TECNOLOGÍAS ACTIVIDADES DE TALLER 3º ESO MONTAJE DE UN AEROGENERADOR Aerogenerador 3º ESO por Gustavo Zazo se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual 3.0 Unported
DESCRIPCIÓN Un AEROGENERADOR es un dispositivo electromecánico que transforma la energía cinética que posee el viento en energía eléctrica. ENERGÍA CINÉTICA AEROGENERADOR ENERGÍA ELÉCTRICA PARTES Y FUNCIONAMIENTO Los aerogeneradores constan de tres partes: turbina, generador y soporte. A continuación se describen estas partes tal y como se han diseñado en el presente proyecto. TURBINA Función: Convertir el movimiento rectilíneo del viento en el movimiento rotatorio que necesita el generador. Descripción: La turbina consta de una estructura formada por un disco interior de madera, un aro externo de alambre y seis radios de alambre que unen el disco con el aro. Entre el disco y el aro externo van montados 48 álabes de plástico fino de 3 cm de ancho. En el centro del disco va fijado un eje de acero. El diámetro final de la turbina así montada es 46 cm. GENERADOR Función: Transformar el movimiento rotatorio que suministra la turbina en corriente eléctrica, que se manifiesta como una tensión entre los bornes del generador. generador Descripción: Se utiliza como generador un motor eléctrico de corriente continua. Además, es necesario multiplicar la velocidad de giro que proporciona la turbina para que el generador suministre una tensión de alrededor de 1,5 V. caja multiplicadora Para lograr estos objetivos se usa un conjunto comercial de motor con caja reductora (de 1:23) que en realidad se aplica como un generador con caja multiplicadora (de 23:1). El eje de entrada del conjunto se conecta mediante un prolongador al eje de la turbina. SOPORTE Función: Apoyar y mantener en su posición el eje de la turbina y el conjunto multiplicador generador. Garantizar la estabilidad del conjunto en condiciones normales de uso. Descripción: La parte principal del soporte es una columna (de tubo de cartón) que se inserta en una base confeccionada con un tablero de aglomerado de 19 mm. A unos 2 cm de la parte superior de la columna se fija un tubo de latón que hace las veces de cojinete para el eje de la turbina. Sobre la columna van pegados también la plataforma y el contrafuerte, ambos de contrachapado, que sirven de apoyo al generador. Gustavo Zazo AEROGENERADOR: DESCRIPCIÓN 1
VISTAS Y NOMENCLATURA TURBINA ÁLABES DISCO PROLONGADOR GENERADOR CON MULTIPLICADORA PLATAFORMA CONTRAFUERTE COLUMNA BASE CLEMA Gustavo Zazo AEROGENERADOR: VISTAS Y NOMENCLATURA 2
MATERIALES MATERIAL CANTIDAD O DIMENSIONES APLICACIÓN Acoplador de varillas de 4 mm Aglomerado de 19 mm con un taladro pasante de 60 mm de Φ 1 ud Conexión de los ejes de la turbina y el generador. 30 x 40 cm Base. Alambre Φ 2 mm 300 cm Aro y radios de la turbina. Ángulo 15x15 2 Uds Refuerzo de la sujeción de la columna Cable de 0,25 mm 2 100 cm Conexión del generador a la clema. Cinta aislante 100 cm Fijación previa de los álabes al aro. Cinta americana 30 cm Sujeción de elementos de la turbina, del generador y del cableado. Clema 1 ud Conexión de salida. Cola termofusible --- Fijación del tubo de latón, de la plataforma y del contrafuerte. Contrachapado de 3 mm 8 x 14 y 4 x 8 cm cm Plataforma y contrafuerte. Disco de madera Φ 60 mm x 30 mm 1 ud Disco de la turbina. Grapas 22 o 24/6 48 ud Sujeción de los álabes al aro. Grapas 530/4 48 ud Fijación de los álabes al disco Motor con reductora 1:23 1 ud Generador con multiplicadora. Plástico (polietileno, bolsa) 1 ud Álabes. Tornillo M4x10 2 ud Fijación de los ángulos de refuerzo Tornillo para aglomerado (3 x 25 o similar) Tubo de cartón de Φ 60 mm (Portaplanos) Tubo de latón Φ interior 4 mm y Φ exterior 5 mm 1 ud Fijación de la clema a la base. 32 cm Columna de la estructura. 7,5 cm Apoyo del eje de la turbina (cojinete). Tuerca M4 2 ud Fijación de los ángulos de refuerzo Varilla de acero de Φ 4 mm 12 cm Eje de la turbina. Gustavo Zazo AEROGENERADOR: MATERIALES 3
1 Fabricar los álabes Marcar y cortar 48 piezas de 3 x 24 cm. Bolsas de polietileno Regla metálica Tijeras o cutter 30 240 2A 2B Fabricar el disco Pegar la plantilla al disco y hacer los taladros Marcar y cortar la pieza de Φ 60 mm y 30 mm de grueso Aplicar pegamento de barra por el revés de la plantilla y fijarla alrededor del disco. Perforar un taladro central de Φ 4 mm Perforar seis taladros ciegos de Φ 2 mm y 20 mm de profundidad en los seis puntos marcados en la plantilla. Barra de madera de Φ 60 mm Disco de madera Plantilla de papel Pegamento de barra Sierra de ingletar o Caja de ingletar y serrucho de costilla Taladradora Broca de 2 mm Broca de 4mm 30 Puntos de taladrado Taladro ciego 60 Taladro central 3 Fijar los álabes al disco Grapar DE DOS EN DOS los álabes al disco en las líneas marcadas en la plantilla. Usar dos grapas para cada par de álabes (ver foto). 48 álabes Disco con plantilla Grapas Grapadora de tapicero Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 4
