PROYECTO: PROYECT O: GENER GENERADOR ADOR HIDROELÉCTRICO CASERO
PROFESORA: SARA PALOMINO CURSO: CIENCIA Y AMBIENTE
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PROYECTO: GENERADOR HIDROELÉCTRICO CASERO
Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA”
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INDICE
Resumen......................................................................................................... Planteamiento del problema......................................................................... Objetivos........................................................................................................ Importancia..................................................................................................... Marco teórico................................................................................................. Hipótesis......................................................................................................... Materiales y mtodos..................................................................................... Materiales....................................................................................................... Mtodo!........................................................................................................... Resultado....................................................................................................... Discusión........................................................................................................ Conclusión..................................................................................................... Revisión biblio"ra#ica.................................................................................... $"radecimiento.............................................................................................. $NE%O&..........................................................................................................
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IN'ROD(CCION!
La electricidad que se genera aprovechando la energía del agua (primero potencial y luego mecánica) se llama hidroelectricidad. "Hidro", viene del latín y significa agua. Este tipo de energía elctrica se produce en plantas generadoras conocidas como centrales hidroelctricas. En estas, en trminos simples, la fuer!a eercida por un caudal de agua que cae so#re las hlices de una tur#ina hace girar un generador que va acoplado a ella, produciendo electricidad. La primera central o planta generadora hidroelctrica que produo electricidad para consumo p$#lico se instal% en &nglaterra ('). *in em#argo, la energía del movimiento del agua ya se usa#a para hacer girar ruedas hidráulicas que hacían funcionar máquinas sencillas como un molino. Las meoras en los generadores y tur#inas hidráulicas hi!o que las centrales meoraran su rendimiento, lo que result% fundamental para cu#rir la creciente demanda elctrica que surgi% a principios del siglo ++. sí, la primera central de importancia (en tama-o y rendimiento) se construy% en '/, en las cataratas del 0iágara (EE.11.). En '2, las centrales hidroelctricas genera#an ya una parte importante de la producci%n total de electricidad. La primera central hidroelctrica en 3hile (y la segunda en *udamrica) fue 3hivilingo (hoy 4&&& 5egi%n), se inaugur% en '6 y estuvo en funcionamiento hasta '67. Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA”
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Electricidad en el mundo La energía hidroelctrica cu#re cerca del 2 8 de las necesidades mundiales. *i se considera en trminos a#solutos, 3anadá, 9rasil y 3hina son los mayores productores de electricidad. 3entrales hidroelctricas En nuestro país, las centrales que a#astecen el *istema &nterconectado 3entral (el más grande, los sistemas interconectados que e:isten, pues cu#re desde ;altal a 3hilo) son las de pasada y las de em#alse. Las primeras son las que reci#en el paso de agua por sitios con gran inclinaci%n, y por lo tanto, la fuer!a de la caída no alcan!a para mover las tur#inas. *in em#argo, cuando la inclinaci%n del terreno no es sufuciente para provocar la fuer!a de la caída, o #ien, por la varia#ilidad hidrol%gica de una !ona, se construyen los em#alses. Estos son altos y grandes dpositos artificiales flanqueados por murallones que permiten almacenar agua. Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA”
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El generador por dentro La unidad generadora de electricidad de una central está compuesta de varios elementos, entre ellos, una tu#ería que transporta el agua del em#alse y desem#oca en un caracol que reci#e las aguas que, con la enorme presi%n de la caída, ponen en movimiento la tur#ina. quí se produce la primera transformaci%n de la energía potencial del agua en energía mecánica. El ee de la tur#ina en su parte superior tiene instalado el rotor del generador que gira dentro de un estator fio, este $ltimo es una estructura metálica, recu#ierta internamente por circuitos conductores de co#re. 3omo se se-al%, el rotor que gira en el interior del estator, está compuesto por una serie de circuitos que al ser alimentados por una peque-a cantidad de corriente se transforman en electroimanes. ?irando el rotor con los electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del estator y con ello se ha efectuado una segunda transformaci%n de la energía mecánica en energía elctrica. 3lasificaci%n de las centrales *eg$n su capacidad, las centrales pueden clasificarse en cuatro tipos> las grandes centrales, con una potencia superior a los /@A (@A o @egavatio equivale a un mill%n de vatios)B las peque-as centrales, que poseen una potencia mayor a '@A pero inferior a los /@AB las minicentrales con potencia superior a los ' CA (CA o Cilovatio equivale a '. vatios) pero menor a '@AB las microcentrales son las que tienen una potencia mayor a ',/ CA e inferior a los ' CA y los hidrocargadores, cuya potencia es menor que ',/CA y generan electricidad en corriente continua (para cargar #aterías).
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I. ')'(*O DE* PRO+EC'O D5FE3;> G?E0E5=5 H&=5EL3;5&3 3*E5I
$. RE&(MEN!
