Generador Savonius - Manuel ...
Generador Savonius - Manuel Franquesa, wiatraki, wiatraki bardzo ciekawe do zrealizowania
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LA VERITAT
(www.amics21.com)
Cómo construir un generador eólico con
un barril de petróleo de 200 litros para
producir energía sin el contenido del
mismo
(generador Savonius)
por Manuel Franquesa
Índice
1. Introducción
“Piensa globalmente, actúa localmente”
Tarde o temprano, el calentamiento global y la escasez del petróleo nos
obligará a buscar energías más respetuosas con la naturaleza.
Este breve manual te dará una idea de cómo se puede construir un pequeño
aerogenerador con un barril de acero de 200 litros, de esos que se utilizan para
transportar petróleo.
Esta sencilla máquina se llama “generador de Savonius”, en honor a su
inventor.
1
Autor de “Kleine Windräder : Berechnung u. Konstruktion” - Wiesbaden ; Berlin : Bauverlag,
1989. ISBN 3-7625-2700-8
Su potencia es bastante modesta, pero es muy bello, económico y
relativamente fácil de construir. Otra gran ventaja es que al tener el eje vertical,
la dirección del viento no importa.
¡Pero ojo: como toda máquina que gira, un aerogenerador es un artefacto
bastante peligroso!
¡Hay que utilizar piezas MUY ROBUSTAS!
2.
Unas palabras sobre la energía eólica en general
2.1
El señor Betz, la energía del viento y la potencia de un aerogenerador
La
máxima potencia
que le podemos “sacar” al viento, ya sea con un molino
de viento “quijotesco” o un aerogenerador de última generación (en lo siguiente
“eólica”), se calcula con la siguiente fórmula aproximada, que tiene en cuenta
todas las pérdidas (mecánicas y aerodinámicas) de la máquina:
P = 0,15 · D
2
· v³
•
P
es la potencia expresada en
vatios [W]
•
D
es el diámetro del rotor en
metros [m]
•
v
es la velocidad del viento en
metros por segundo
[m/s]
.
Esta sencilla fórmula es fruto del señor
Betz
, un sabio alemán que en 1926
publicó el primer tratado sobre la teoría aerodinámica aplicada a las turbinas
eólicas.
Lo primero que salta a la vista es que la potencia aumenta con el cubo de la
velocidad del viento, o, expresado de otro modo, “a más viento,
mucha
más
energía”.
Ejemplo:
¿Qué potencia máxima podría generar una eólica cuyo rotor tiene un diámetro
de 6 metros?
Si el viento sopla a 10 m/s (= 36 km/h), la potencia del molino será
P = 0,15 · 36 · 10³ = 5400 [W] =
5,40 [kW]
(1 kW = 1000 W)
Pero si sopla a 20 m/s (= 72 km/h), la potencia será
P = 0,15 · 36 · 20³ = 43200 [W] =
43,20 [kW]
Conclusión: a
doble
velocidad del viento, obtendremos
8 veces
más energía.
2.2
Velocidad de giro de una eólica
La velocidad de giro de una eólica se puede calcular con la siguiente fórmula:
n = (60 · λ · v) / (π · D)
•
n
es el
número de revoluciones por minuto [rpm]
•
λ
es factor que depende del tipo de eólica y del número de palas. Puede
tener un valor comprendido entre aprox. 1 y 14. En la eólica que vamos
a construir, este factor estará comprendido entre aprox. 3 y 4.
•
v
es la velocidad del viento en
metros por segundo
[m/s]
.
•
D
es el diámetro de la eólica en
metros [m]
Para hacerse una idea:
En un aerogenerador moderno de 20 metros de diámetro (los que se utilizan en
los controvertidos parques eólicos), este factor es del orden de
λ
= 8.
Calculemos con esta fórmula su velocidad de giro bajo un viento de 10 m/s
(= 36 km/h):
n = (60 · 8 · 10) / (π · 20) = 76,4 rpm
No parece mucho, ¡pero las puntas de las alas giran a 288 km/h! Esto produce
mucho ruido y es un grave peligro para las aves.
Reglas generales:
•
a más diámetro, menor velocidad de giro
•
un mayor número de aspas o palas no aumenta necesariamente la
velocidad de giro, pero aumenta el rendimiento del rotor eólico.
3.
Construcción del generador Savonius
3.1
Generalidades
La siguiente imagen te dará una idea de la construcción y el funcionamiento
de un generador Savonius:
3.2 Descripción
El rotor consta de las dos mitades de un barril de 200 litros, unidas abajo y
arriba por sendas barras de refuerzo, que a su vez irán fijadas al eje. Las dos
mitades del barril se pueden fijar a estas barras mediante remaches o tornillos.
El eje del rotor se soldará a estas barras. Debido a la gran resistencia que este
rotor ofrece al viento, es conveniente utilizar cojinetes en ambos extremos del
eje. Estos cojinetes se fijarán a un marco de acero robusto, que deberá tener la
suficiente anchura para dar cabida al rotor, a la polea de transmisión y el
alternador o dinamo (generador eléctrico). El marco deberá anclarse
sólidamente a una base lo más elevada posible (columnas, torreta), en un lugar
donde el viento pueda circular libremente (a cierta distancia de la casa o de
otros obstáculos (muros, árboles etc.). Los pequeños montículos o elevaciones
del terreno siempre ofrecen mejores condiciones para el viento. No es
conveniente montar el rotor Savonius sobre un muro, ya que éste disturbará la
libre circulación del viento.
Las dos mitades del barril deberán fijarse a las mencionadas barras dejando
una ranura o espacio entre ellas (distancia
e
en el dibujo). Para un barril
estándar (altura
H = 90 cm
, diámetro
d = 57 cm
, aproximadamente), la ranura
deberá tener una anchura de
e = 10 cm
.
(Esta ranura es bastante importante, ya que a través de ella puede pasar el
aire, aumentando así el rendimiento de rotor).
Nota: Buscar también imágenes de “generador Savonius” en Internet. Hay
muchas que os darán una idea de cómo construir el vuestro. Ejemplo:
Generador Savonius con dos “barriles” superpuestos = doble potencia
3.3 Potencia de un generador Savonius
Teniendo en cuenta todas las pérdidas del conjunto (pérdidas aerodinámicas
del rotor, fricción de los cojinetes y de la correa de transmisión, rendimiento del
alternador y de las baterías), la máxima potencia que desarrolla este generador
puede calcularse con la siguiente fórmula:
P
max
= 0,16 v³ [W]
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