Proyecto Sustentable Generador Electrico

5/6/2018 Proyecto Sustentable Generador Electrico - slidepdf.com

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CENTRO UNIVERSITARIO DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y TECNOLOGICA

(CUICYT)TERCER ENCUENTRO UNIVERSITARIO DE SEMILLEROS DE INVESTIGACIÓN EN

CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACIÓN

Jueves, 30 de junio de 2011

1.- TITULO DEL PROYECTO

El aumento mensual del consumo de energía eléctrica producida por la inclusión de loscelulares, Ipods, Reproductores Multimedia, etc. En la vida moderna al cargarlos con energíaeléctrica en la ciudad de Ibarra.

Construcción de un generador eléctrico que aproveche la fuerza del agua utilizadadiariamente en casa

2.- PROBLEMA

Describa en forma breve cual es la situación actual del problema que va a investigar dimensionandoCaracterizando el objeto de la investigación.

En nuestra actualidad el teléfono celular más que un lujo se ha vuelto una herramientatanto deComunicación, de entretenimiento y hasta de trabajo, debido a su diversidad de aplicaciones, por estemotivo personas desde los 12 años poseen este tipo de tecnología, bueno cada dispositivo no requierede cantidades grandes de energía eléctrica, pero el problema es que son muchos tan solo en nuestraciudad, entonces esta moda esta en todo el mundo y entonces allí se puede ver el gran impacto queestos dispositivos causan entonces sería ideal una fuente de energía alternativa que sirva para cargaeste tipo de dispositivos y que sea accesible para todos.

1Este formato ha sido diseñado para servir de referencia para la presentación de los proyectos que

participarán en el 3ro. Encuentro de Semilleros.

UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE



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3.- JUSTIFICACION

4.- MARCO T

EORICO

Diariamente en todos los hogares se utiliza una cierta cantidad de agua , el agua pasa por la tuberíacon una fuerza considerable que podría ser utilizada para generar energía Eléctrica , sin afectar eflujo normal del agua .Este producto aprovecha la energía del agua para mover las turbinas mediante la masa del agua qupasa por el interior de un recipiente plástico, de esta manera se logra transformar la energía potenciadel agua en energía mecánicaEsta se utiliza para producir energía eléctrica conectando el eje de la turbina con un generadoelectricidad (alternador), que transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Conceptos Base

Energía hidráulica

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento delas energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo deenergía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso

contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones enlas que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo,en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales

hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por elalto impacto ambiental que producen.

Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar,principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, paraluego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del aguaalmacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador

de energía eléctrica.



Ventajas

Se trata de una energía renovable y limpia de alto rendimiento energético.

Ventajas económicas

La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costos de

combustible. El costo de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustiblesfósiles como la gasolina, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de

otros países.

Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que

utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 años. Los costos

de operación son bajos por que las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante operación

normal. Estas plantas producen la misma cantidad de dióxido de carbono en comparación con la materia

gris del planeta. Este hecho es beneficioso para la salud.

Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Un

poco de dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco,

especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles.

InconvenientesPueden ser varios:

y La construcción de grandes embalses puede inundar importantes extensiones de terreno,

obviamente en función de la topografía del terreno aguas arriba de la presa, lo que podría significar

perdida de tierras fértiles, dependiendo del lugar donde se construyan;

y En el pasado se han construido embalses que han inundado pueblos enteros. Con el crecimiento de

la conciencia ambiental, estos hechos son actualmente menos frecuentes, pero aun persisten;

y Destrucción de la naturaleza. Presas y embalses pueden ser disruptivas a los ecosistemas

acuáticos. Por ejemplo, estudios han mostrado que las presas en las costas de Norteamérica han

reducido las poblaciones de trucha septentrional común que necesitan migrar a ciertos locales para

reproducirse. Hay bastantes estudios buscando soluciones a este tipo de problema. Un ejemplo es

la invención de un tipo de escalera para los peces;

y Cambia los ecosistemas en el río aguas abajo. El agua que sale de las turbinas no tiene

prácticamente sedimento. Esto puede resultar en la erosión de las márgenes de los ríos.

y Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar

drásticamente causando una dramática alteración en los ecosistemas.



