Resumen

Se construyó un prototipo de generador eólico para evaluar si se puede producir parte de la energía que se consume en mi casa y reducir el calentamiento global, sin embargo los resultados obtenidos hasta el momento no permiten recomendarlo sin  proponer modificaciones y realizar más pruebas, pues por el momento no se ha podido generar el voltaje suficiente para encender un LED

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Como una manera de disminuir el problema del calentamiento global se puede generar electricidad por medios que no contaminen y en Internet hay varios lugares que dicen como hacer un generador eólico, por lo que puede ser difícil elegir el mejor prototipo para utilizar la energía eólica para producir electricidad. Por eso voy a hacer uno de esos prototipos para saber si se puede aprovechar la energía del viento para generar electricidad en mi casa.

Antecedentes

El hombre utilizó la energía del viento desde la antigüedad para realizar trabajos como en los molinos de viento, posteriormente estos trabajos se realizaron empleando motores eléctricos o de combustión, por lo que las actividades que antes se desarrollaban sin contaminar ahora generan gases de efecto invernadero al producir electricidad mediante combustibles fósiles, generando el calentamiento global.

En la actualidad es importante no contaminar tanto, por lo que hay que generar electricidad sin contaminar empleando fuentes de energía primarias como la energía eólica. En Internet hay varias páginas que dicen como hacer un generador eólico hecho en casa, y para hacer uno es importante saber como escoger el mejor y también medir si el lugar donde vivo hace el viento necesario para generar la suficiente energía para que se pueda utilizar.

Existen dos tipos de generadores eólicos que se diferencian por la dirección del eje que mueve el viento:

los horizontales y los verticales; los verticales pueden ser más fáciles de hacerse pero al parecer generan menos electricidad,

Inconvenientes de los generadores eólicos.

Es bueno utilizar  generadores eólicos para reducirla contaminación pero también se tienen desventajas que se deben tener en cuenta:

No siempre hace viento cuando se necesita la energía eléctrica, entonces es necesario almacenarla utilizando baterías para poder utilizarla cuando sea necesario.

Al parecer puede ser puede utilizar mejor la energía eólica para otro tipo de cosas como bombear agua por ejemplo, por lo que hay quienes creen que es mejor utilizarla para eso, que para generar electricidad y luego utilizar la electricidad para bombear el agua.

Se han encontrado pájaros que murieron cuando las aspas de los generadores eólicos los golpearon.

La fuerza del viento puede ser tan grande que pueda destruir el generador, como en el mes de febrero de este año que tiro varios árboles y anuncios espectaculares o tan débil que no pueda mover el generador cómo ha pasado después por lo que no dejamos el generador en la azotea permanentemente todavía.

Objetivo

Realizar un prototipo de un generador eólico y evaluar si puede sustituir parte de la energía que se consume en casa por una menos contaminante.

Justificación

Debido a la problemática que se tiene con el calentamiento global es necesario que se utilicen formas de generar energía que no contaminen. Una alternativa es la generación de energía eléctrica mediante el viento.

Hipótesis

Es posible hacer un generador eólico en casa para colocarlo en la zona donde vivo y sustituir parte de la energía eléctrica que usamos para contaminar menos.

Método (materiales y procedimiento)

Material:

• Tubo de PVC para las aspas
• Tubo de PVC para la estructura
• 2 T de PVC para la estructura
• Un cople de PVC para la estructura
• Un eje de rueda de bicicleta con baleros
• Madera (trozos reciclados de tablas para taekwondo)
• 12 Imanes de neodimio (de juguete magformers)
• Alambre magneto de aproximadamente 0.5mm de diâmetro

Herramienta:

• Taladro de banco
• Arco con segueta
• Mesa de Router de carpintería
• Mesa de sierra circular pequeña (impulsada con un taladro de mano)
• Impresora

Procedimiento:

En primer lugar se busco en Internet información de cómo construir un generador eólico pues mi mamá opinó que debiera intentar hacer algo que se quedará funcionando en la casa para que no se desechara al final. Encontré varios modelos, en primer lugar habría que decidir si el modelo sería horizontal o vertical, el vertical es más fácil pero al parecer genera menos electricidad, por lo que empezaré por uno horizontal y si hay tiempo comparare con el vertical.

El generador eólico se puede dividir en tres etapas:

Las aspas: para estas se selecciono una opción de hacerlas con tubo de PVC cortado en secciones, otra opción que encontré era hacerlas de madera y darle la forma de un ala de avión pero es más difícil.

Primero se corta el tubo de PVC en cuatro tramos a lo largo con la sierra circular, cómo todavía no me dejan usar mucha de la herramienta, mi papá me ayudó.

El generador:

Se unieron con pegamento blanco varios trozos de madera para que tubieran el ancho de los imanes y luego se uso el router para cotarlos en forma de círculo.

Al circulo se le hicieron 12 perforaciones con el taladro para colocar los imanes.

