Diseño y construcción de generadores eólicos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA ESPAÑA DE DURANGO

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Ingeniería Mecánica En Maquinaria Automotriz         Segundo Cuatrimestre

Proyecto Integrado

Diseño Y Construcción De Generadores Eólicos.

Nombre Del Asesor: Ing. Obed Galván López

Alumnos: Marco Antonio Parra Valenzuela, Brayan Alfredo Delgado Oloño, Iram Jaciel Gonzales Huizar, Rodrigo Anibal Maturin Valenzuela, Luis Jesús Jauregui Salazar, Elvi Esmeralda Avila Romero

Jurado: Ing. Norma Gurrola Castillo, Mtro. Dustin Atzael

Muñoz Bayona, Mtra. Brenda Nayeli Hernández Elías

Fecha De Presentación: 8 De Abril De 2022 A Las 11:30 Hrs.

Contenido

Introducción

Planteamiento del problema Justificación

Objetivo general Objetivos específicos Alcances Limitaciones

Marco teórico

1. Historia
2. Ley de Ampere
3. Ley de Faraday

1. ley de Lenz
2. Fórmula de la ley de Faraday
3. ¿cuál es la conexión entre la ley de inducción de Faraday y la fuerza magnética?

1. Turbinas eólicas

1. Tipos de aerogeneradores
2. Tamaños de aerogeneradores
3. ¿por qué giran las aspas de un generador eólico?

1. El interior de un generador eólico

1. Rotor
2. Sistema de acoplo, soporte de la turbina
3. Multiplicador o caja de cambio
4. Generador

1. Motor de orientación
2. Mástil de soporte
3. Veleta y anemómetro

 Elaboración a escala de un generador eólico

1. Materiales
2. Base
3. mástil o torre
4. Motor
5. Aspas.
6. Base de las aspas
7. Pruebas y funcionamiento del generador eólico a escala.

Conclusión Referencias  

Introducción

El presente trabajo hablara como se me menciona en el título “diseño y construcción de generadores eólicos”. Realizando principalmente la elaboración de un generador eólico a escala utilizando materiales reciclables. Para posteriormente entender la construcción y funcionamientos de estos mismos a nivel ingeniería y compararlos con las principales fuentes de energía eléctrica en México. Esto será mediante un trabajo 50%  práctico, el cual es la fabricación del generador eólico a escala y la otra parte es 50% teórico mediante investigaciones generales acerca del tema y de las principales fuentes de energía en México para su comparación.

Planteamiento del problema

Actualmente contamos con muchas formas de generar energía de forma natural, una de las mas usuales es la generación eólica dado que el aire es parte del entorno y siempre habrá manera de como tener energía.  La finalidad de este proyecto es diseñar y construir de forma creativa un generador eólico, con este se pretende aprovechar las corrientes de aire que afectan a nuestro estado, sería de gran apoyo para aquellos lugares que están cerca de las costas ya que ahí las corrientes de aire son más fuertes.

Ocasionalmente estos proyectos se suelen llevar muy a la ligera cuando en realidad es una forma practica de aplicar la ingeniería, como futuros ingenieros esto nos servirá para comprender más sobre el entorno laboral y cómo podemos desarrollar nuestras técnicas aprendidas durante la estancia en la escuela.

Justificación

El propósito de este proyecto es saber que es, como funciona y la construcción de un generador eólico y el saber las distintas características que conlleva en todo el proceso     de diseño y construcción a cuál tendremos que fabricar nosotros.

Por lo general los universitarios, aunque piensen que solo van a ver cosas de automóviles, cuando la verdad es que no, porque se comprende todo aquel campo laboral de la ingeniería mecánica.

Este prototipo pretende ser una propuesta económica y practica que pueda satisfacer necesidades completamente sostenibles, así utilizando materiales económicos y fáciles de implementar para que así estemos aprovechando las fuentes inagotables de energía como lo es la energía cinética del viento.

                                  Objetivo general                                

Se pretende realizar un prototipo a escala de un generador de energía eólico funcional mediante materiales reciclados, y conocer los principios y las leyes de la física que han dado soporte  a la generación de la energía eléctrica haciendo énfasis en la eólica.

También se realiza una investigación acerca de las principales fuentes de energía eléctrica en México con el objetivo de aumentar el conocimiento de ellas y poder hacer una comparación con la energía que se está desarrollando en este proyecto y así sacar conclusiones.

Objetivos específicos

1. Se elaborarán los mecanismos que interfieren en el movimiento electromagnético para la generación de energía natural o energía limpia.
2. Construir un mecanismo inductor de campos magnéticos.
3. Realizar un circuito electrónico que se adapte al mecanismo inductor.
4. Validar el funcionamiento del aerogenerador.

Alcances

Desarrollar los diseños básicos para un aerogenerador que permita la utilización de energía eólica y la convierta en eléctrica esto para mejorar nuestras habilidades como ingenieros, tener imaginación en el modelo del proyecto.

Así como el presentar el funcionamiento a escala de un generador eólico con energía renovable a los compañeros de nuestra universidad. Y a quienes desean saber cómo y cuáles son sus principales ventajas de un generador a escala.

Que sea de manera comprensible para los compañeros las principales leyes que conforman un aerogenerador, y que aprendan que mecanismos conlleva para su principal funcionamiento.

Limitaciones

Pusimos a prueba el mecanismo con aire proporcionado por una secadora ya que hubo dificultad para probarlo al aire libre puesto que en nuestra ciudad capital donde se residencia el prototipo, no hubo suficientemente viento a lo largo de los siguientes días de su elaboración.

Marco teórico

Historia.

Michael Faraday (1791-1867) fue el creador de ideas centrales en torno a la electricidad y el magnetismo.

Faraday se entusiasmó enormemente cuando el físico danés oersted demostró empíricamente la relación entre la electricidad y el magnetismo en 1820, constatando que un hilo conductor de corriente podía mover una aguja imantada de una brújula.

Faraday diseñó múltiples experimentos. Por ejemplo, enrolló dos solenoides de alambre alrededor de un aro de hierro y vio que cuando, por medio de un interruptor, hacía pasar corriente por uno de los solenoides, una corriente era inducida en el otro. Faraday atribuyó la aparición de corriente a los cambios del flujo magnético en el tiempo.

En consecuencia, Faraday fue el primero en demostrar la relación entre campos magnéticos y campos eléctricos, como se desprende de los dos experimentos descriptos. De hecho, la ecuación de la ley de Faraday se convirtió en parte de los enunciados de las leyes de maxwell.

ley de Lenz.[pic 2]

La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico por un conductor con la propiedad de variar el flujo magnético, y afirma que las tensiones o voltajes aplicados a un conductor generan una fuerza electromotriz (fem) cuyo campo magnético se opone a toda variación de la corriente original que lo produjo. Esta ley se llama así en honor del físico germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834. En un contexto más general que el usado por Lenz, se conoce que[pic 3]

dicha ley es una consecuencia más del principio de conservación de la energía aplicado a la energía del campo electromagnético.

Ley: “el sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce”.

la ley de Lenz plantea que los voltajes inducidos serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del        principio        de        conservación        de        la        energía. La polaridad de un voltaje inducido es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original. El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:[pic 4][pic 5]

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