Turbina Pelton (Usada en el proyecto)

Una turbina Pelton es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica. Es una turbo máquina motora, de

flujo transversal, admisión parcial y de acción. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas ensu periferia, las cuales están especialmente realizadas para convertir la energía de un chorro de agua que

incide sobre las cucharas.

Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltos hidráulicos de bajo caudal. Las centrales

hidroeléctricas dotadas de este tipo de turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tubería

llamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandes alturas, a veces de hasta más de

doscientos metros. Al final de la galería de presión se suministra el agua a la turbina por medio de una o

varias válvulas de aguja, también llamadas inyectores, los cuales tienen forma de tobera para aumentar la

velocidad del flujo que incide sobre las cucharas.

Funcionamiento

La tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en forma de cuchara

montadas alrededor del borde de una rueda, el doble de la distancia entre el eje de la rueda y el centro del

chorro de agua se denomina diámetro Pelton. El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energía

con la rueda en virtud de su cambio de cantidad de movimiento, que es casi de 180°. Obsérvese en la figura

anexa un corte de una pala en el diámetro Pelton; el chorro de agua impacta sobre la pala en el medio, es

dividido en dos, los cuales salen de la pala en sentido casi opuesto al que entraron, pero jamás puede salir el

chorro de agua en dirección de 180° ya que si fuese así el chorro golpearía a la pala sucesiva y habría un

efecto frenante. La sección de entrada del fluido a la cuchara se denomina 1, así como 2 a la sección de

salida.

El estudio analítico de la interacción agua-pala puede ser sumamente complicado debido al desplazamiento

relativo entre la pala y el chorro de agua. Por otro lado se simplifica el estudio de las turbinas Pelton a lasección cilíndrica del diámetro Faubert.



Cálculos Matemáticos

Ley de Euler de las turbo máquinas:

L = u1c u1 u2c u2

Donde:

y L es la energía específica convertida.

y u1 y u2 es la velocidad tangencial de la cuchara en los puntos donde el agua llega y sale de lamisma respectivamente.

y c u1 y c u2 son, respectivamente, las proyecciones de la velocidad absoluta del fluido sobre lavelocidad tangencial de la cuchara en los puntos de llegada y salida de la misma.

Como la velocidad tangencial de rotación de la rueda Pelton es la misma en todos los puntos deldiámetro Pelton (recuérdese la fórmula de la velocidad angular u = r ) las velocidades u1 y u2 soniguales. Entonces la fórmula de Euler se puede simplificar:

L = u (c u 1 c u 2)

La turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso, y es la más eficiente en aplicaciones donde se cuentacon un gran desnivel de agua.

Dado que el agua no es un fluido compresible, casi toda la energía disponible se extrae en la primeraetapa de la turbina. Por lo tanto, la turbina Pelton tiene una sola rueda, al contrario que las turbinas queoperan con fluidos compresibles.



Ejemplos de Aplicaciones de la turbina dePelton

Existen turbinas Pelton de todos los tamaños. Hay turbinas de varias toneladas montadas en vertical sobrecojinetes hidráulicos en las centrales hidroeléctricas. Las turbinas Pelton más pequeñas, solo de unospocos centímetros, se usan en equipamientos domésticos.

En general, a medida que la altura de la caída de agua aumenta, se necesita menor caudal deagua paragenerar la misma potencia. La energía es la fuerza por la distancia, y, por lo tanto, una presión más altapuede generar la misma fuerza con menor caudal.

Cada instalación tiene, por lo tanto, su propia combinación de presión, velocidad y volumen defuncionamiento más eficiente. Usualmente, las pequeñas instalaciones usan paletas estandarizadas yadaptan la turbina a una de las familias de generadores y ruedas, adecuando para ello las canalizaciones.Las pequeñas turbinas se pueden ajustar algo variando el número de toberas y paletas por rueda, y

escogiendo diferentes diámetros por rueda. Las grandes instalaciones de encargo diseñan el par torsor yvolumen de la turbina para hacer girar un generador estándar.



Generación de energía eléctrica

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química,

mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre ainstalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estasconstituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se hallevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugareshabitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se hanconstruido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento hasido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo songrandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenasdisfrutan de sus ventajas.

Importancia del reciclaje (Por haber usado materiales reciclados en este

proyecto)

El espíritu y esencia del reciclado es la disminución del volumen de los residuos y la optimización de loscostos de los materiales utilizados para la fabricación de nuevos artículos. El primer objetivo está concentradoen el gerenciamiento de los residuos sólidos urbanos.



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inamo (generador eléctrico)

Un dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad medianteel fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua eléctrica.

Funcionamiento

La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo,inductor, atraviesa una bobina, inducido, colocada en su centro. La corriente inducida en esta bobina giratoria,en principio alterna, es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario conel inducido, denominado colector o conmutador, constituido por unos electrodos denominados delgas. De aquíes conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento conlas delgas del colector.




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Descripción Del Proyecto

Para la elaboración de este producto se utilizo materiales reciclados, como:

1. botellas de plástico

2. Cucharas de plástico

3. Silicona

4. Alternador

5. Cable de timbre

Generar energ

ía eléctrica con el agua

Podemos producir electricidad con el agua

La energía del agua la aprovechan las turbinas hidráulicas, activadas por la masa de agua que pasa por s

interior, y que transforman la energía potencial del agua en energía mecánica.Ésta se utiliza para producir energía eléctrica, conectando el eje de la turbina con un generador deelectricidad (alternador), que transforma la energía mecánica en energía eléctrica.



La potencia eléctrica que se puede obtener depende de la cantidad de agua canalizada a la turbina, de la presióny del rendimiento eléctrico del generador. El agua que sale de la turbina es devuelta a su curso original a un nivelmás bajo respecto al que fue recogida. La propiedad más relevante de la energía hidráulica es que permiteutilizarse a pequeña escala, de forma muy económica, con la aplicación de microturbinas hidráulicas.

Microturbinas: Con potencias inferiores a 12 w, son muy adecuadas para suministrar electricidad a pequeñasgranjas o explotaciones agrícolas. Para su funcionamiento necesitan una altura de 5 a 30 m.c.a. y un caudal quevaría en función de la potencia a generar de 8 a 12 v/s.

Los sistemas micro hidráulicos encuentran su aplicación allá donde haya un suministro de energía que satisfacer yesté disponible un curso de agua, aunque limitado. Cuando hacen falta sólo algunos Kw para las necesidadesmínimas de una granja, se puede insertar directamente en el cauce de un pequeño curso de agua una turbina y un

alternador estancos, con el cable de la energía eléctrica que llega directamente a la explotación.

Para determinar la viabilidad del proyecto hay que seguir los siguientes pasos: elección del lugar, estudio de losparámetros útiles, análisis de las licencias necesarias, estudio de viabilidad de la mini central y verificación de los

costes, elección del proyectista y del constructor, gestión y mantenimiento de la instalación.

Según las características estimadas de altura y caudal, se selecciona la tipología de t urbina y el tamaño másadecuado, teniendo en cuenta que la turbina tiene que dimensionarse en base no sólo al caudal medio del año

sino también al caudal de pico de los periodos con mayor disponibilidad de agua.

También existe un dispositivo especial para generar electricidad con la presión hidráulica que no necesita el Pivot;electricidad suficiente para mover los motores y alimentar el panel de control.



Introducción:

Diariamente en todos los hogares se utiliza una cierta cantidad de agua , el agua pasa por la tuberías con u

fuerza considerable que podría ser utilizada para generar energía Eléctrica , sin afectar el flujo normal del agua

Este producto aprovecha la energía del agua para mover las turbinas mediante la masa del agua que pasa por

interior de un recipiente plástico, de esta manera se logra transformar la energía potencial del agua en energ

mecánica

Esta se utiliza para producir energía eléctrica conectando el eje de la turbina con un generador electricida

(alternador), que transforma la energía mecánica en energía eléctrica.