El proyecto de construcci%n de un peque-o generador hidroelctrico es un proyecto educativo que #usca despertar el espíritu ecologista de las personas. La hidroelectricidad es actualmente una de las grandes fuentes de producci%n de electricidad en el mundo (cerca del '78 de la electricidad producida en el 2 fue gracias a las hidroelctricas seg$n datos de la gencia &nternacional de Energía).
II. P*$N'E$MIEN'O DE* PRO,*EM$ $. PRO,*EM$ La principal causa de la crisis elctrica fue la falta de previsi%n en los $ltimos a-os, el estado no previ% el crecimiento de la po#laci%n y el aumento de la demanda. Las nuevas inversiones que se hicieron fueron insuficientes y el mantenimiento de las plantas termoelctricas ya e:istentes fue nulo. La represa hidroelctrica fue descuidada y tra#aa a una fracci%n de su capacidad.
,. O,-E'IO& J 0utrir de energía a las po#laciones rurales. J Evitar la contaminaci%n y preservar los recursos energticos.
C. -(&'I/IC$CI0N DE *$ INE&'I1$CION La investigaci%n se reali!a con la finalidad de poder producir energía elctrica mediante el agua y evitar la contaminaci%n, dando una soluci%n a las viviendas rurales que no cuentan con corriente elctrica a un costo mínimo Colegio Parroquial: “NIÑO JESUS DE PRAGA”
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III. IMPOR'$NCI$ La po#laci%n #eneficiaria serán las po#laciones rurales que no cuenta con energía elctrica pero cuenta con recurso hídrico.
I. M$RCO 'EORICO
=isponi#ilidad> El ciclo del agua lo convierte en un recurso inagota#le. Energía limpia> 0o emite gases "invernadero", ni provoca lluvia ácida, ni
produce emisiones t%:icas. Energía #arata> *us costes de e:plotaci%n son #aos, y su meora
tecnol%gica hace que se aproveche de manera eficiente los recursos
hidráulicos disponi#les. ;ra#aa a temperatura am#iente> 0o son necesarios sistemas de refrigeraci%n o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan.
El almacenamiento de agua permite el suministro para regadíos o la reali!aci%n de actividades de recreo. La regulaci%n del caudal controla en riesgo de inundaciones.
$. HIP0'E&I& *i industriali!amos el agua para poder producir energía elctrica mediante la hidr%lisis podremos suplir la deficiencia de energía elctrica en las viviendas rurales.
I. M$'ERI$*E& + ME'ODO&! Construir nuestro "enerador. El generador tiene dos partes> K El estator , que es la parte que no se mueve y es equipada con las #o#inas
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para colectar electricidad. K El rotor , que es la parte que se mueve y que tiene los imanes que inducen electricidad en las #o#inas. Lo primero que de#emos hacer es imprimir los discos.
Esta impresi%n de#e ser pegada a una pie!a de cart%n corrugado, de preferencia con goma en #arra para que no se formen grumos al pegarla. 3on la ayuda de una navaa, corta cuidadosamente el rotor y el estátor.
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1sando un clavo, ha! un peque-o hueco en el centro del rotor y uno mayor en el centro del estátor (del tama-o del círculo que está di#uado). =o#la un peda!o de cart%n de < : '7 cm por la mitad y pasa cinta aislante alrededor de ella para mantenerlo de esta forma. Este cart%n será nuestra guía para crear las #o#inas. Drepara tiras de cm de cinta aislante y tenlas listas antes del siguiente paso. Enrolla el ca#le de co#re esmaltado a travs de la guía para formar la primera #o#ina de manera que esta tenga unas 2 vueltas, no sin antes dear unos ' cm sin enrrollar para que sean los conectores. 3on cuidado, saca la guia de la #o#ina y usa las cintas aislantes para mantener la forma de la #o#ina. 5aspa el esmalte de las puntas de cada ca#le con una lia (apro:imadamente un cm de cada punta). segurate que el ca#le esa porci%n del ca#le este totalmente sin esmalte. 5epite los pasos anteriores para hacer otras tres #o#inas.
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[Escribir el título del docue!to" Construcción de la bobina
3oloca las #o#inas so#re el disco del estator, respetando el sentido indicado por la planilla (dos #o#inas en enrolladlas en sentido horario y dos en sentido anti horario). 1ne los ca#les de tal manera que la corriente pueda seguir el camino indicado por las flechas, comen!ando por la #o#ina anti horaria del lado inferior i!quierdo. La uni%n de los ca#les de#e ser hecha enrollando los lados sin esmalte de cada #o#ina. 3oloca cinta aislante para cu#rir las cone:iones. 4erifica que tus cone:iones sean correctas midiendo la resistencia del circuito con un multimetro. *i las cone:iones están #ien hechas, la resistencia de#e ser peque-a (MltB ' ohm).
1na ve! confirmado el #uen funcionamiento, pega las #o#inas al estator usando silicona. Espera que la silicona seque antes de colocar la siguiente #o#ina.
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#tn imanes de tipo cerámico o de tierras raras de más o menos ' mm de diámetro. 1sando una #r$ula magntica determina la polaridad de cada lado del imán y marca el polo norte de dos imanes y el sur de los otros dos. Dega los imanes con silicona de tal manera que la polaridad se alternada (0K*K 0K*). La posici%n y la polaridad están descritas en la planilla del rotor.
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Rotor
El ee será construido con un tarugo de madera de 2 cm : 'N"B 3on un taador o cuchilla, sacar la punta del tarugo.
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Dara construir la tur#ina, de#emos perforar el centro de un corcho de < a / cm con un taladro de 'N". 3oloca el corcho so#re la planilla y usando un lapicero marca los lugares donde se colocaran las cucharas.
1sando una navaa, perfora los lugares marcados. 3orta el mango de cucharas de plástico deando un centímetro de mango. &nserta las cucharas en el corcho y austa el ángulo y la profundidad de cada cuchara de manera que estas se encuentren espaciadas y tengan el mismo ángulo de inclinaci%n en relaci%n al corcho. Dega con silicona las cucharas en el corcho.
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;ur#ina 3onsigue una galonera de L de forma rectangular y corta con tieras o navaa la parte inferior como se ve en la foto.
1sando una regla, encuentra el centro de unos de los lados laterales. @arca este punto con plum%n indele#le. 5epite el tra#ao en el lado contrario. Derfora am#os lados con un taladro de 'N" en la marca que hiciste. 3on ayuda de chinches asegura el estátor a uno de los lados del envase de tal manera que el centro del estátor coincida con el centro del envase. 3on ayuda de una tiera corta 2 peda!os de ' cm cada uno de un tu#o de pvc de 'N". Dasa el tu#o a travs del centro del envase plástico y del estátor y del ee como se ve en la figura.
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4ista desde la parte inferior del envase
&nserta el tarugo a travs de la tur#ina y el envase como se ve en la figura anterior. Dosiciona la tur#ina dentro del envase de manera que las cucharas estn de#ao del cuello de #otella. usta tam#in la posici%n del tu#o de vinilo de manera que estos no toquen el interior del envase. hora coloca el segundo tu#o despus del estator. Los tu#os ayudaran a mantener todas las partes de la tur#ina en su posici%n cuando esta gire. ?ira la tur#ina para compro#ar que la tur#ina no golpee el lado interior del envase.
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&nserta el rotor en el ee. Los imanes de#en estar a unos 2 o < mm de las #o#inas. ?ira el ee para compro#ar que los imanes no golpeen las #o#inas. usta el ángulo del disco si es necesario.
*i el rotor gira sin pro#lemas, fia la posici%n de l colocando silicona caliente so#re el tarugo.
3oloca el envase cerca de un ca-o y ha! girar la tur#ina con agua. @ide con un multimetro la energía que produces.
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. RE&(*'$DO& *e o#tiene energía suficiente como para poder producir energía para un foco y así damos iluminaci%n a un am#iente de una vivienda.
I. DI&C(&IONE& 1n generador elctrico es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía elctrica. @antiene por tanto una diferencia de potencial entre dos puntos denominados polos. Dor la ley de Oaraday, al hacer girar una espira dentro de un campo magntico, se produce una variaci%n del fluo de dicho campo a travs de la espira y por tanto se genera una corriente elctrica. P El la figura anterior, la espira rectangular rota dentro de un campo magntico, por lo que el fluo del campo a travs de ella varía. *e crea una corriente que circula por la espira, por lo que entre los #ornes (representados en verde) aparece una diferencia de potencial Q4 (fuer!a electromotri! inducida). En las centrales de generaci%n de energía elctrica (nucleares, trmicas, hidráulicas...) la energía mecánica que el generador transforma en energía elctrica proviene del movimiento de una tur#ina, accionada dependiendo del tipo de central por vapor de agua, aire o agua. En la figura inferior se ha representado esquemáticamente el sistema de generaci%n de energía elctrica de una central hidráulica. P
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En la parte inferior de la figura se o#servan las palas de la tur#ina (accionada por agua) y las compuertas verticales que sirven para regular el caudal de agua que entra a la tur#ina. En la parte superior está representado el generador de energía elctrica. =icho generador consta de dos partes> R El estátor, que es la parte estática del generador. ct$a como inducido. R El rotor, que es la parte m%vil conectada al ee de la tur#ina. Es el que act$a como inductor.
III. CONC*(&IONE& '. Las familias que no cuentan con energía elctrica mediante el generador casero o#tiene electricidad para sus viviendas y poder iluminar sus noches. 2. La conservaci%n del medio am#iente evitando el uso de petr%leo para producir energía. <. La utili!aci%n de materiales caseros desechados.
I% RE/ERENCI$& ,I,*IO1R2/IC$& J &nternet
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