GENERACIÓN POSIBLE DE ELECTRICIDAD

Transcripción

1 PRÁCTICA:GENERACIÓN RACIÓN POSIBLE DE ELECTRICIDAD Carmen Ramos Gutiérrez José Antonio Calzada Barrera Miguel Cintas Calvo Antonio Gómez González José Antonio Cabrera Martín

2 ÍNDICE 1. Introducción. 2. Objetivo. 3. Descripción de la práctica. 4. Materiales necesarios. 5. Descripción del trabajo realizado: Fabricación y montaje. 6. Cálculos. 2

3 1.Introducción. Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía 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 en las 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 presas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen. La Pico Hidroenergía (Pico-Hidro) es la energía eléctrica generada mediante el uso de turbinas hidráulicas con una potencia no mayor a los 5 kilovatios. Esta tecnología permite el aprovechamiento de pequeñas fuentes de agua, así, hasta un riachuelo puede suministrar energía eléctrica a varias viviendas rurales. Además, típicamente constituye la tecnología de más bajo costo para electrificación en zonas alejadas de la red de energía. La Pico Hidro posee varia ventajas. A diferencia de las hidroeléctricas de gran tamaño, no requiere represas o embalses, de forma que el impacto ambiental (destrucción de la naturaleza, alteración de ecosistemas) es mínimo. La turbina puede ser fabricada en un taller local. Basta con un pequeño arroyo para suministrar el caudal. En la medida que esta tecnología se difunda aún más, constituirá una herramienta para el progreso y mejoramiento del nivel de vida de las poblaciones que viven en regiones apartadas en diferentes países del mundo. Muchos de los problemas de los lugares más desfavorecidos se podrían resumir en una falta de una producción estable de energía eléctrica. Algo que para nosotros es algo normal e incuestionable puede resultar todo un lujo para mucha gente. La producción de energía aprovechando las fuentes naturales así como material ya existente de bajo coste (como chatarra), sin necesidad de grandes plantas, debería ser una prioridad en lugares donde la industria apenas se conoce. 3

4 La falta de acceso a la energía eléctrica ocasiona que muchas de estas personas carezcan de los más elementales servicios de salud y educación, así como de agua potable, comunicaciones e información. Muchos niños mueren antes de cumplir su primer año de vida y no existen campañas de inmunización por falta de refrigeración para las vacunas.más de 40 % de la población mundial carece de acceso permanente al servicio eléctrico. Contar con servicios de energía confiables y de costo razonable para la agricultura, la industria, el comercio y el uso doméstico es fundamental para aumentar la productividad y la producción y también para elevar el nivel de bienestar de los pobres. Sin embargo, en muchos países,los hogares y las empresas carecen de ellos o deben pagar un alto costo, o bien el suministro es poco confiable. En algunos países de África al sur del Sahara, menos del 5% de las familias rurales cuenta con electricidad. De mantenerse las actuales tasas de electrificación, más del 50% de los hogares de toda la región seguirá sin luz en el año La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima que más de millones de personas, usan leña, estiércol, carbón y otros combustibles tradicionales en el interior de las viviendas para cocinar o como medio de calefacción. La contaminación del aire en esos espacios interiores es responsable de la muerte de 1,5 millones de personas al año, en su mayoría niños y mujeres. 2. Objetivo de la práctica. El objetivo de la práctica es la generación de energía eléctrica de forma factible y a coste cero, es decir mediante recursos fácilmente accesibles para cualquier persona, tales como el motor de algún electrodoméstico estropeado, el alternador de un coche, o una dinamo como las que se pueden encontrar en algunas bicicletas. La idea es poder generar la suficiente energía para abastecer algún tipo de instalación de alumbrado básica en zonas de países subdesarrollados o de difícil acceso a otras instalaciones. 4

5 3. Descripción de la práctica. Construiremos una noria hidráulica que será movida por un salto de agua que hará girar un eje al que estará unido una dinamo. Otras opciones serían girar un alternador o un motor asíncrono. La potencia generada,en el caso de la dinamo, bastaría en teoría para encender alguna bombilla en una cabaña de una población aislada, por ejemplo. Se llenará un bidón, el cual se colocará aproximadamente a una altura de 6 metros del suelo. El agua circulará por los tubos hasta llegar al suelo, donde además de la rueda hidráulica, tendremos un depósito para canalizar el agua hacia algún arriate o zona verde para poder aprovecharla(en nuestro caso había un arriate y la idea era plantar algunas plantas más de las que había). Un esquema se representa en la siguiente imagen: Rueda hidráulica+dinamo 5

6 4. Materiales necesarios. - Bidón. - Eje rígido. - Madera para fabricar el soporte de la rueda. - Panel para la construcción de las palas. - 3 tubos de PVC. - 1 rueda de una máquina de ventilación estropeada. - Madera para el canal de recogida del agua. - Bridas. - Silicona. - Pegamento PVC. - Dinamo. 6

7 GENERACIÓN POSIBLE DE ELECTRICIDAD 5. Descripción del trabajo realizado: Fabricación y montaje. Después de plantear la práctica, buscar información y de obtener todos los materiales necesarios, se decidió colocar el bidón en una de las ventanas del departamento departamento del, a una altura de unos 6 metros. metros A la salida alida del bidón se colocaron los tubos de PVC reforzándolo con bridas, bridas para cubrir la altura de los 6 metros. 7

8 GENERACIÓN POSIBLE DE ELECTRICIDAD Para la construcción de la rueda hidráulica, partimos de una rueda de ventilación de una máquina estropeada. Las palas fueron fabricadas con panel de madera. madera Se pegaron a la rueda con silicona caliente.seguidamente see le unió uni un eje rígidamente a la rueda con pegamento PVC fuerte. Se construyó con madera un soporte soporte para poder colocar la rueda hidráulica. 8

9 GENERACIÓN POSIBLE DE ELECTRICIDAD Acoplamos la dinamo al eje como se ve en la siguiente foto: Una vez finalizado zado todo lo anterior, anterior nos quedó la construcción del canal para canalización del agua y por último la comprobación final. 9

10 6. Cálculos. 1 2 Si aplicamos Bernoulli en el punto 1 y en el punto 2: = Sabemos que 0 y que = = Sustituyendo tenemos que 2 = 10,95 m/s (velocidad de salida) Por lo que el caudal es Q= = = 0,005 m 3 /s. Donde d= 0,025 m es el diámetro de los tubos. 10

11 La potencia máxima que podríamos obtener (sin tener en cuentas las pérdidas y suponiendo un rendimiento ideal) la calculamos con la siguiente fórmula: Potencia = ρ*g*h*q Donde g=10m/s 2 ; ρ=1000 Kg/m 3 ; H= 6 m ; Q=0.005 m 3 /s. Sustituyendo todos los valores obtenemos que la potencia máxima que se podría obtener es 322 W. El eje se movería a 4380 rpm : Potencia=322 W La energía potencial del agua servirá para hacer girar el eje de la rueda hidráulica. La energía mecánica del eje se transformará en energía eléctrica gracias a la dinamo. v=ω*r ω= v/r v=10,95 m/s r=0,15 m donde v es la velocidad de salida del agua y r la longitud de las aspas hasta el centro rotor. Por lo que ω= 4380 rpm. Hay que tener en cuenta que la velocidad que incide sobre las palas no es realmente la velocidad de salida del agua, debido a las pérdidas. Además a este eje,habría que acoplarle la dinamo, por lo que ω bajaría considerablemente. De todas formas, sería suficiente para el funcionamiento de la dinamo. 11