Características

Hacerlo no es muy costoso ya que para la elaboración de este generador de energía eléctrica por medio del agu

se lo puede elaborar con materiales reciclados.

No se va a desperdiciar ninguna cantidad de agua durante el funcionamiento ya que se utiliza la fuerza del fluido

del agua y se tiene como objetivo principal la producciónde energía eléctrica

Su producción de energía es de 6 a 12 voltios, esto depende de la fuerza del agua al momento de hacer girar la

turbinas que se encuentran en el recipiente plástico.

Esta energía eléctrica puede ser almacenada en una batería, para que sea más óptimo su uso y así como tambié

sea beneficioso para quienes deseen adoptar esta medida sustentable.

Se lo podría aplicar para suministrar electricidad a pequeñas granjas o explotaciones agrícolas.

Viabilidad

Para determinar la viabilidad del proyecto hay que seguir los siguientes pasos: elección del lugar, estudio de los

parámetros útiles, análisis de las licencias necesarias, estudio de viabilidad de la mini central y verificación de los

costes, elección del proyectista y del constructor, gestión y mantenimiento de la instalación.

Según las características estimadas de altura y caudal, se selecciona la tipología de turbina y el tamaño más

adecuado, teniendo en cuenta que la turbina tiene que dimensionarse enbase no sólo al caudal medio del año

sino también al caudal de pico de los periodos con mayor disponibilidad de agua.



6.- M ¡

¢ £ ¢ ¤ ¢ ¥ ¦

§

1. Bús ¨ © de información en internet de ejemplos de generadores eléctricos.1.1 Investigación sobre cómo hacer una turbina de Pelton1.2 Investigar tipos de generadores y cuál era el mas recomendado

1.3 Investigación del funcionamiento del dinamo.1.4 Investigación de la estructuras de los generadores eléctricos.2. Diseño de la estructura fí sica del generador eléctrico.3. Bús ̈ ueda de materiales 4. Armado del primer dispositivo(Fallo)5. Armado y corrección de errores

7.- C ¢ ¢ ¥ AMA

SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4

Bús ueda de

información en

internet de ejemplos de generadores eléctricos.

Investigación del

funcionamiento del

dinamo

Construcción I Armado del primer

dispositivo

Investigación sobre

cómo hacer una

turbina de Pelton

Investigación de la

estructuras de los generadores eléctricos.

Diseño de la

estructura fí sica del

generador eléctrico.

Pruebas (Fallo)

Investigar tipos de

generadores y cuál

era el más recomendado

Cotización de precios. Bús ueda de

materiales Armado y corrección

de errores

5. Objetivos

Objetivo General:

Construcción de un generador eléctrico aprovechando la presión del agua de las tuberías en los hogares.

Objetivos específicos:

Reducir el consumo de energía eléctrica producida por la carga de celulares y reproductores multimedia.

Reducir el impacto ambiental.



9.- BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Dinamo_%28generador_el%C3%A9ctrico%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_Pelton

http://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.libros.redsauce.net/http://es.libros.redsauce.net/index.php?MECANICADEFLUIDOS

Recursos Humanos:

Chávez Lenin. Investigación, Construcción, Documentación.Ramírez Wali. Pruebas.Tirira Rubén. Investigación, Diseño, Construcción.

Recursos Materiales:Botella reciclada de tesalia 0.00Botella reciclada de aceite 0.00Cucharas Plásticas Recicladas 0.001 clavito 0.05Dinamo 10.005 barras de Silicona 1.252 Diodos led 0.201 metro de cable de timbre 0.25

Transporte: 5.00

Herramientas:

Pistola de siliconaCautínTijeras

Costo Total: 16.70


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8.- RECURSOS

Es necesario especificar los recursos físicos, talentos humanos y económicos o presupuestarios que s

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