Proyecto Aerogenerador - Virgen Inmaculada Sta Mª de la Victoria

Transcripción

Centro Concertado
Virgen Inmaculada Santa María de la Victoria
Dr. Lazárraga, 14. 29010 – Málaga
Web: www.hijasdejesusmalaga.com
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA
Tecnologia 3º ESO: Proyecto Aerogenerador
Este guión es orientativo para darte una idea general, pero es bien seguro que tendrás
que resolver algunas cuestiones a medida que avances en el proyecto. Lo desarrollaremos
durante el segundo trimestre, por lo que hay tiempo de sobra. Como en todo proyecto,
hay una primera fase de investigación, de consulta de libros, información en internet,
etcétera…
Objetivo
Diseñar y construir la maqueta de una aerogenerador de eje horizontal de tres
palas, imitando a aquellos que existen en las zonas que hemos explicado en clase, Cádiz,
Málaga, etc.
Condiciones
ñ Debe producir una tensión de al menos 0,5 V. o suficiente energía eléctrica para
iluminar un LED. (se explicará en clase qué es un LED, ahora mismo esto no es
importante)
ñ Debe llevar los mismos elementos básicos que posee un aerogenerador auténtico
y debe intentar imitarlo en cuanto a forma, es decir, debe estar escalado.
ñ Debe incorporar un mecanismo de transmisión multiplicador de velocidad.
ñ Altura máxima del poste: de 35 a 40 cm
Información básica
Un aerogenerador es la máquina que se encarga de convertir la energía cinética
del viento en energía eléctrica.
El funcionamiento de un aerogenerador es muy sencillo. El viento mueve las palas del
aerogenerador y a través de un sistema mecánico de engranajes hacen girar el rotor. La
energía mecánica rotacional del rotor es transformada en energía eléctrica por el
generador. (esto lo hace un motor directamente, en el dibujo de abajo está etiquetado
como ‘generador de corriente’, ése es el motor.)
Sus partes principales son:
La góndola- carcasa que protege las partes fundamentales del aerogenerador
ñ Las palas del rotor que transmiten la potencia del viento hacía el buje.
ñ El buje que es la parte que une las palas del rotor con el eje de baja velocidad.
ñ Eje de baja velocidad que conecta el buje del rotor al multiplicador. Su velocidad
de giro es muy lenta.
ñ El multiplicador, permite que el eje de alta velocidad gire mucho más rápido que
el eje de baja velocidad.
ñ Eje de alta velocidad, gira a gran velocidad y permite el funcionamiento del
generador eléctrico.
ñ El generador eléctrico que es una de las partes mas importantes de un
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aerogenerador. Transforma la energía mecánica en energía eléctrica
ñ El controlador electrónico, es un ordenador que monitoriza las condiciones del
viento y controla el mecanismo de orientación. (esto no lo vamos a hacer)
ñ La unidad de refrigeración, mecanismo que sirve para enfriar el generador
eléctrico. (esto no lo vamos a hacer)
ñ La torre que es la parte del aerogenerador que soporta la góndola y el rotor.
ñ El mecanismo de orientación, está activado por el controlador electrónico, la
orientación del aerogenerador cambia según las condiciones del viento. (esto es
un dato teórico que ya vimos en clase, no haremos este mecanismo).
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Fase constructiva aerogenerador
Construyendo las palas del aerogeneradores
¡Elegir el tamaño correcto!
Para elegir el tamaño de las palas del
aerogenerador, debes saber, que tienen una
longitud aproximadamente igual a la mitad de
la altura de la torre. Emplearemos tuberías de
PVC para construir tanto la torre del
aerogenerador, como las palas, pues este es un
material ligero, resistente y barato.
Como sabes, los aerogeneradores tienen tres
palas, aunque construiremos cuatro. De este
modo, tendrás uno de reserva por si alguno te sale mal.
1. Corta una pieza de tubería de la misma longitud que las palas
2. Se aconseja que el grosor de las tuberías sea un quinto de la longitud de las palas.
Es decir, que si las palas miden, por ejemplo, 35 cm de longitud, la tuberías debe
tener 7 cm de grueso.
3. Dibuja un rectángulo de cartulina cuya longitud sea igual a la de las palas, y cuyo
ancho sea igual a la cuarta parte que la longitud total de la circunferencia de la
tubería, pues necesitas cuatro palas.
a) ¿Recuerdas la fórmula de circunferencia? Longitud circunferencia= 2* pi *
radio de tubería.
b) Así, por ejemplo: si la tubería tiene 7 cm de diámetro, L = 2*3,14*2,5 = 21'98
cm
c) Halla la cuarta parte del valor de la circunferencia. En este caso Ancho =
21,98/4=5,5 cm
4. Ahora utiliza ese pedazo de cartulina a modo de plantilla, fijándolo sobre la
tubería y trazando con un lápiz las cuatro divisiones que debemos obtener. De
este modo podrás dividir en cuatro partes iguales la tubería.
5. Dibuja sobre la cartulina la forma de la pala.
a) Para dibujar la pala, debes dibujar en la base un pequeño rectángulo de unos
pocos cm de lado (debes calcularlo tú) como el señalado por la flecha en la
imagen. La zona sombreada será una de nuestras cuatro palas.
b) Recuerda, el ancho de esta plantilla es la cuarta parte de la circunferencia de
la tubería.
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c) En la fotografía puedes ver el diseño real de una de las palas
d) En las siguiente fotografía puedes ver ya una de las palas terminadas. La
segunda comenzando desde arriba. Sólo resta taladrar dos orificios por donde
pasarán los tornillos que sujetan las palas al rotor. El tamaño de esos orificios
será el mismo que el de los tornillos de ajuste.
Construyendo el rotor
El rotor es la pieza que gira. Debes construir una pieza circular de madera los
suficientemente amplia como para albergar las tres palas. La pieza será de chapa de
madera de 3 mm. Si encuentras otro material más resistente, pero a la vez ligero, se
admite. Debes fijar cada pala con dos tornillos y sus correspondientes tuercas y
arandelas. No olvides que debes perforar un orificio central por el que debe pasar el eje
rotor, que será una varilla roscada de 6 mm de grueso, previamente cortada según la
longitud deseada.
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La varilla roscada se ajusta con dos tuercas. Una a cada lado del disco rotor, con sus
correspondientes arandelas, de modo que una actúa de tuerca y otra de contratuerca.
En la siguiente fotografía, para que parezca más real, puedes adosar una pieza que cubra
el disco del rotor. En la fotografía se pone la pieza antes de adosar el eje rotor, pero no
debes hacerlo después.
Fíjate en un detalle. Hay un pequeño triángulo que puedes adosar con tuercas y tornillos
entre las tres palas. Este triángulo le da mucha estabilidad a las palas, pues impide que se
muevan cuando gire el rotor. Si lo añades, hazlo antes de insertar la varilla, pues debe ser
perforado.
Construyendo la góndola
La góndola es la parte del aerogenerador que está sobre la torre y soporta el rotor con
sus palas, así como el mecanismo multiplicador de velocidad y demás instrumentos.
Sobre una plataforma de madera, debes construir una estructura que soporte el rotor con
sus aspas.
Aquí tienes un ejemplo, aunque puedes crear otras ideas...
Varilla
roscada
Torre de PVC
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En uno de los extremos de la varilla roscada, que hace de eje rotor, irán las palas,
mientras que en el otro se debe adosar una polea que servirá para el mecanismo
multiplicador.
La góndola se podría cubrir con una tapa de plástico de una botella, por ejemplo.
Multiplicador
El multiplicador de velocidad mostrado se corresponde con un sistema de poleas
doble, que permite crear el efecto de multiplicación de velocidad con más garantía. Una
primera polea (en lo alto) transmite el movimiento circular hasta un eje situado a mitad
de altura. Este eje tiene acoplada otra polea idéntica a la primera, que a su vez transmite
el movimiento al generador. Este, al moverse, genera una corriente eléctrica que llevará
energía hasta un LED que actúa como una luz de testigo.
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INFORME DE PRÁCTICAS (a entregar al final del trimestre)
1. Objetivo: Definir el problema. ¿Qué se va a hacer?
2. Investigación
a) ¿Qué es un aerogenerador y qué función tiene?
b) Tipos básicos de aerogeneradores.
c) Indica las partes básicas de un aerogenerador y explica brevemente la función que
tienen, es decir, se trata de que describas el funcionamiento del aerogenerador.
d) La multiplicadora es esencial en un aerogenerador, descríbela e indica cuál es su
función.
3. Descripción del funcionamiento de la solución.
4. Planos
a) Bocetos generales. Todos los miembros del grupo deben hacer aportaciones. Se
valorará el haber realizado una perspectiva escalada y el uso del ordenador
(Sketchup, es un programa gratuito de diseño de google).
b) Planos de detalle y despiece.
c) Planos acotados.
d) Esquema eléctrico y del mecanismo. (esto olvidadlo por ahora, lo veremos en clase
en Enero)
5. Planificación
a) Lista de materiales (detalles de su uso).
b) Lista de herramientas que necesitarías.
c) Hoja de procesos (pasos de fabricación).
d) Indica las normas de seguridad básica que debes seguir.
6. Diario: cada día, se entregará al profesor unas anotaciones que indiquen los progresos del
grupo.
Valoración: Se trata de valorar el resultado final tras realizar las pruebas finales
¿Qué tenéis que hacer para el día 7 de enero? Muy fácil:
1.- Leeros muy bien la información básica.
2.- Del INFORME DE PRÁCTICAS, hacer los puntos
1 y 2. (son meramente teóricos)
3.- Traer hecho un BOCETO (un boceto NO es un plano
a escala, es un dibujo a mano alzada) donde pueda
apreciarse el modelo de aerogenerador que queréis hacer.
También debéis traer herramientas para dibujo, ya que
empezaremos con los planos en Enero.

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