4 Fabricar el aro Cortar un trozo de alambre de 148 cm. Darle forma en el útil de doblado haciendo que sus extremos se superpongan. Unir los extremos superpuestos con cinta americana. Alambre de Φ 2 mm Cinta americana Alicates universales Útil de doblado Φ 460 Zona encintada 5 Fabricar y montar los radios Cortar 6 trozos de alambre de 25 cm cada uno. Insertarlos en los taladros correspondientes del disco. Usando el útil de doblado, situar el disco con los radios sobre el aro y marcar en los radios el punto en el que se cruzan con el aro. Doblar los radios por los puntos marcados para que coincidan con el aro. Alambre de Φ 2 mm Alicates universales Útil de doblado radio 6 Montar la estructura de la turbina Usando el útil de doblado, fijar los radios al aro con cinta americana. Disco con álabes Radios Aro Cinta americana Útil de doblado Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 5
7 Fijar los álabes en el aro Trabajar por sectores: Tomar el álabe más cercano al radio, doblarlo alrededor del aro TENSÁNDOLO MUY POCO para no deformar el aro, y fijarlo con cinta aislante (foto 1). Tomar el siguiente álabe y fijarlo a continuación del anterior. Continuar hasta fijar los 8 álabes de cada cuadrante. Repetir la operación en los cinco sectores restantes. Grapar los 48 álabes sobre el aro (foto 2). Retirar la cinta aislante (foto 3) y recortar el sobrante. Estructura de la turbina con los álabes Grapas Cinta adhesiva o aislante Grapadora para papel Foto 1 Foto 2 Foto 3 8 Montar el eje en el disco Insertar a presión el eje en el taladro del disco de la turbina, ayudándose del martillo. El eje debe quedar enrasado con la cara exterior del disco. Turbina Varilla de acero de Φ 4 mm y 12 cm de largo Martillo Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 6
9 Montar el tubo en la columna Marcar a 2 cm del borde del tubo de cartón dos puntos diametralmente opuestos. Hacer un taladro de Φ 4 mm en cada punto. Pasar el tubo de latón por los taladros y fijarlo con cola termofusible al interior del tubo de cartón. Tubo de cartón de Φ 6 cm y 32 cm de largo. Tubo de latón de Φ interior 4 mm y 7,5 cm de largo. Cola termofusible. Regla o escuadra Sacabocados Pistola de termoencolar PROLONGADOR TUBO 10 Montar los ángulos en la columna Con el sacabocados, hacer dos taladros de Φ 4 mm, en la parte frontal y en la trasera, de tal manera que los ángulos queden a 2 cm del borde inferior del tubo. Fijar, con los tornillos y las tuercas, los ángulos a la columna. 2 ángulos de 15x15 2 tornillos M4x10 2 tuercas M4 Sacabocados Destornillador Llave fija 11 Fijar la columna a la base Introducir a presión el tubo de cartón en el taladro de la base, enrasándolo con la cara inferior de la misma. Si hay holgura entre el tubo y el taladro, pegar varias vueltas de cinta aislante alrededor de la columna, hasta que el ajuste sea bueno. Tablero de aglomerado de 19 mm y 30 x 40 cm, con taladro de Φ 6 cm. Columna. Cinta aislante. Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 7
12 Montar la turbina en la columna Lubricar el interior del tubo montado en la columna y pasar el eje de la turbina a su través. Si roza demasiado, hay que lijar el eje con lija fina antes de pasarlo por el tubo. Turbina con eje Base con columna Aceite lubricante Lija fina 13 Conectar el eje de la turbina con el del generador Introducir el eje de la turbina y el del generador en el prolongador y apretar los tornillos. Turbina Generador (con caja multiplicadora y cableado de 50 cm) Prolongador de ejes de 4 mm Destornillador 14 Fabricar la plataforma Marcar y cortar una pieza rectangular de 8 x 14 cm de contrachapado. Usando la columna como plantilla, marcar un semicírculo de 6 cm de diámetro centrado en el lado corto de la pieza rectangular. Cortar el semicírculo. Contrachapado de 3 mm Regla y escuadra Sierra de ebanista Segueta 80 Φ 60 140 15 Fijar la plataforma Sujetar la plataforma al chasis del generador con cinta americana, situándola contra la columna en su posición adecuada. Aplicar un cordón de cola termofusible por encima de la junta y otro cordón por debajo. Plataforma Conjunto turbina generador soporte Cinta americana Cola termofusible Pistola de termoencolar Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 8
16 Fabricar el contrafuerte Marcar y cortar en contrachapado un triángulo rectángulo con catetos de 4 y 8 cm Contrachapado Regla y escuadra Sierra de ebanista 40 80 17 Fijar el contrafuerte Pegar el contrafuerte con cola termofusible a la plataforma y a la columna Contrafuerte Conjunto turbina generador soporte Cola termofusible Pistola de termoencolar 18 Fijar el cableado Pegar los cables del generador a la plataforma y la columna con cinta americana Cinta americana 19 Fijar la clema Montar la clema sobre la base con un tornillo para aglomerado. Conectar los cables a la clema. Clema de dos contactos Tornillo Destornillador Gustavo Zazo AEROGENERADOR: 9
DIAGRAMA DE FLUJO DE TAREAS Gustavo Zazo AEROGENERADOR: DIAGRAMA DE FLUJO DE TAREAS 10