La imagen de arriba es la presa de
nuestro vecino Scott. Nuestro objetivo es construir una pequeña planta
hidroeléctrica. En el pasado había una máquina que había construido a
partir de un extractor de humos, unido por una correa a un motor de
corriente contínua. Se produjo una corriente de 1 amperio
aproximadamente y estuvo en funcionamiento todo el año durante 2 años.
Proporcionó la mayor parte de su electricidad durante ese tiempo, más
que suficiente para un par de luces y una radio.
Scott atendió a uno de nuestros cursos
de construcción de un aerogenerador, y pensamos que si construyéramos un
alternador similar para la planta hidroeléctrica, podríamos obtener
mucho más rendimiento de esta presa.
Comenzamos con trozos de chapa y ángulo
de hierro. El alternador se construyó a partir de dos discos de freno
de 11 pulgadas de diámetro (que creo que los sacamos de un Dodge, pero
no estoy seguro), y el eje / cubo de la rueda también… probablemente de
un Dodge, pero no estaban seguros, ya que estaban en un taller cogiendo
polvo desde hacía tiempo.
Las paletas en la rueda se hacen a partir de un tubo metálico de 4 pulgadas cortado en cuartos a lo largo.
Los lados de la rueda, de 12 ” de
diámetro. Hicimos una plantilla que ayudó a sentar los agujeros para
encajar la rueda al cubo al cubo/rodamiento ( 5 tornillos ) y el diseño
de la posición exacta, y el ángulo de las paletas. La idea era hacer
una turbina “Banki”, algo parecido a un extractor de humos. En la
turbina Banki, si uno la mira de lado, el agua debe entrar algo por
debajo de la parte superior ( alrededor de diez en punto de la esfera de
un reloj ) , pase por el centro de la rueda, y salir en la parte
inferior ( alrededor de las cinco en punto ), por lo que el agua
realmente golpea las aspas dos veces. Vimos un montón de fotos que nos
ayudaron a decidir el ancho y el ángulo de la paletas. La imagen de
arriba muestra cómo se han punzonado todos los lugares para los bordes
de las aletas, y los agujeros que se montará ela rueda con el
alternador. La rueda tiene 16 paletas.
La plantilla está pegada a uno de los
discos que forman los lados de la rueda y tenemos dos discos sujetos el
uno al otro. La imagen de arriba podemos perforar pequeños agujeros que
nos ayudará a saber exactamente dónde colocar las paletas.
Separamos los dos lados de la rueda a 10
pulgadas de distancia con varilla roscada, y lo escuadramos lo mejor
que pudimos antes de instalar las paletas. Se pueden ver algunos de los
agujeros que perforamos para ayudar a posicionar las paletas.
Aquí, estamos soldando la rueda. Es
importante tener en cuenta que las palas son de tubo de acero
galvanizado. Tuvimos que eliminar toda los galvanización ( zinc ) de
los bordes antes de soldar, ya que la soldadura de metal galvanizado
produce gases tóxicos, por lo que tratamos de ser cuidadosos al
respecto.
En la imagen de arriba la rueda está
casi terminada Vamos a añadir un poco de soldadura más tarde. No hemos
mostrado esto todavía (lo veremos más alelante), pero uno de los lados
de la rueda (el lado opuesto del alternador ) tiene un agujero de 4 ” de
diámetro en en el centro, para facilitar el roscado de las tuercas que
la sujetarán al alternador, y también la limpieza de objetos que
podrían quedarse atrapados en la rueda.
La boca de entrada será del mismo
ancho (10 ” ) que el corredor y en su salidatiene una altura de una
pulgada. Esto da más o menos la misma área en la salida que en la
tubería de 4 ” por donde entra el agua. En la foto de arriba estamos
doblando la hoja de metal que lo compone la boca de entrada.
En la imagen de arriba está empezando a
tomar forma. Hemos montado la rueda al cubo, y básicamente está
montado todo salvo el alternador. Todo aquí se puede ajustar. Podemos
mover la boca de entrada, a los lados, arriba y abajo. La rueda ( y el
alternador ) puede moverse hacia atrás, y hacia adelante.
Hemos hecho las conexiones en el estator
y está listo para la el moldeado. Cada bobina tiene 125 vueltas de
alambre AWG# 17. Cada fase tiene tres bobinas en serie, y vamos a
estar llevando a cabo 6 cables, de modo que podemos elegir entre las
configuraciones en estrellas, o en delta.
La imagen de arriba tenemos los imanes
colocados, y la plantilla en su lugar. Los imanes son de 1 ” x 2 “x 1.2
” de espesor, hay 12 en cada rotor. Esta parte de la máquina es casi
idéntica a la del alternador que se describe en el libro de Hugh Piggott “Auto Construcción de Generadores Eólicos”.
Aquí está una foto de la otra parte.
Hay dos puentes rectificadores detrás de la cubierta de aluminio para
rectificar la corriente alterna de 3 fases en corriente directa. El
medidor tiene una escala de 6 amperios. En este punto, con el espacio
de aire entre el los rotores tan corto como sea posible, produce 12,5
voltios de corriente contínua a 38 rpm. El imán del rotor trasero tiene
3 tornillos de elevación para que podamos ajustar el espacio de aire, y
permitir que el alternador para correr más rápido si es necesario, con
la esperanza de igualar la velocidad del alternador a la velocidad
óptima de la rueda.
Cada cambio consistió en cambiar la posición de la boca de entrada. Otros ajustes tratan el espacio de aire en el alternador, y de cambiar el cableado de estrella a triángulo (delta). Yo creo que hay una mayor eficiencia en el de Estrella… se produce algo más de potencia en las revoluciones por minuto en estrella que con un espacio de aire menor con el cableado en Delta. ( el espacio de aire es la distancia entre los rotores y al hacerlo mayor se reduce el flujo a través de las bobinas, lo que permite al alternador girar más rápido ) Lo dejamos en estrella, con un espacio de aire de alrededor de 1,25 pulgadas ( ¡Una distancia muy amplia! ).
Por lo tanto, se podría hacer a un costo más bajo con imanes más pequeños, y un espacio de aire más estrecho, o… podría ser un poco más eficiente con los mismos imanes, un espacio de aire más estrecho, y las bobinas formadas por menos vueltas de un alambre más grueso. Es posible que hagamos este cambio un día de estos.
Tal y como está, gira sin carga a aproximadamente 160 rpm, y con carga a alrededor de 110, produciendo 1,9 amperios a 12 voltios.
Fuente: Bajatec
