NUMERO 09DST0016A PROYECTO TÉCNICO GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD PARA UNA CASA-HABITACIÓN CON ENERGÍAS LIMPIAS

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1 1 ESCUELA SECUNDARIA TÉCNICA 16 TOMAS ALVA EDISON NUMERO 09DST0016A PROYECTO TÉCNICO GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD PARA UNA CASA-HABITACIÓN CON ENERGÍAS LIMPIAS Nuestro proyecto se centra en un pequeño modelo a escala de una casa habitación donde a través de un generador eólico y celdas fotovoltaicas obtenemos energía eléctrica la cual será canalizada a los diferentes aparatos de uso doméstico y alumbrado para satisfacer las necesidades básicas de la misma. 1/ Maqueta del proyecto, imagen propia. NOMBRE DE LOS ALUMNOS: CASTAÑEDA LUNA CARLOS ALBERTO. CHÁVEZ FARFÁN ULISES. DE LA ROSA RIVERA CRISTIAN GIOVANI. SERVÍN BARRIGA OSVALDO. NOMBRE DEL ASESOR: PROF: JOSÉ JUAN DURAN CASTILLO

2 2 PROYECTO TÉCNICO GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD PARA UNA CASA-HABITACIÓN CON ENERGÍAS LIMPIAS IDENTIFICACIÓN Y DELIMITACIÓN DEL TEMA O PROBLEMA El uso de combustóleo para generación de energía eléctrica se ha ido reduciendo en el mundo, en la medida en que los gases de efecto invernadero aumentan; México es uno de los pocos países en los que todavía se utiliza combustóleo para generar electricidad, de hecho, hasta hoy casi toda la generación de energía eléctrica a través de las centrales termoeléctricas se lleva a cabo con este combustible. Una solución al combate de los gases de efecto invernadero son las fuentes de energía alternativas que sustituyan a las fuentes de energía no renovables por energías limpias como es el caso del uso de generadores eólicos y celdas fotovoltaicas en congruencia sin lugar a dudas con el ahorro de energía eléctrica. Por esta razón nuestro proyecto tiene como propósito fomentar el uso de energías limpias para la generación de electricidad y como una alternativa también para el autoabastecimiento reduciendo bimestralmente el pago de energía eléctrica a CFE. RECOLECCIÓN, BÚSQUEDA Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN Para la elaboración del proyecto es necesario saber el funcionamiento de cada uno de los componentes del mismo: GENERADOR EÓLICO Un generador eólico o aerogenerador, es básicamente un gigantesco molino de viento conectado a un generador eléctrico que aprovecha la fuerza del viento para mover las aspas del molino y producir energía. A mayor caudal de viento mayor cantidad de giros hará la hélice del aerogenerador, produciendo más energía. Los aerogeneradores generalmente van conectados al sistema de interconexión eléctrica, de tal manera que se disponga de la energía generada inmediatamente se produce. La energía producida por los aerogeneradores es completamente limpia, no produce ningún tipo de contaminación ni residuos, por lo que se considera uno de los sistemas de generación de energía más limpios que existen actualmente. Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o conectados entre sí formando un parque eólico. La implementación de sistemas de generación de energía a partir de aerogeneradores está siendo aplicada con éxito alrededor del mundo, debido principalmente al aumento de la demanda de energía y a los altos costos de generación de energía a partir de combustibles no renovables y su impacto en el medio ambiente.

