Desarrollo de un sistema de generación eléctrica a partir de propulsión humana y una bicicleta estática
Enviado por robinsonrolove • 24 de Septiembre de 2015 • Trabajos • 5.538 Palabras (23 Páginas) • 155 Visitas
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA EFICIENTE A PARTIR DE PROPULSIÓN HUMANA CON BASE EN UNA BICICLETA ESTÁTICA
Robinson López Velásquez
Código: 1.088.300.906
ANTEPROYECTO
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ESCUELA DE TECNOLOGÍAS
TECNOLOGÍA MECÁNICA
PEREIRA
2013
DESARROLLO DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA EFICIENTE A PARTIR DE PROPULSIÓN HUMANA CON BASE EN UNA BICICLETA ESTÁTICA
Robinson López Velásquez
Código: 1.088.300.906
ANTEPROYECTO
Ing. Edgar Alonso Salazar Marín Director
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ESCUELA DE TECNOLOGÍAS
TECNOLOGÍA MECÁNICA
PEREIRA
2013
TÍTULO
Desarrollo de un sistema de generación eléctrica eficiente a partir de propulsión humana con base en una bicicleta estática.
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DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO
La bicicleta es un vehículo de transporte de propulsión humana; El diseño y configuración básica de la bicicleta ha cambiado poco desde el primer modelo de transmisión de cadena desarrollado alrededor de 1885.
La mayoría de las personas del siglo XXI son tan analfabetas en temas energéticos que han quedado reducidos a simples “abonados” de las corporaciones que producen y comercializan energía. Esta civilización se ha lanzado históricamente sobre cualquier fuente de energía disponible. Primero, fueron las llamadas energías de sangre (animales domésticos y esclavos humanos) luego al aprovechamiento del viento y el agua (velas, norias, etc.) hasta que de pronto descubrieron el vapor quemando madera o carbón y luego ya llegaron a los combustibles fósiles líquidos y la fisión del átomo. El vapor permitió a su vez generar un vector energético como la electricidad. Y hoy la electricidad aporta la energía a un 40 % de las necesidades humanas (especialmente, en el ámbito doméstico). Pero para la producción de electricidad se han descubierto otras formas más sostenibles que el sucio petróleo y la peligrosa radiactividad: son las llamadas energías renovables (la fotovoltaica, la eólica, la mareomotriz, la minihidráulica, etc.).
Pero a menudo se descuidan otra fuente renovable nada despreciable: la energía humana como fuente energética enorme y totalmente desaprovechada; el esfuerzo físico resultado de una persona haciendo deporte; esta energía desaprovechada se piensa aprovechar mediante una bicicleta estática que se encuentra en el laboratorio de modelos de la Universidad Tecnología de Pereira utilizando como medio de transformación principal de energía mecánica a eléctrica un alternador [1] [2].
FORMULACIÓN
- ¿Cómo generar energía eléctrica a partir de un alternador acoplado a una bicicleta estática?
- ¿Cómo lograr minimizar las pérdidas de potencia en la transmisión electromecánica a partir de una bicicleta generadora?
SISTEMATIZACIÓN
¿Es posible mejorar la generación de energía eléctrica en la bicicleta estática mediante un sistema de transmisión eficiente y un alternador?
¿la energía eléctrica producida será suficiente para cargar una batería?
JUSTIFICACIÓN
El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de crisis energética aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas o energía renovables.
Las energías renovables podrían cubrir un tercio del consumo de electricidad y reducir las emisiones de dióxido de carbono. El mundo tiene abundantes fuentes potenciales de energía renovable, pero cada una tiene sus propios desafíos técnicos.
El consumo de energía es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de crisis energética aparece cuando las fuentes de energía de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo económico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige también una demanda igualmente creciente de energía. Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos métodos para obtener energía: éstas serían las energías alternativas [4].
Se necesita desarrollar un sistema de generación de energía limpia que promueva la sostenibilidad a través del ejercicio físico, la relajación, la innovación y la creatividad. Estudiando los distintos elementos para transformar la energía física en electrica de la forma más eficiente.
En regiones como el Chocó, Cauca, Guajira, Amazonas [3], son denominadas zonas no interconectadas, considerados lugares donde el suminstro de energía electrica es escaso debido a las agrestes condiciones geográficas para el transporte de energía, y la falta de vías que faciliten la implementación de tecnologías de generación.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Desarrollar y evaluar un sistema de generación eléctrica que aproveche eficientemente el potencial humano, a través de la implementación de un alternador de vehículo acoplado a una bicicleta estática.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Realizar el diseño de la transmisión mecánica necesaria para transferir las potencias generadas en función de la rotación alcanzada por una persona promedio[1], y las necesarias para generación mínima en un alternador.
- Construir el sistema de transmisión de potencia, desde el eje conductor (pedales) hasta el eje conducido (potencia útil: eje del alternador), realizando el montaje del sistema mecánico y eléctrico que permita el transporte de corriente generada para almacenamiento en batería.
- Evaluar el sistema en términos de eficiencia energética a través de medición de potencia mecánica (torque y velocidad) y eléctrica generada (voltaje y corriente).
- Emplear este proyecto, para implementar a mediano plazo un sistema de aprovechamiento del gimnasio de la Universidad Tecnológica de Pereira.
MARCO DE REFERENCIA
ESTADO DEL ARTE
Existen ya múltiples aplicaciones en todo el mundo [1] en este tipo de aprovechamiento. En países en vías de desarrollo, es razonable la necesidad de buscar formas de generación energética mecánica que no demanden de ningún consumo eléctrico. Es así como se encuentran aplicaciones para licuar frutas, lavar ropa, moler trigo, taladrar, etc. Con base en movimientos rotacionales impulsados por personas [2]. En otros países, se han desarrollado formas de generación con múltiples personas, ejemplo de ello, se tienen parques infantiles, gimnasios, puertas giratorias en centros comerciales, etc.
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