Proyecto Generador Electrico Casero

PROYECTO: GENERADOR HIDROELÉCTRICO HIDROELÉCTRI CO CASERO

PROFESORA: SARA PALOMINO CURSO: CIENCIA Y AMBIENTE

INTEGRANTES:

Hacker ciber

[Escribir el título del documento]

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

INDICE

Resumen......................................................................................................... Planteamiento del problema......................................................................... Objetivos........................................................................................................ Importancia..................................................................................................... Marco teórico................................................................................................. Hipótesis......................................................................................................... Materiales y métodos..................................................................................... Materiales....................................................................................................... Método:........................................................................................................... Resultado....................................................................................................... Discusión........................................................................................................ Conclusión..................................................................................................... Revisión bibliografica.................................................................................... Agradecimiento.............................................................................................. ANEXOS..........................................................................................................

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

INTRODUCCION:

La electricidad que se genera aprovechando la energía del agua (primero potencial y luego mecánica) se llama hidroelectricidad. "Hidro", viene del latín y significa agua.

Este tipo de energía eléctrica se produce en plantas generadoras conocidas como centrales hidroeléctricas. En estas, en términos simples, la fuerza ejercida por un caudal de agua que cae sobre las hélices de una turbina hace girar un generador que va acoplado a ella, produciendo electricidad.

La primera central o planta generadora hidroeléctrica que produjo electricidad para consumo público se instaló en Inglaterra (1880). Sin embargo, la energía del movimiento del agua ya se usaba para hacer girar ruedas hidráulicas que hacían funcionar máquinas sencillas como un molino.

Las mejoras en los generadores y turbinas hidráulicas hizo que las centrales mejoraran su rendimiento, lo que resultó fundamental para cubrir la creciente demanda eléctrica que surgió a principios del siglo XX.

 Así, la primera central de importancia (en tamaño y rendimiento) se construyó en 1895, en las cataratas del Niágara (EE.UU.). En 1920, las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad. La primera central hidroeléctrica en Chile (y la segunda en

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Sudamérica) fue Chivilingo (hoy VIII Región), se inauguró en 1897 y estuvo en funcionamiento hasta 1976.

Electricidad en el mundo

La energía hidroeléctrica cubre cerca del 20 % de las necesidades mundiales. Si se considera en términos absolutos, Canadá, Brasil y China son los mayores productores de electricidad.

Centrales hidroeléctricas

En nuestro país, las centrales que abastecen el Sistema Interconectado Central (el más grande, los sistemas interconectados que existen, pues cubre desde Taltal a Chiloé) son 35 y se encuentran distribuidas entre la Cuarta y la Décima región (no hay en la IX Región). De este total, 26 son centrales de pasada y nueve de embalse.

El agua y la energía

Las centrales hidroeléctricas son las que utilizan los caudales de los ríos en la primera parte de su recorrido hacia el mar.

En términos simples, en las centrales, el agua baja con fuerza a través de grandes tuberías, para llegar a una turbina (especie de rueda con hélices) haciéndola girar. De esta manera, se obtiene la fuerza suficiente para mover el rotor (parte giratoria) de un gran generador eléctrico. Aquí se producen grandes tensiones eléctricas que luego se llevan a las ciudades, a través de cables conductores.

Las centrales pueden ser de dos tipos: las de pasada y las de embalse. Las primeras son las que reciben el paso de agua por sitios con gran inclinación, y por lo tanto, la fuerza de la caída no alcanza para mover las turbinas. Sin embargo, cuando la inclinación del terreno no es sufuciente para provocar la fuerza de la caída, o bien, por la variabilidad hidrológica de una zona, se

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

construyen los embalses. Estos son altos y grandes dépositos artificiales flanqueados por murallones que permiten almacenar agua.

El generador por dentro

La unidad generadora de electricidad de una central está compuesta de varios elementos, entre ellos, una tubería que transporta el agua del embalse y desemboca en un caracol que recibe las aguas que, con la enorme presión de la caída, ponen en movimiento la turbina.

 Aquí se produce la primera transformación de la energía potencial del agua en energía mecánica. El eje de la turbina en su parte superior tiene instalado el rotor del generador que gira dentro de un estator fijo, este último es una estructura metálica, recubierta internamente por circuitos conductores de cobre.

Como se señaló, el rotor que gira en el interior del estator, está compuesto por  una serie de circuitos que al ser alimentados por una pequeña cantidad de corriente se transforman en electroimanes. Girando el rotor con los electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del estator y con ello se ha efectuado una segunda transformación de la energía mecánica en energía eléctrica.

