Generador Hidroeléctrico informe

Generador Hidroeléctrico. Josué Isaac Hernández Hernández, Mirna Yaneth Rodríguez Euceda.

Sección de física, Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas. Facultad Multidisciplinaria Oriental, Universidad de El Salvador. Resumen

En esta práctica lo que se ha pretendido es obtener energía eléctrica a través de un generador hidroeléctrico casero, el cual aprovecha el flujo de una corriente de agua que hace girar una turbina que a su vez envía la energía mecánica proporcionada por el movimiento de la turbina, hacia un generador el cual transforma esta energía en electricidad. Usando este fundamento se ha intentado replicar cómo funcionan las centrales hidroeléctricas, pero a una escala menor, ya que en vez de llevar energía eléctrica para hacer funcionar electrodomésticos, solo se encenderá un foquito led.

Abstract

This practice what has been tried is to get electricity through a hydroelectric generator home, which takes advantage of the flow of a stream of water that turns a turbine which in turn sends the mechanical energy provided by the movement of the turbine, to a generator which converts this energy into electricity. Using this foundation has tried to replicate how the hydro, but on a smaller scale, because instead of bringing electricity to run appliances, only light a LED light bulb. Palabras clave.

Generador, turbina, energías renovables, central hidroeléctrica. Introducción.

En la era de la tecnología y de las comodidades, es difícil imaginar cuántas de nuestras actividades diarias pueden hacerse sin energía. En los países desarrollados sólo somos conscientes de su importancia cuando nos falta. Un corte de suministro eléctrico a causa de una avería nos deja prácticamente  paralizados. Dado el incremento cada vez mayor de la demanda energética, lo responsable es tener la mayor eficiencia energética posible en la vida diaria. Se trata de conseguir más con menos. En función de su origen, las principales

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Ilustración 1: partes de una central hidroeléctrica.

clases de energía son dos. Las energías renovables y las no renovables. Las primeras se extraen de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón o el gas, así como de minerales como el uranio, que produce energía eléctrica. Dado que sus reservas son limitadas y van disminuyendo, sus costes de explotación son cada vez más elevados, lo que nos obliga a hacer un consumo más responsable en el día a día. El resto del consumo de energía primaria se cubriría con energías renovables, como la energía solar, hidráulica y eólica. Éstas provienen de recursos naturales a los que se puede acudir de forma  permanente, como el sol y el viento y tienen un impacto ambiental nulo en la emisión de gases de efecto invernadero, como el CO . También se consideran energías renovables la  biomasa, la energía mareomotriz (aprovecha las mareas), la de las olas y la geotérmica. ₂

La energía obtenida a través de centrales hidroeléctricas, es una de las más limpias que se  pueden considerada desde el momento que no usan ningún combustible para generar vapor, ni vapor para mover un motor que genere electricidad, utilizando la energía de la caída del agua. ¿Cómo podemos obtener electricidad a partir de agua? “Una turbina convierte la energía hidráulica del agua que fluye en energía mecánica. Un generador hidroeléctrico, convierte esta energía mecánica en electricidad. El funcionamiento de un generador se basa en los principios descubiertos por Faraday, que encontró que cuando un imán se mueve, hace que la electricidad fluya. En un gran generador, electroimanes realizan mediante la circulación de corriente a través de lazos de alambre enrollado alrededor de pilas de láminas de acero magnético. Son los llamados polos de campo, y se montan en el perímetro del rotor. El rotor está unido al eje de la turbina, y gira a una velocidad fija. Cuando el rotor gira, hace que los polos de campo (los electroimanes) superaren a los conductores montados en el estator. Esto, a su vez, hace que la electricidad fluya hacia la salida de terminales del generador. “

El principio básico de la generación de energía hidroeléctrica, consiste en que la energía  potencial gravitatoria es almacenada en el agua por encima de la represa. Debido a la gran altura del agua, que llegará a las turbinas con mucha fuerza ejerciendo una alta presión sobre las mismas, lo que significa que  podemos extraer una gran cantidad de energía de ella. Luego, el agua fluye por el cauce del río en su curso normal. Si bien las ventajas comparativas que presenta la generación de energía eléctrica a partir de Ilustración 2: central hidroeléctrica centrales hidroeléctricas instaladas sobre importantes cursos de agua, principalmente por la no utilización de combustibles fósiles evitando la contaminación del medio ambiente, son importantes, el impacto que se produce 2

en la zona de instalación muchas veces ocasiona que grupos poblacionales tengan que ser relocalizadas, ya que la barrera artificial que se construye para albergar las turbinas, forma un lago de grandes dimensiones que se introduce por varios kilómetros en las costas anteriores a la represa . Además, los costos de construcción y el tiempo necesario para realizar su instalación son grandes por lo que exige inversiones de mediano y largo plazo que muchas veces son dejadas de lado por la urgencia del problema, entrando en un círculo vicioso que impide la solución definitiva del déficit energético en los países. Procedimiento experimental.

Al principio se utilizó un ventilador de computadora el cual fue colocado en un soporte, este servirá como turbina, después fijamos nuestro generador a otro soporte teniendo en cuenta que el centro de rodaje debe de quedar en dirección del centro de rodaje de la turbina. Después de hacer esto, se colocó una banda elástica en el centro de rodaje de la turbina y el generador, esto se hace de tal manera que cuando la turbina gire, también lo hará el generador. Luego se conectaron dos cables al generador, los que a su vez irán conectados al foquito LED siempre teniendo en cuenta la polaridad. Como ya está listo nuestro montaje experimental, procedemos en conectar una manguera a un grifo de agua (chorro) y colocamos el flujo de agua en la turbina directamente, permitiendo que esta gire.

Ilustración 3: montaje experimental

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Análisis de resultados.

Cuando hacemos que el agua mueva la turbina esta transmite energía al generador, lo que se observo es que si el agua tiene un flujo débil, la turbina se mueve lentamente y nuestro foquito led no enciende. Esto pasa por que la turbina ni gira lo suficientemente rápido como  para generar energía por lo tanto la energía mecánica que se transforma en energía eléctrica no es suficiente como para hacer que se ilumine el foquito led. Pero a medida se aumenta el flujo de agua, esta hace que la turbina adquiera mayor velocidad, por lo tanto transmite mayor energía al generador y nuestro foquito led enciende. Si la velocidad en el flujo del agua sigue aumentando, la intensidad de la luz de nuestro led aumenta eventualmente. Como el flujo del agua no es constante, la luz en el foquito led se vuelve intermitente, aunque por unos segundos se logró que el flujo del agua fuera constante, lo que hizo que la intensidad en la luz del led fuera constante también. Conclusiones.  

Un generador de energía hidroeléctrica es una forma viable y factible de obtener energía eléctrica limpia. Al ser un generador casero, lo que lo hace bastante pequeño hace que la energía eléctrica generada sea mínima. De lo contrario si fuese de un tamaño superior y si se colocara en un afluente de agua con flujo constante como un rio, se generaría más  potencia, lo suficiente como para hacer funcionar circuitos más elaborados y que requieren de una cantidad mayor de corriente

Bibliografía.   

http://twenergy.com/energiasrenovables http://www.inspira.es/energia-hidroelectrica http://ec.europa.eu/europeaid/where/latin-america/regionalcooperation/laif/laif_in_el_salvador_es.htm

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