm.
  2. Realizar una línea punteada de la esquina superior derecha a la esquina superior izquierda en ambas piezas.
  3. Con un objeto tubular (puede ser un tubo o un árbol pequeño) doblar las láminas tomando como guía las líneas previamente marcadas.
    Los dobleces deben deberán ser realizados como si con las esquinas se quisiera hacer un medio circulo de diámetro de 18.5 cm.

  4. Una vez dobladas las láminas se traza una línea perpendicular desde la punta más pequeña (parte interna de la hélice) de la parte superior la parte exterior de la misma. Esta marca se realiza en la parte superior e inferior de cada lámina doblada.

  5. Cortar las láminas por las líneas realizadas en ambas láminas (corte puede ser realizado con segueta o cizalla manual o eléctrica). Verificar que ambas helices ensamblen en la vertical

  6. Para colocar las láminas al eje se realizan perforaciones en la lámina a 3.6 cm de su parte inferior y posteriormente cada 10.5 cm, siendo 6 el numero de perforaciones. Realizar en ambas laminas.

  7. Aplanar la parte interna (donde se realizaron los orificios) con una madera y un martillo, esto permitirá que se pueda perforar sin esfuerzos mayores.

  8. Medir 5 cm desde la punta del tubo de PVC y después de esta medida marcar los orificios de la lámina en el tubo (comenzar las marcas desde la medida de 3.6 cm), posteriormente perforar el tubo diametralmente.

  9. Se colocan y ensamblan las láminas previamente perforadas, se atornillan con una rondana de presión, rondanas planas y tuerca. Cada aspa forma un medio círculo de 16 cm de diámetro, en dado caso de que este no sea el caso se deberá cerrar o abrir la circunferencia segun se requiera.

Step 2: Rodamientos Y Polea

Para montar la helice realizada, se requiere que esta gire de manera libre, además, se requiere un mecanismo que transfiera la energía mecánica de la turbina a otro sistema (eléctrico o mecánico).

Para la polea se realiza lo siguiente:

  1. De la rueda de carreola, colocar en un taladro y realizar un canal de 5-7mm de ancho justo al centro de la cama, el canal debe tener una profundidad de 3mm.
  2. De la rueda loca para silla, cortar su acoplamiento del resto del sistema
  3. Insertar y asegurar el acoplamiento a la llanta de carreola
  4. Tomar 5 cm de tubo de PVC, realizar muescas coincidentes a los radios de la carreola, insertar PVC en cople.
  5. Coincidir el tubo con muescas con la llanta de carreola, contrario al cople.
  6. Unir con silicón o pegamento
  7. Esta polea irá localizada en la parte inferior

Para el rodamiento superior

  1. Tomar una de los sobrantes de la llanta loca o pieza similar
  2. Crear un sistema de macho-hembrado entre el rodamiento y el eje de la turbina, al estilo de las muescas de la sección anterior, crear 3 huecos/muescas.
  3. Ensamblar el sistema realizado
  4. Unir con silicón o pegamento

Ensamblar eje y polea, esta unón es desmontable, pues desde aquí se monta/desmonta el sistema

Notas importantes:

  • La turbina debe montarse de manera vertical.
  • La polea debe ir en a parte inferior del ensamblaje final, puesto que el acoplamiento de rueda loca permite cargas axiales (permite cargar peso en el sentido del eje).
  • El rodamiento superior se realiza sobre un barreno dentro de la pieza, en caso de ser parte de la rueda loca, se realiza un barreno pasado en el lugar del eje original.

Step 3: Jaula

Para evitar accidentes, la helice se encontrará dentro de un marco (jaula), la jaula se realiza de la siguiente manera.

  1. Cortar tubo de pbc de manera que se tenga 2 cuadrados de 60x60cm, medidos desde los extreriores del cuadrado, la estructura deberá tener la forma ilustrada.
  2. Poner especial atención en las medidas internas de los coples, pues estos requieren una distancia de inserción
  3. Ensamblar 2 piezas, serán la cara superior e inferior de la jaula
  4. Asegurar que las conexiones T en cada esquina se encuentren perpendiculares a la estructura, son estas quienes darán la conexión de ambas caras.
  5. Cortar 4 segmentos de 80cm y ensamblar entre las conexiones T restantes, las estructuras quedarán paralelas
  6. La jaula resultante sera de 60x60x+85cm midiendo con exteriores

Montaje de soportes de helice.

Inferior

  1. Con una de las maderas, realizar un barreno al centro de 1/32 más pequeño que el vastago de la polea, debe entrar a presión y deformando un poco la madera
  2. Sobre la misma madera, marcar la posición y perforar para la colocación de las abrazaderas.
  3. Colocar y fijar con tornillos para madera, el barreno en el centro debe colocarse a 30cm del borde de los tubos (al centro de la estructura)

Superior

  1. Realizar un barreno de 1/4 al centro de la madera.
  2. Marcar y perforar para la colocación de abrazaderas.
  3. Atravezar un tornillo de 1/4 x 2in, con rondana plana en ambos extremos y aprisionar con tuerca y rondana de presión.
  4. Ensamblar en el siguiente orden:
    1. Sobre la base inferior, montar la polea
    2. Sobre la polea montar eje y turbina
    3. Colocar tornillo dentro del barreno del rodamiento superior
    4. Centrar tornillo (30cm del borde de la estructura)
    5. Aprisionar con tornillos para madera

Step 4: Generación Y Pruebas

La generación de energía se realiza mediante la conexión de un motor de impresora a la turbina

El motor es montado en una arista de la estructura y fijado con abrazaderas y cinchos plasticos.

Asegurar que la polea de la turbina y la polea en el motor están alineadas horizontalmente, de otro modo, la correa deslizará fuera de ambas.

Al realizar pruebas con viento y nivel de piso, logra generarse un voltaje de 2-3.8 V con viento ligero, y hasta de 9V en rafagas de viento.

Durante el ciclo de operación el voltaje osciló alrededor de los 2.3V.

Step 5: Trabajo Futuro

Para mejorar el desempeño del generador, se sugieren los siguientes cambios

  • Reemplazo de material de helice, por lamina de menor calibre
  • Conexión de electrónica para regulación de carga (convertido DC-DC)
  • Incremento de la reducción en poleas, actualmente es de 8:1
  • Cambio de motor, por motor pequeño con alta ganancia en corriente.

Comments

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DiegoO3 made it! (author)2015-06-08

Muy interesante !

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