Clasificación de las centrales

Según su capacidad, las centrales pueden clasificarse en cuatro tipos: las grandes centrales, con una potencia superior a los 5MW (MW o Megavatio equivale a un millón de vatios); las pequeñas centrales, que poseen una potencia mayor a 1MW pero inferior a los 5MW; las minicentrales con potencia superior a los 100 KW (KW o Kilovatio equivale a 1.000 vatios) pero menor a 1MW; las microcentrales son las que tienen una potencia mayor a 1,5 KW e inferior a los 100 KW y los hidrocargadores, cuya potencia es menor que 1,5KW y generan electricidad en corriente continua (para cargar baterías).

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

I. TÍTULO DEL PROYECTO PROYECTO:

“GENERADOR HIDROELÉCTRICO CASERO”

A. RESUMEN:

El proyecto de construcción de un pequeño generador hidroeléctrico es un proyecto educativo que busca despertar el espíritu ecologista de las personas. La hidroelectricidad es actualmente una de las grandes fuentes de producción de electricidad en el mundo (cerca del 16% de la electricidad producida en el 2009 fue gracias a las hidroeléctricas según datos de la Agencia Internacional de Energía).

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A. PROBLEMA La principal causa de la crisis eléctrica fue la falta de previsión en los últimos años, el estado no previó el crecimiento de la población y el aumento de la demanda. Las nuevas inversiones que se hicieron fueron insuficientes y el mantenimiento de las plantas termoeléctricas ya existentes fue nulo. La represa hidroeléctrica fue descuidada y trabaja a una f racción de su capacidad.

B. OBJETIVOS • Nutrir de energía a las poblaciones rurales. • Evitar la contaminación y preservar los recursos energéticos.

C. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACION

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

La investigación se realiza con la finalidad de poder producir energía eléctrica mediante el agua y evitar la contaminación, dando una solución a las viviendas rurales que no cuentan con corriente eléctrica a un costo mínimo

III. IMPORTANCIA La población beneficiaria serán las poblaciones rurales que no cuenta con energía eléctrica pero cuenta con recurso hídrico.

IV. MARCO TEORICO



Disponibilidad: El ciclo del agua lo convierte en un recurso inagotable.



Energía limpia: No emite gases "invernadero", ni provoca lluvia ácida, ni produce emisiones tóxicas.



Energía barata: Sus costes de explotación son bajos, y su mejora tecnológica hace que se aproveche de manera eficiente los recursos hidráulicos disponibles.



Trabaja a temperatura ambiente: No son necesarios sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan.

El almacenamiento de agua permite el suministro para regadíos o la realización de actividades de recreo.

La regulación del caudal controla en riesgo de inundaciones.

A. HIPÓTESIS Si industrializamos el agua para poder producir energía eléctrica mediante la hidrólisis podremos suplir la deficiencia de energía eléctrica en las viviendas rurales.

VI. MATERIALES Y METODOS:

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Construir nuestro generador. El generador tiene dos partes:

- El estator , que es la parte que no se mueve y es equipada con las bobinas para colectar electricidad. - El rotor , que es la parte que se mueve y que tiene los imanes que inducen electricidad en las bobinas.

Lo primero que debemos hacer es imprimir los discos.

Esta impresión debe ser pegada a una pieza de cartón corrugado, de preferencia con goma en barra para que no se formen grumos al pegarla. Con la ayuda de una navaja, corta cuidadosamente el rotor y el estátor.

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Usando un clavo, haz un pequeño hueco en el centro del rotor y uno mayor en el centro del estátor (del tamaño del círculo que está dibujado). Dobla un pedazo de cartón de 3 x 16 cm por la mitad y pasa cinta aislante alrededor de ella para mantenerlo de esta forma. Este cartón será nuestra guía para crear las bobinas. Prepara 8 tiras de 4cm de cinta aislante y tenlas listas antes del siguiente paso. Enrolla el cable de cobre esmaltado a través de la guía para formar la primera bobina de manera que esta tenga unas 200 vueltas, no sin antes dejar unos 10 cm sin enrrollar para que sean los conectores. Con cuidado, saca la guia de la bobina y usa las cintas aislantes para mantener la forma de la bobina. Raspa el esmalte de las puntas de cada cable con una lija (aproximadamente un cm de cada punta). Asegurate que el cable esa porción del cable este totalmente sin esmalte. Repite los pasos anteriores para hacer otras tres bobinas.

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Construcción de la bobina 

Coloca las bobinas sobre el disco del estator, respetando el sentido indicado por la planilla (dos bobinas en enrolladlas en sentido horario y dos en sentido anti horario). Une los cables de tal manera que la corriente pueda seguir el camino indicado por las flechas, comenzando por la bobina anti horaria del lad o inferior izquierdo. La unión de los cables debe ser hecha enrollando los lados sin esmalte de cada bobina. Coloca cinta aislante para cubrir las conexiones.

Verifica que tus conexiones sean correctas midiendo la resistencia del circuito con un multimetro. Si las conexiones están bien hechas, la resistencia debe ser  pequeña (< 10 ohm).

