Aerogenerador

GENERADOR AEROELÁSTICO
RESUMEN EJECUTIVO

María Julia Nieto Callejas
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
mjnietoc@unal.edu.co

RESUMEN – Es un modelo de aerogenerador que no tiene aspas, elementos rotatorios, rodamientos, ni nada parecido. Su sistema funciona de la siguiente manera: una membrana elástica tensa, sujeta por sus dos extremos a un soporte. En cada extremo haydos bobinas, una sobre la membrana y otra debajo y, pegado a la membrana, un imán en cada extremo. Cuando la membrana recibe una corriente de aire, vibra (técnicamente, flamea, uno de los fenómenos de la aeroelasticidad). De modo que no hace falta mucho viento para que vibre, y los imanes se mueven entre las dos bobinas muy rápido, variando el flujo del campo magnético que atraviesa las bobinas einduciendo en ellas, por lo tanto, una corriente eléctrica.

El prototipo que se va a realizar debe cumplir con la función de proporcionar la energía necesaria para cargar un teléfono celular con las siguientes especificaciones:
Para cargar se requieren 5V y 350mA, es decir, una potencia de:
1,75 Watts

FUNDAMENTO TEÓRICO –
Las baterías de Li-ion:
La batería de iones de litio, es undispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Una batería de ION-LITIO funciona de la siguiente manera, es una pila con dos (en realidad son muchas) celdas donde están separados los iones de litio, cuando funciona en modode dar energía sucede que los iones de una y otra celda se combinan químicamente para formar el elemento estable, esta combinación se produce de forma exotérmica, es decir, produce energía que es la que se aprovecha, cuando se ha agotado la batería es porque todos los iones están en su estado fundamental y no quedan más para seguir combinándose.
El proceso de carga lo que hace es aplicar unacorriente inversa a la de generación de forma que estos átomos estables al aplicarse la misma energía que han usado para unirse comienzan a separarse otra vez en iones por un proceso de rotura de enlaces , mientras el cargador está conectado, el teléfono se alimenta de dicho cargador y los iones siguen separándose hasta que se completa el proceso y no se unen porque está actuando la corriente inversaque lo impide, cuando quitamos el cargador el proceso vuelve a comenzar.

La corriente y el voltaje que se generan en las bobinas obedecen al fenómeno de inducción magnética, donde por el cambio del flujo magnético en las bobinas se induce una corriente.
De la teoría sabemos que:
Fem [V] = -N[pic] [pic]
[pic] [Wb= T.m2]
[pic] [[pic]
IDEA INICIAL PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL GENERADOR:
Son 4bobinas entonces, la suma de la Fem generada por las bobinas debe ser 5V; es decir; cada bobina debe generar: 1.25V
Dichas bobinas se diseñarán con un radio de 1,5cm; es decir; que cada bobina tendrá un área de: 0,07 m2. Con 100 vueltas.
De manera intuitiva, hemos determinado que dicha membrana elástica debe vibrar a una frecuencia aproximada de 20Hz

Ahora, con estos parámetros obtendremos acontinuación el campo magnético que debe generar cada uno de los imanes que se van a usar en el montaje; así:

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Con este dato se van a adquirir los respectivos imanes que hacen parte del montaje.
MONTAJE EXPERIMENTAL –
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PRUEBA 1.
El montaje que se realizo contó con los siguientes elementos y la siguiente disposición:
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Fig. Disposición del imán y lasbobinas
Se uso un generador de potencia, un vibrador mecánico (bocina con punta que oscilaba de arriba abajo) y, un osciloscopio digital para visualizar las ondas generadas.
Las bobinas usadas en la experimentación fueron de:
846mH y 855mH
Con las bobinas conectadas así:
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Tenemos una inductancia equivalente de 1.7 H de la cual obtuvimos la siguiente señal:
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Con el generador de pulsos...