3 3 2/ Generador eólico. Imagen recuperada de: 3/ Generador eólico de casa. Recuperado de:

4 4 CELDAS FOTOVOLTAICAS Los paneles o módulos fotovoltaicos están formados por un conjunto de células que producen electricidad a partir de la luz solar que incide sobre ellos. La finalidad de esta energía que obtenemos del sol es utilizarla de la manera más correcta, pero como se sabe es necesario convertir la energía que nos proporciona el sol, en este caso en forma de radiación electromagnética en electricidad. Las instalaciones fotovoltaicas requieren para su funcionamiento el acoplamiento de cuatro subsistemas principales los cuales sirven de acondicionamiento: 1.- Subsistema de captación: cuya finalidad es la captación de la energía solar. 2.- Subsistema de almacenamiento: cuya finalidad es adaptar en el tiempo la disponibilidad de energía y la demanda, acumulándola cuando está disponible, para poderla ofrecer en cualquier momento en que se solicite, en baterías. 3.-Subsistema de regulación: cuya finalidad es proporcionar la regulación de carga y descarga de la batería y el control necesario en instalaciones fotovoltaicas. 4.-Subsistema de distribución y consumo: cuya finalidad es trasladar a los puntos de consumo la electricidad producida, adaptándola a las necesidades cuando sea necesario. 4/ Diagrama CONSTRUCCIÓN DE LA IMAGEN-OBJETIVO El proyecto tiene como propósito fomentar el uso de energías limpias para la generación de electricidad y como una alternativa también para el autoabastecimiento reduciendo bimestralmente el pago de energía eléctrica a CFE, dicho proyecto está representado a escala utilizando materiales de bajo costo como son: madera, cartón, alambres eléctricos un motor eléctrico a 12 volts, foco ahorrador de luz, una celda fotovoltaica pegamento fuente de alimentación a 12 volts y diversos materiales para su elaboración

5 5 como el protoboard, resistencias de diferentes valores, relevador eléctrico, transistores circuito integrado 555 capacitores electroliticos etc.

6 6 5/ Materiales, imagen propia. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Ventajas de la energía eolica: 1.- Su impacto al medio ambiente es nulo: no emite sustancias tóxicas o gases por lo que no causa contaminación al aire y el suelo, y no contribuye al efecto invernadero y al calentamiento global. 2.- El viento es una fuente de energía inagotable, abundante y renovable 3.- La energía eólica es una de las fuentes más baratas. 4.- El sistema de generación no requiere mayor mantenimiento, aparte de una revisión periódica de las baterías, en caso de tenerlas, y una limpieza de las aspas en épocas secas. 5.- El proyecto se puede realizar en un periodo de tiempo corto. Ventajas de las celdas fotovoltaicas: 1.-La energía solar es un recurso renovable por ser parte del medio ambiente. 2.-Los paneles solares son muy fiables requieren un mínimo de mantenimiento. 3.- Los paneles solares no emiten ruido ni emiten sustancias contaminantes al medio ambiente. 4.- A largo plazo resulta más económico instalar estos paneles que comprar energía a CFE, tiene un costo inicial pero al final el costo-beneficio es mucho mayor. 5.- Se puede ser totalmente autosuficiente sin conectarse a la red eléctrica. Se puede decir que tanto la energía eólica y la solar están siendo utilizadas como alternativas energéticas, ya que este tipo de energía son de las que menos contaminan, no dañan la capa de ozono, no destruyen el suelo ni contaminan el aire. Los beneficios de este tipo de energías, son a nuestro entender, es que nos proporciona energía de una manera más económica, limpia e inagotable, a diferencia de otras fuentes que nos pueden proporcionar energía como por ejemplo el petróleo que es más caro, contaminante y es un recurso no renovable.