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Una vez confirmado el buen funcionamiento, pega las bobinas al estator  usando silicona. Espera que la silicona seque antes de colocar la siguiente bobina.

Obtén 4 imanes de tipo cerámico o de tierras raras de más o menos 18 mm de diámetro. Usando una brújula magnética determina la polaridad de cada lado del imán y marca el polo norte de dos imanes y el sur de los otros dos.

Pega los imanes con silicona de tal manera que la polaridad se alternada (N-SN-S). La posición y la polaridad están descritas en la planilla del rotor.

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Rotor 

El eje será construido con un tarugo de madera de 20 cm x 1/4"; Con un tajador o cuchilla, sacar la punta del tarugo.

Para construir la turbina, debemos perforar el centro de un corcho de 3 a 5 cm con un taladro de 1/4". Coloca el corcho sobre la planilla y usando un lapicero marca los lugares donde se colocaran las cucharas.

Usando una navaja, perfora los lugares marcados. Corta el mango de 8 cucharas de plástico dejando un centímetro de mango. Inserta las cucharas en el corcho y ajusta el ángulo y la profundidad de cada cuchara de manera

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

que estas se encuentren espaciadas y tengan el mismo ángulo de inclinación en relación al corcho. Pega con silicona las cucharas en el corcho.

Turbina

Consigue una galonera de 4 L de forma rectangular y corta con tijeras o navaja la parte inferior como se ve en la foto.

Usando una regla, encuentra el centro de unos de los lados laterales. Marca este punto con plumón indeleble. Repite el trabajo en el lado contrario. Perfora ambos lados con un taladro de 1/4" en la marca que hiciste.

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Con ayuda de chinches asegura el estátor a uno de los lados del envase de tal manera que el centro del estátor coincida con el centro del envase.

Con ayuda de una tijera corta 2 pedazos de 1 cm cada uno de un tubo de pvc de 1/4". Pasa el tubo a través del centro del envase plástico y del estátor y del eje como se ve en la figura.

Vista desde la parte inferior del envase

Inserta el tarugo a través de la turbina y el envase como se ve en la figura anterior. Posiciona la turbina dentro del envase de manera que las cucharas estén debajo del cuello de botella. Ajusta también la posición del tubo de vinilo de manera que estos no toquen el

interior del envase. Ahora coloca el

segundo tubo después del estator. Los tubos ayudaran a mantener todas las

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

partes de la turbina en su posición cuando esta gire. Gira la turbina para comprobar que la turbina no golpee el lado interior del envase.

Inserta el rotor en el eje. Los imanes deben estar a unos 2 o 3 mm de las bobinas. Gira el eje para comprobar que los imanes no golpeen las bobinas.  Ajusta el ángulo del disco si es necesario.

Si el rotor gira sin problemas, fija la posición de él colocando silicona caliente sobre el tarugo.

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

Coloca el envase cerca de un caño y haz girar la turbina con agua. Mide con un multimetro la energía que produces.

V. RESULTADOS Se obtiene energía suficiente como para poder producir energía para un foco y así damos iluminación a un ambiente de una vivienda.

VI. DISCUSIONES Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía eléctrica. Mantiene por tanto una diferencia de potencial entre dos puntos denominados polos. Por la ley de Faraday, al hacer girar una espira dentro de un campo magnético, se produce una variación del flujo de dicho campo a través de la espira y por tanto se genera una corriente eléctrica. | El la figura anterior, la espira rectangular rota dentro de un campo magnético, por lo que el flujo del campo a través de ella varía. Se crea una corriente que circula por la espira, por lo que entre los bornes (representados en verde)

aparece una diferencia de potencial ΔV (fuerza electromotriz inducida). En las centrales de generación de energía eléctrica (nucleares, térmicas, hidráulicas...) la energía mecánica que el generador transforma en energía eléctrica proviene del movimiento de una turbina, accionada dependiendo del tipo de central por vapor de agua, aire o agua. En la figura inferior se ha

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA” 

[Escribir el título del documento]

representado esquemáticamente el sistema de generación de energía eléctrica de una central hidráulica. | En la parte inferior de la figura se observan las palas de la turbina (accionada por agua) y las compuertas verticales que sirven para regular el caudal de agua que entra a la turbina. En la parte superior está representado el generador de energía eléctrica. Dicho generador consta de dos partes: * El estátor, que es la parte estática del generador. Actúa como inducido. * El rotor, que es la parte móvil conectada al eje de la turbina. Es el que actúa como inductor.

VIII. CONCLUSIONES 1. Las familias que no cuentan con energía eléctrica mediante el generador  casero obtiene electricidad para sus viviendas y poder iluminar sus noches. 2. La conservación del medio ambiente evitando el uso de petróleo para producir energía. 3. La utilización de materiales caseros desechados.

IX REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS • Internet

Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA”