Cómo hacer un aerogenerador (molino de viento o aerogenerador)

Siguiendo la línea de los inventos de las energías renovables, hoy os traigo otro especial, esta vez para hacer un aerogenerador. Al igual que el anterior especial para hacer un panel solar, este también es del mismo autor, y nosotros nos hemos encargado de traducirlo. Por cierto, si no te sientes cualificado o has entrado aquí buscando un aerogenerador para uso doméstico, te recomiendo que vayas a Amazon y le eches un vistazo, que hay muy buenos precios.

Las principales características de este aerogenerador La tensión del motor o generador puede variar según el tipo de motor o generador que instalemos, pero normalmente rondará los 12v de tensión eficiente. Disfruta haciendo este invento tanto como yo disfruté traduciéndolo para ti:

Después de mucho buscar por internet, me di cuenta de que todos los diseños tenían cinco cosas en común:

• Un generador (Enlace a Amazon))

• Palas.

• Sistema de dirección del viento (Timón).

• Una torre para levantar la turbina hacia donde sople el viento.

• Baterías y un sistema de control eléctrico.

Organizando un poco el tema conseguí reducir el proyecto a tan solo cinco sistemas, lo cual, atacándolos poco a poco y uno a uno, no es del todo complicado. Decidí empezar con el generador. Mirando los proyectos de otras personas en Internet, me di cuenta de que había personas que decidieron hacer su propio generador, otras que usaron la energía residente de los motores de imanes permanentes y otras que simplemente buscaron un generador para su propia fuente de alimentación. generador. Así que decidí empezar a buscar.

El generador

Mucha gente usó los motores de la unidad de cinta de las unidades de cinta de computadoras antiguas. Los mejores para esto son los Ametek de 99 voltios en continuo que funcionan muy bien como generadores. Por desgracia, son muy difíciles de encontrar, aunque siempre puedes probar con otros modelos similares de Ametek (puedes consultar en Amazon para ver si te sirve este equivalente).

Hay muchas otras marcas y modelos de motores de imanes permanentes además del Ametek. Los motores de imanes permanentes no están diseñados para ser generadores, pero es posible que no funcionen tan bien, ya que los motores de imanes permanentes no fueron diseñados para ser generadores. Motores normales, cuando se usan como generadores Para lograr una salida similar a la de la operación normal, deben ser accionados mucho más rápido que su velocidad nominal de operación. Con estos datos podemos sacar una conclusión, lo que buscamos, es un motor que dé mucho voltaje a bajas revoluciones. Manténgase alejado de los motores con altas revoluciones y bajo voltaje, porque no servirá de nada. Lo que buscamos, más o menos, es un motor que nos dé unos 12v de tensión útil con revoluciones muy bajas (325 rpm aprox.). Cuando lo tengas, para hacer la prueba, conéctalo a una bombilla de 12v y dale un giro fuerte al motor con la mano, si realmente funciona, la bombilla debería encenderse como lo hace normalmente.

He conseguido algunos motores Ametek que funcionan a 30v en Amazon (o la alternativa en Amazon) por solo 26$. Estos días son cada vez más baratos ya que muchas personas los compran para hacer sus propios molinos de viento.

Las palas

Investigué un poco más para las paletas. Vi que mucha gente tallaba sus propios remos en madera, pero eso es demasiado complicado, teniendo en cuenta que otras personas hicieron sus remos con tubos de PVC con el mismo resultado. Aquí os dejo una web donde podéis averiguar cómo hacer vuestros propios remos aerodinámicos de PVC.

Más o menos seguí la guía cambiando algunas cosas. Usé tubería ABS negra que venía precortada. Usé la tubería de 6 pulgadas de diámetro en lugar de 4 y 24 pulgadas de largo en lugar de 19 5/8. La diferencia es que pesará un poco más, pero las revoluciones serán mayores ya que recogerá más viento, y ganaremos un poco de potencia.

Empecé marcando y cortando el tubo a lo largo en cuatro partes iguales, corté una y la usé como guía para el resto, limando los bordes y pesándolos si era necesario para no desequilibrar el aparato. Finalmente, terminé con 4 cuchillas, tres de uso y una de repuesto. Para mejorar la aerodinámica puedes limar los bordes a modo de palas para "cortar" el viento y conseguir menos arrastre.

El siguiente paso fue unir las aspas al motor, para lo cual usé pernos. En mi taller apareció una rueda dentada que encajaba perfectamente en el eje del motor, pero no tenía ni los agujeros ni el diámetro necesarios para hacer la unión perfecta con las aspas, así que le añadí un disco de aluminio de 5 pulgadas de diámetro y ¼ de pulgada de espesor que era perfectamente adecuado para la unión de las palas. La solución fácil a esto fue unir las dos piezas y dejarlas completamente fijas.

Este es el taladrado y grabado de las piezas.

Las piezas ensambladas, incluidas las palas.

La otra parte del conjunto completo.

En una de mis salidas a la ferretería encontré esta funda que es perfecta para la punta de las palas, evitando así la resistencia del viento y distribuyendo aún más aire a las palas.

Actualización: Más tarde, en un día con mucho viento, se me rompieron las aspas de mi aerogenerador. Decidí hacer este cambio, perdí en longitud, pero gané en resistencia. Para no prescindir de ninguno de ellos, debes hacerlo así desde el principio.

La estructura

El siguiente paso fue el montaje del esqueleto de la turbina. Para simplificar, opté por colocar el motor en una pieza de madera de 5×10 centimetros sujeta con abrazaderas ajustables. Además, para proteger un poco el motor, lo metí dentro de un tubo de PVC que tenía el diámetro adecuado. Coloqué una veleta para dirigir el esqueleto hacia el viento, la mía era de aluminio rígido y tenía las dimensiones que se muestran en la foto, aunque eso no es para preocuparse.

Esta es otra vista del esqueleto de la turbina eólica.

El siguiente paso fue idear algún tipo de mecanismo que permitiera la rotación libre de la turbina dependiendo de la dirección del viento. Después de pensarlo mucho, me di cuenta de que con una barra de metal de 1 pulgada de diámetro y 25,5 centimetro de largo, insertada en un tubo de acero de 1 pulgada y 1/4 de pulgada de diámetro, funcionaría perfectamente. Yo usaría los tubos de acero de 1 pulgada en ambos lados, y para el cuerpo o la torre, usaría los de 1 pulgada y 1/4 de pulgada. Para elegir la posición del tubo de acero, miré el esqueleto y calculé el centro de gravedad, tan simple como mirar el lugar de la madera (los 84 centimetros) donde se mantiene en equilibrio. Los cables del generador pasarán por un orificio en el centro del tubo de soporte.

Para la base de la torre, corté una base de 65 centimetros de diámetro de madera contrachapada. Hice un ensamblaje en forma de U con tubería de 1 pulgada, que es donde iría el otro extremo de la tubería o torre de 1 y ¼ de pulgada de diámetro. Al igual que la capota, también es libre de girar donde quiera, por lo que le da más movilidad en caso de que la capota se atasque en un momento dado. También la U es móvil en forma de bisagra para facilitar la subida y bajada del aerogenerador. Entre la U y el tubo de 1 pulgada, agregué una T con un agujero para poder pasar el cable. Esto se muestra en una foto a continuación. También incluiré algunos agujeros en la madera contrachapada para poner algunos anclajes para el piso.

Esta imagen muestra la cabeza y la base juntas. Ahora puede tener una idea de cómo se verá, imagine una tubería de 3,5 metros entre los extremos.

Luego pinté todas las partes de madera con una pintura protectora blanca. En esta foto también se puede ver un añadido al pegamento, se trata de un trozo de plomo para contrapesar.

Aquí está todo el ensamblaje de la cabeza.

El controlador de carga

Actualización: Hemos lanzado una versión nueva y mejorada del controlador de carga, funciona mejor y el precio es mucho más bajo.

Después de tener lista toda la mecánica, decidí comenzar con la electrónica. El sistema estaría compuesto por un sistema de una o más baterías para almacenar la energía acumulada. por la turbina eólica Los paquetes de baterías están equipados con un diodo de bloqueo para evitar el desperdicio de energía de las baterías, una carga secundaria para descargar el exceso de energía cuando las baterías están completamente cargadas y un controlador de carga para administrarlo todo.

Decidí buscar en Google información sobre controladores de carga de turbinas eólicas. Me complació encontrar algunos esquemas bastante simples, como este, que fue el que usé.

Como este sitio web explica muy bien la creación de dicho circuito, solo mencionaré aspectos generales del mismo.

El principio básico del controlador es controlar si la batería está cargada para enviarles corriente desde la turbina o desviarla a una carga para evitar dañar las baterías. En el enlace está todo muy bien explicado.

Esta es una imagen del controlador construido, todo está en una placa de madera contrachapada para que pueda probar y corregir errores. Más tarde lo montaré todo en una caja.

La placa de circuito impreso donde se encuentran los componentes electrónicos complejos es claramente visible. Un soporte plateado con dos interruptores que le permiten alternar entre las baterías y la carga.

El disipador de calor negro en la parte inferior izquierda tiene dos diodos de bloqueo de 40A. Actualmente uso solo uno, pero podría usar el otro. para otro aerogenerador o para añadir un panel solar quién sabe. La doble fila de rectángulos de color dorado en la parte superior es la carga, formada por resistencias de alta potencia, a intervalos de 2 ohmios. Sirve para descargar energía cuando las baterías están cargadas o para probar la turbina. El exceso de energía de la turbina se puede usar para un calentador o para incluir una segunda batería. Debajo a la izquierda de las resistencias, hay un fusible, el fusible principal, junto con un relé cuadrado gris de 40A, tomado de un automóvil. Es el encargado de enviar energía ya sea a las baterías oa la carga. A lo largo del lado derecho, puede ver, en negro, todas las conexiones en un bloque de terminales.

En funcionamiento, la turbina eólica está conectada al controlador de carga. Luego pasa del controlador a la batería. Todas las cargas se toman de las baterías. Si el voltaje de la batería cae por debajo de 11,9 V, el controlador cambia la turbina a las baterías. Si el voltaje de la batería sube a 14v, el controlador cambia la turbina a la carga. Si observa, verá potenciómetros para ajustar los voltajes para ambos estados. Elegí 11.9v para cuando está descargada y 14v para cuando está cargada debido a los consejos que se encuentran en diferentes sitios web sobre la carga óptima de baterías de plomo-ácido. Cuando el voltaje de la batería está entre 11,9 V y 14 V, el sistema se puede cambiar manualmente a cualquier estado. Normalmente, el sistema es automático. Cuando se está cargando se enciende el LED verde, al cargar la batería se enciende el LED amarillo.. Esto me permite tener un mínimo de información del sistema, también uso el multímetro para medir tanto el voltaje de la batería como la salida de la turbina Voltaje. Más adelante agregaré algunos medidores de voltaje y pondré todo en una caja más decente.

Usé una fuente de alimentación de voltaje variable para probar los diferentes estados de la batería (la de 11.9v y la de 14v) para poder ajustar los potenciómetros a mi gusto.

Actualización: Al final cambié el voltaje de derivación en la carga de 14 a 14.8 v, parece funcionar mejor para cargar este tipo de batería.

Actualización: descubrí que hay una orden para conectar cosas al controlador y no dañar nada. Una vez conecté la turbina y el panel solar antes que las baterías, y debido a los cambios de voltaje, el relé y los voltajes comenzaron a hacer cosas extrañas porque la batería no estaba allí para estabilizarse, también puede dañar el circuito. Lo que siempre se debe hacer es conectar primero las baterías y luego el aerogenerador o el panel solar. Para desconectar es lo mismo, desconectar primero los sistemas (panel y turbina) y luego las baterías.

Actualización: finalmente, aquí hay un esquema de mi controlador de carga. Hay algunas pequeñas variaciones del diagrama en el sitio web anterior. Sustituí algunas piezas que tenía a mano para no tener que comprarlas. Puedes hacer lo mismo, con bastante conocimiento, yo por ejemplo, los amplificadores MOSFET, no los he colocado igual, al igual que las resistencias.

El montaje final

Hasta el momento tenemos todas las partes del proyecto completas, solo resta armarlas.

Cuando llegué a mi finca lo primero que hice fue empezar con el refuerzo de la torre, coloqué la cabeza de la turbina sobre el tubo de 3,5 metros de largo y 1 ¼ de pulgada de diámetro y la base al final de este. A partir de aquí fue todo muy rápido. Usé cuerdas de nailon para asegurar el poste de 3,5 metros al suelo con estacas de madera y tensores en los extremos. Gracias a la bisagra en la base, pude bajar y subir la torre fácilmente. Cuando todo está en funcionamiento, las cuerdas de nailon y las estacas de madera se reemplazan por cables de acero y estacas de metal.

Esta foto muestra un primer plano de cómo até las cuerdas al tubo de metal. Sencillo y efectivo a la vez.

Esta otra foto muestra la base de la torre, apoyada en el suelo, y con el cable de la turbina saliendo por el tramo en forma de T. El cable utilizado es un cable de instalación eléctrica normal, simplemente corte y conecte la turbina al controlador.

Engrasé todo el tubo en la parte inferior de la cabeza y se deslizó solo hasta el final.

Solo queda esperar a que sople el viento y empezar a producir.

La turbina funciona de maravilla, incluso con viento ligero.

Aquí está la configuración completa del controlador, la batería y la electrónica de cableado. También puede ver un inversor de 120v conectado a la batería y un multímetro para rastrear el voltaje de la batería y la salida de la turbina. Mi afeitadora eléctrica y el cargador de batería están conectados al inversor que funciona a 120v. Más tarde también pasé un cable a mi campamento.

En esta foto, toda la electrónica.

El multímetro muestra una salida de 13,32v, la carga la proporciona la afeitadora y las baterías a través del inversor.

Aquí el multímetro muestra una salida de 13.49v. El voltaje de la turbina aumenta un poco a medida que aumenta la fuerza del viento, esto se debe a que tiene una carga. Cuando gira muy rápido y se excede el voltaje de la batería, el diodo se hace cargo del bloqueo. Cuando se excede el límite, la carga (resistencias) ingresa repentinamente a la turbina. Una de las precauciones a tener en cuenta es estar atento a los cambios de dirección del viento cuando se trabaja con los cables, ya que podría romperse.

Me di cuenta de que toda la configuración del controlador era demasiado peligrosa. Arreglé un poco los cables y puse toda la electrónica en un trozo de madera encima de una caja de plástico. Luego pasé un cable largo desde el inversor hasta mi campamento, para que fuera más seguro.

Otra vista de la configuración.

Aquí está mi computadora portátil funcionando gracias a la turbina.

¿Cuánto costó todo, aquí hay una tabla.

¿Qué es? ¿De donde? ¿Cuanto cuesta ?

Motor / generador. Amazon $26,00 = 18,27€

Varias tuberías. Ferretería. $41,49 = 29,16€

Tubería para las palas. Ferretería. $12,84 = 9,02€

Varios equipos. Ferretería. $8,00 = 5,6€

Conductos Ferretería. $19,95 = 14,02€

Madera y aluminio. Montón de chatarra. $0,00

Cable de energía. Ya lo tenia. $0,00

Cuerda y tensores. Ferretería. $18,47 = 12,98€

Regulador de carga. ComoHacer.eu Tienda 16,95€

Batería. Amazon $0,00

Inversor. Amazon $0,00

Pintura. Ya lo tenia. $0,00

Total 104€

Nada mal. Considerando que turbinas profesionales comparables a esta valen entre 750 y 1000$.

Actualizaciones de aerogeneradores

Modificaciones y mejoras que me gustaría hacerle en el futuro:

• Monte los componentes electrónicos en un recinto hermético.

• Agregue medidores para el voltaje de la batería y el voltaje de la turbina.

• Agregue un tacómetro para saber qué tan rápido está girando.

• Agregue más baterías.

• Agregue otra turbina eólica o panel solar para producir más energía.

• Obtenga un inversor de mayor voltaje.

• Sistema de frenado de emergencia para vientos fuertes.

• Base de hormigón para la torre.

• Una torre más alta con cables de acero y estacas.

Terminé la reconstrucción del controlador. Ahora está en un recinto de semi-almacenamiento y he agregado un medidor de voltaje. Dispone de entradas para varias fuentes y distintas salidas para cargas externas.

Estas son las entradas del controlador, dos entradas para paneles solares y una para el molino de viento. Esta configuración puede variar según el gusto.

Esta imagen muestra las salidas del controlador. Hay conexiones para baterías, para carga y para 3 salidas de 12v.

Este es el interior del controlador, básicamente transferí todo desde la tabla de madera hasta aquí. Agregué un medidor de voltaje y un fusible para cada salida.

Este es el esquema del nuevo controlador, es casi igual al anterior excepto por los dos cambios que mencioné anteriormente.

Este diagrama de bloques ofrece una descripción general del ensamblaje.

Demasiado difícil, siempre puedes consultar en Amazon a ver si ves algún aerogenerador para uso doméstico a buen precio.

Un gran tutorial que no te puedes perder, si te ha gustado compártelo, así podemos seguir con tantos proyectos que tenemos en mente. ¡¡¡Disfrútala!!!

Enlaces útiles:

• Preguntas frecuentes sobre el molino de viento (FAQ's); Link.

• Usted también podría estar interesado en; Como hacer un panel solar.

• Tutorial completo en PDF creado por Como Hacer; Link.

• Tutorial del aerogenerador original en inglés; Link.

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