7 7 PLANEACIÓN Cabe aclarar que el proyecto a elaborar fue un tanto ilustrativo ya que de llevarlo a cabo en el presente inmediato los costos de un generador de estas características y la combinación con el panel solar el costo sería significativo en esta etapa se llevaron a cabo determinadas acciones entre ellas destacan la participación equitativa de cada uno de los integrantes estas fueron entre otras: 1.- La elaboración del boceto en papel bond con las diferentes sugerencias y propuestas por parte de los tres integrantes del equipo (Carlos Cristian y Ulises). 2.-Carlos fue el encargado de cotizar todos los materiales y conseguirlos su costo total no llego a los $220 pesos y estuvieron a tiempo para elaborar el producto. 3.- Ulises fue el encargado de diseñar las medidas y espacios en la maqueta para instalar el generador, el panel solar el banco de baterías el protoboard armado etc. llevando un tiempo de 2 horas. aproximadamente 4.-Cristian fue el encargado de elaborar y colocar físicamente cada uno de los elementos que integran el proyecto como el pegado de los palos de madera la instalación del generador la distribución de los cables a la batería y a la celda solar llevando un tiempo de 3 horas en terminar. 5.-Los tres integrantes del equipo fueron los encargados de armar el protoboard con sus componentes. 6.-Los tres integrantes del equipo fueron los encargados de presentar a la comunidad escolar las ventajas de emplear este tipo de energías limpias. EJECUCIÓN DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA Se llevaron a cabo las acciones instrumentales y estratégicas del proceso técnico que permitieron obtener la situación deseada o la resolución del problema. Las acciones instrumentales puestas en marcha fueron estas: 7/ FIGURA No.1 8/ FIGURA No.2 Armado de materiales, imagen propia. Armado de materiales, imagen propia.

8 8 9/ Figura no. 3 10/ Figura no.4 Armado de materiales, imagen propia. Armado de materiales, imagen propia. 11/ figura no. 5 12/ figura no. 6 Armado del generador, imagen propia. Armado del protoboard, imagen propia.

9 9 13/ Figura no. 7, Imagen propia. 14/ Figura no. 8 Prueba del funcionamiento del circuito instalado en el protoboard, imagen propia. 15/ Proyecto funcionando, imagen propia.

10 10 16/ Proyecto funcionando, imagen propia. EVALUACIÓN Al evaluar el proyecto consideramos estos aspectos: 1.- AMBIENTAL: Dejaremos de producir gases de efecto invernadero logrando nuestro objetivo inicial. 2.-SOCIAL: Nuestra comunidad escolar aprenderá cómo funciona este tipo de energía limpia y la podrá utilizar (eólica y solar). 3.-ECONÓMICO: Reduciremos el pago bimestral de electricidad y se podrá utilizar para otra necesidad básica. 4.-CULTURAL: La población tendrá un conocimiento más amplio del uso de energías limpias que podrá compartir con las localidades vecinas.

11 11 COMUNICACIÓN Los canales de difusión que utilizaremos son: 1.-Conductos visuales: Carteles, revistas, libros, documentales, maquetas, reportajes y noticias, la información mostrará imágenes impactantes acerca de las consecuencias y causas del calentamiento global al seguir utilizando recursos no renovables se planea además realizar exposiciones que permitan mostrar el problema ambiental que se desea resolver, así como las posibles soluciones a ello. Se ha pensado en esto, porque estos recursos permiten al receptor participar de manera activa, puesto que es posible que exprese dudas, ofrezca ejemplos y posibles soluciones, aporte datos, experiencias, etc. 2.-Canales audiovisuales: Películas que traten sobre el cambio climático, documentales, cortometrajes, presentaciones y videos con el objetivo de reforzar todo lo aprendido ya que el contenido de estos involucraremos una presentación de nuestro proyecto, energías alternativas como medio de solución, etc. Todo esto con el apoyo y participación de alumnos, y profesores. BIBLIOGRAFÍA Enríquez H. G. (1992). Fundamentos de sistemas eléctricos por relevadores. México. IPN. Ed. Noriega. Enríquez H. G. ( ). Manual de instalaciones eléctricas residenciales e industriales. México. IPN. Ed. Noriega. Gutiérrez M. J., ( del FIDE. Jacobo M. J. ( Jacobo M. J. ( ). Administración de la energía eléctrica. México. Revistas técnicas ). Electrónica educativa tomo I. México. Ed. Trillas. ). Electrónica educativa tomo II. México. Ed. Trillas. Juárez C. J. ( Juárez C. J. ( ). Instalaciones eléctricas en alta tensión tomo I. México. IPN Ed. IPN. ). Instalaciones eléctricas en alta tensión tomo II. México. IPN Ed. IPN.

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