Se hizo un dibujo con la computadora para ver cómo quedarían las bobinas y se hizo un molde para construirlas, el molde se hizo girar con un taladro de mano para embobinar aproximadamente 100 vueltas de alambre magneto; se hicieron 12 bobinas que se colocaron en otro disco de madera.

La estructura:

Una parte importante de la estructura fue el eje donde van a girar las aspas; se hizo colocando el eje de la rueda de bicicleta en una T unida con un cople (porque el eje es más largo que la T).

Galería Método

Resultados

Se midió el voltaje que genera el generador con un multimetro al moverlo con un taladro y se trato de medir la velocidad de giro empleando una computadora de bicicleta que mide las revoluciones por minuto, pero el generador no llegó a más de dos volts, por lo que no puede encender un foco LED por lo que se sustituyó por un dinamo de bicicleta, pero el voltaje no subió mucho aunque sí mejoro.

Se intentó medir la velocidad de giro del generador colocándolo en la azotea pero esto fue después de febrero por lo que mi papá no me permite dejarlo ahí sin vigilarlo para que el viento no lo se lo valla a llevar y ha habido poco viento desde entonces.

También se midió el voltaje con un osciloscopio y se vio que el voltaje sube y baja por lo que hay que convertirlo a corriente directa para utilizarlo para encender un LED.

Galería Resultados

Discusión

Hacen falta más pruebas al generador eólico para que pueda generar el voltaje que logre encender un LED pero es algo complicado realizarlas por lo que se requiere más tiempo para tener un mejor resultado; en Internet  hay una página de un generador que probaron colocándolo en un automóvil  para poder simular la velocidad del viento (mediante la velocidad del automóvil) y poder medir el voltaje generado a distintas velocidades. También se podrían realizar mediciones con otros tipos de generadores como los motores de DC de los juguetes (se probó colocando un LED en uno de ellos y dándole vuelta con las manos, encendiendo el LED, pero es difícil unir este motor con las aspas construidas. También se debería comparar contra un generador vertical, pero para esto se debe construir el otro generador y realizar pruebas con la misma cantidad de viento, para ver cual gira más rápido.

Durante algunas de las pruebas que se hicieron en la azotea parecía no hacer viento y el generador no giraba pero en la azotea de un vecino había un juguete con forma de Piolín, de los que mueve el viento, girando más o menos rápido, por lo que puede ser que se deban mejorar las aspas o que la azotea no de la casa tenga obstáculos que impidan que el viento llegue más fuerte.

Conclusiones

El generador que se construyó no dio el voltaje necesario para encender un LED, aunque usar un dinamo de bicicleta no fue mucho mejor, por lo que se debería probar con otras opciones como con motores de corriente directa de los juguetes; hay otro trabajo en maciza en donde se experimentó con otro tipo de motores y se encendió un LED.

Se debe probar con diferentes tipos de aspas; se probó con las que se hicieron de tubo de PVC colocándolas al derecho y al revés y parece que giran más rápido con el viento al colocarlas al revés, habría que probar con otras aspas para encontrar las que giren más rápido.

Se puede intentar mejorar el generador construido cambiando los imanes por unos más potentes si se puede encontrar donde comprarlos, aumentando el numero de vueltas de las bobinas, colocando una parte metálica al centro de las bobinas, o como lo hacen en uno de los diseños, colocando otro disco con imanes del otro lado de las bobinas para que la fuerza de los imanes llegue más cerca de las bobinas.

Bibliografía

Libro de Espanol 5º grado SEP-Mexico 2015-2016 pp. 116

http://www.uv.es/~navasqui/aero/Maqueta.pdf

Brakedrum permanent magnet alternator, Windmill

Plans, UK 1998

http://blogs.20minutos.es/cronicaverde/tag/molinos/

http://www.yourgreendream.com/diy_pvc_blades.php

http://www.uv.es/~navasqui/aero/Bobinas.pdf

http://foro.juegosonline.com.py/index.php?

showtopic=73514

Summary

A prototype wind generator was constructed to evaluate if is possible it can produce part of the energy consumed in my house and reduce global warming, but the results obtained so far do not allow recommend it without proposing modifications and further testing, for the moment I have not could to generate enough voltage to turn on a LED.

Research Question

Problem approach

As a way to reduce the problem of global warming can generate electricity by means that do not pollute and on the Internet there are several places that tell how to make a wind generator, so it can be difficult to choose the best prototype to use wind power to produce electricity. So I’ll do one of those prototypes to see if you can harness the power of wind to generate electricity in my house.

Background

Objective

Make a prototype of a wind-power generator and evaluate if it can replace some of the energy consumed at home for a less polluting.

Justification

Because of the problems we have with global warming, it is necessary to use ways of generating energy that do not pollute. An alternative is the generation of electricity by wind.

Hypothesis

It is possible to make a wind-power generator at home to place in the area where I live and replace some of the electricity we use to pollute less.

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography