Este diseño de generador eólico casero se caracteriza por ser simple y eficiente, al mismo tiempo que su construcción es rápida y sencilla de hacer. La energía eólica es abundante, limpia, barata y fácil de aprovechar, por lo que esta es una gran oportunidad para empezar a obtener energía del viento ¡Pongámonos manos a la obra!
La seguridad primero
La seguridad debe ser la máxima prioridad a la hora de trabajar con electricidad. Tome todas y cada una de las pautas de seguridad que le explicaremos a continuación.
El usuario que haga uso de esta información asume total responsabilidad por su seguridad.
Los generadores de viento pueden ser muy peligrosos porque uno se expone a partes que se mueven rápidamente, chispas eléctricas y condiciones climáticas violentas. Estas son algunas de las cosas que debe tener en cuenta:
- Siempre ponga a tierra y coloque fusibles en su sistema eléctrico, así como en cada componente dentro de él.
- Párese siempre contra el viento cuando vea el generador eólico casero para evitar escombros en caso de falla.
- Siempre prepare cuerdas o cables de seguridad cuando esté trabajando en la torre o el generador eólico casero.
- Cablee siempre las conexiones de forma segura con el aislamiento adecuado, como tubos termo-retráctiles o cinta aislante.
- Nunca toque los cables positivo y negativo al mismo tiempo mientras están conectados a la batería.
- Nunca deje su aerogenerador desconectado de nada, a menos que esté en el suelo. Debe estar conectado a una batería u otra carga. También puede cortocircuitarlo cruzando los cables positivo y negativo del generador eólico casero juntos, para proporcionar un circuito cerrado. Si no hace uno de estos, puede girar libremente y alcanzar velocidades peligrosas.
- Nunca exponga las baterías al calor, chispas o llamas. No fume cerca de las baterías, ya que pueden encenderse y explotar con facilidad.
Materiales y herramientas
La mayoría de las herramientas y materiales que utilizaremos en este instructivos se pueden encontrar en una ferretería de su barrio o en vertederos. Esto es lo que necesitará:
Herramientas
La ayuda de un asistente le facilitará el trabajo. Si necesitas algunas de estas herramientas, haz clic en sus nombres a continuación para explorar sus ofertas (o de productos similares) en Amazon:
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Materiales para el generador eólico casero
- 36 pulgadas de largo de tubería cuadrada de 1 pulgada
- Brida de piso de 2 pulgadas
- Niple de 2 X 4 pulgadas
- Tornillos autorroscantes de 3 x ¾ pulgadas
NOTA: Si dispone de un equipo soldador, puede soldar una sección de 4 pulgadas de tubería en una de 2 pulgadas en su tubería cuadrada en lugar de usar la brida, el niple y los tornillos para láminas de metal.
Motor
- Motor de cinta transportadora de servicio continuo de 260V CC, 5A con un cubo roscado de 6 pulgadas
- Diodo de bloqueo de 30 – 50 amperios (unidireccional)
- 2 pernos de motor de 5/16 x 1 ¾ pulgadas
- Tubería de PVC de 3 X 11 pulgadas
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Cola
- Superficie de metal liviano de 0,1 metros cuadrado (aproximadamente)
- 2 tornillos autorroscantes de ¾ pulgadas
Aspas
- Tubo de PVC de 24 pulgadas de largo de 8 pulgadas (si es resistente a los rayos UV, no necesitará pintarlo)
- 20 pernos de 6 x ¼ pulgadas
- 9 arandelas de ¼ pulgadas
- 3 hojas de papel A4 y cinta
Torre
La torre se construirá una vez acabado el generador, se necesitará otra serie de materiales para emprenderla. Para la torre necesitará:
Base
- 2 boquillas de tubo de acero de 0,6 metros x 1 ¼ pulgadas
- Niple de tubería de acero de 6 X 1 ¼ pulgadas
- Codo de 90° de 2 X 1 ¼ pulgadas
- Tubo de acero en “T” de 1 ½ pulgadas
Polo
- Pieza de 3 – 6 metros de tubería de acero de 1 ½ pulgadas
- 2 piezas de alambre trenzado de cobre #8 (debe ser lo suficientemente largo para pasar por el poste hasta las baterías)
Cableado
- Perno en U de 1 ½ pulgadas
- 4 cables guía, de al menos 7,6 metros de largo (deben ser lo suficientemente largos para ir del poste a las estacas)
- Cuatro estacas
- 4 tensores
1° Paso: Diseño de las aspas
Corte de las aspas: Deberá fabricar 9 aspas (o 3 juegos de aspas) y una tira fina de residuo de PVC.
- Coloque el tubo de PVC de 24 pulgadas de largo y el tubo cuadrado uno al lado del otro sobre una superficie plana. Empuje un tubo contra el otro y marque la línea donde se tocan. Esta será la línea A.
- Haga una marca cerca de cada extremo de la Línea A, a 23 pulgadas de distancia.
- Pegue con cinta adhesiva 3 hojas de papel A4, de modo que formen una hoja de papel larga y completamente recta. Envuelva esto alrededor de la sección de tubería en cada una de las dos marcas que acaba de hacer, una y luego la otra. Asegúrese de que el lado corto del papel esté recto a lo largo de la Línea A y que el papel esté recto contra sí mismo donde se superpone. Marque una línea a lo largo del borde del papel en cada extremo. Esas serán las líneas B y C respectivamente.
- Comience donde la Línea A se cruza con la Línea B. Yendo a la izquierda alrededor de la Línea B, haga una marca cada 145 mm. El último tramo debe ser de unos 115 mm.
- Comience donde la línea A se cruza con la línea C. Dando la vuelta a la línea C, haga una marca cada 145 mm. El último tramo debe ser de unos 115 mm.
- Marque cada línea con una regla.
- Cortar por estas líneas, con la sierra de vaivén, de manera que te queden 4 tiras de 145 mm y una tira de unos 115 mm.
- Tome cada tira y colóquelas con el interior del tubo hacia abajo.
- Haga una marca en un extremo de cada tira a 115 mm del borde izquierdo.
- Haz una marca en el otro extremo de cada tira a 30 mm del borde izquierdo.
- Marca y corta estas líneas, usando la sierra de vaivén.
- Coloque cada aspa con el interior del tubo hacia abajo.
- Haga una marca a lo largo de la línea en ángulo de la hoja, a 3 pulgadas del extremo ancho.
- Haga otra marca en el extremo ancho de la hoja, a 1 pulgada del borde recto.
- Conecte estas dos marcas y corte a lo largo de la línea. Esto evitará que las palas interfieran con el viento de los demás.
Lijado de las aspas
Deberá lijar las aspas para lograr el perfil aerodinámico deseado. Esto aumentará la eficiencia de las mismas, además de hacerlas más silenciosas al girar.
El borde en ángulo (delantero) tiene que ser redondeado, mientras que el borde recto (de cola) tiene que ser puntiagudo.
Las esquinas afiladas deben redondearse ligeramente para reducir el ruido.
2° Paso: Diseño de la cola
Las dimensiones exactas de la cola no son importantes. Con aproximadamente un 0,1 metro cuadrado de material liviano, preferiblemente metal debería ser suficiente. Puede hacer que la cola tenga la forma que desee, siempre que esté rígidamente unida al generador. No debe quedar flojo.
3° Paso: Montaje del eje
Más adelante nos centraremos en los agujeros a realizar en la brida de piso, ya que estos son los que determinan el equilibrio. Por el momento continuaremos con las aspas y el tubo cuadrado.
Perforación de orificios en tubos cuadrados: con la broca de 5/16″
- Coloque el motor en el extremo delantero del tubo cuadrado, de modo que la parte del cubo cuelgue sobre el borde y los orificios para pernos del motor queden hacia abajo.
- Gire el motor hacia atrás para que pueda ver los orificios de los pernos y marque su posición en el tubo cuadrado.
- Taladre un orificio de 5/16″ en cada marca a lo largo del tubo.
Perforación de orificios en las aspas: con la broca de 1/4″
- Marque dos orificios en el extremo ancho y a lo largo del borde recto de cada una de las tres aspas. El primer orificio debe estar a 3/8 pulgadas del borde recto y 3/ 8 pulgadas desde la parte inferior. El segundo orificio debe estar a 3/8 pulgadas desde el borde recto y a 1 ¼ pulgadas desde la parte inferior.
- Taladre estos 6 orificios.
Perforación y aterrajado de orificios en el cubo: con la broca de 7/32″ broca y macho de 1/4″
- El motor de cinta transportadora viene con el eje acoplado. Para quitarlo, sostenga el extremo del eje (que pasa por el cubo) firmemente con unos alicates y gire el eje en el sentido de las agujas del reloj. Como este eje se desenrosca en el sentido de las agujas del reloj, las aspas girarán en sentido contrario a las agujas del reloj
- Haz una plantilla del cubo en una hoja de papel, usando un compás y un transportador.
- Marque 3 orificios, cada uno de los cuales está a 2 3/8 pulgadas del centro del círculo y equidistantes entre sí.
- Coloque esta plantilla sobre el cubo y perfore un orificio inicial a través del papel y en el centro en cada orificio.
- Taladre estos agujeros con la broca de 7/32″.
- Terraje los orificios con el macho de ¼” x 20.
- Atornille las palas en el cubo con los pernos de ¼”. En este punto, los agujeros exteriores no han sido perforados.
- Mida la distancia entre el borde recto de las puntas de cada aspa. Ajústelos para que todos queden bien equidistantes. Marque y perfore cada agujero en el cubo a través del agujero vacío en cada aspa.
- Etiquete las aspas y el cubo para que pueda hacer coincidir qué aspa va a dónde en una etapa posterior.
- Retire las aspas y luego taladre y terraje estos tres orificios exteriores.
Fabricación de una funda protectora para el motor
- Dibuje dos líneas rectas, separadas aproximadamente por ¾ de pulgada, a lo largo del tubo de PVC de 3 x 11 pulgadas. Luego corte a lo largo de estas líneas.
- Haga un corte de 45 grados al final de la tubería.
- Coloque unos alicates de punta fina dentro de la tira que ha cortado y haga palanca para separar el tubo.
- Asegurándose de que los orificios de los pernos del motor estén centrados en el medio de la tira faltante del tubo de PVC, empuje el motor dentro de la tubería. Con una persona extra podrá hacer este trabajo más fácilmente.
4° Paso: Ensamblar todo
- Coloque el motor encima del tubo cuadrado y atorníllelo con los dos pernos de 5/16 x 1 ¾ de pulgada.
- Coloque el diodo en el tubo cuadrado, aproximadamente 2 pulgadas detrás del motor, y atorníllelo en su posición con el tornillo autorroscante de metal.
- Conecte el cable negro que sale del motor al terminal de entrada positivo del diodo (Etiquetado AC en el lado positivo).
- Conecte el cable rojo que sale del motor a la terminal de entrada negativa del diodo (etiquetado AC en el lado negativo).
- Centre la cola sobre el tubo cuadrado, en el extremo posterior. Sujete la cola al costado del tubo cuadrado.
- Usando 2 tornillos autorroscantes, atornille la cola en su lugar.
- Coloque cada aspa en el cubo de manera que todos los orificios queden alineados. Usando los pernos y arandelas de ¼ de pulgada, atornille las aspas al cubo. Para los tres orificios internos, use dos arandelas por perno, una a cada lado del aspa. Para los tres orificios externos, solo use una arandela al lado del cabeza del perno. Apriete.
- Sujete el extremo del eje del motor (que pasa por el cubo) firmemente con unos alicates y gire el cubo en sentido contrario a las agujas del reloj hasta que se apriete y se detenga.
- Atornille el niple firmemente en la brida de piso con una llave para tubos.
- Sujete el niple en un tornillo de banco de modo que la brida de piso quede hacia arriba y nivelada.
- Coloque el tubo cuadrado (y todo lo que está sobre él) encima de la brida del piso y muévalo de manera que quede perfectamente equilibrado.
- A través de los orificios de la brida de piso, marque el tubo cuadrado en el punto de equilibrio.
- Taladre estos dos orificios con una broca de 5/32 de pulgada (probablemente tendrá que quitar el centro y la cola para hacer esto).
- Fije la tubería cuadrada a la brida del piso con dos tornillos para láminas de metal.
Para que su turbina eólica tenga una vida útil más larga debe pintar las palas, la funda del motor, el soporte y la cola.
5° Paso: Construcción de la torre
La torre es uno de los componentes más importantes de su sistema de generador eólico casero. Debe ser fuerte, estable, fácil de subir y bajar y estar bien anclado. Cuanta más alta sea su torre, a más viento estará expuesto su generador. Los cables de sujeción deben colocarse al menos cada 5,5 metros de altura de la torre. Los cables de sujeción deben estar anclados al suelo al menos al 50% de la altura desde la base.
Fabricar y montar la torre de generador eólico no es tan difícil. Al igual que anteriormente, es más seguro hacerlo con la ayuda de una o más personas.
Paso 5.1: Base
- Cavar un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro y 60 cm de profundidad.
- Coloque el Niple de Tubería de Acero de 6 X 1 ¼ pulgadas a través de la parte horizontal de la “T” de Tubería de Acero de 1 ½”
- Atornille los codos en cada extremo de la boquilla de 6 X 1 ¼ pulgadas.
- Atornille los niples de tubería de acero de 0,6 metros X 1 ¼ pulgadas en los codos.
- Coloque la base de la bisagra en el orificio, de modo que la “T” no toque el suelo. La parte horizontal de la “T” debe estar nivelada.
- Cuando la base esté a plomo y nivelada en el orificio, viértale hormigón.
Paso 5.2: Polo
- Perfore un agujero grande de aproximadamente 30 cm desde la parte inferior de la tubería de acero de 3 a 6 metros y 1 ½ pulgadas para que salga el cable.
- Atornille el tubo en la parte vertical de la “T”.
- Hacer 4 ataduras de alambre, cada atadura constará de varias vueltas de alambre.
- Coloque el perno en U de 1 ½ pulgadas alrededor de la tubería, a 90 cm de la parte superior de la tubería, pasándolo por las cuatro ataduras de alambre que acaba de hacer.
- A continuación, mueva las ataduras para que estén igualmente espaciadas.
- Apriete las tuercas del perno en U.
- Asegure un cable de sujeción a cada uno de los lazos en el perno en U.
Paso 5.3: Cables de sujeción
- Coloque las cuatro estacas (espaciadas uniformemente) a unos 3,5 metros de la base.
- Clave cada estaca firmemente en el suelo, inclinándolas ligeramente lejos de la base.
- Conecte un tensor a cada estaca, usando varios hilos de alambre.
- Levante el poste en posición vertical y nivélelo.
- Fije a los cables guía a los tensores
- Sostenga el poste nivelado y apriete todos los tensores para garantizar un ajuste seguro.
- Marque el tensor delantero para futuras referencias.
Paso 5.4: Cableado
- Suelte el cable guía delantero y baje el poste al suelo.
- Pase los cables n.° 8 hacia abajo a través del poste y hacia afuera a través del orificio en la parte inferior de la tubería.
- Envuelva los extremos inferiores de los cables para formar un circuito cerrado.
Paso 5.5: Montaje del generador eólico casero
- Desliza el generador eólico casero sobre la parte superior del poste.
- Pasa los cables por el generador.
- Envuelva el cable positivo (rojo) del generador al cable positivo (rojo) que pasa por el poste. Asegure la conexión y use tuercas para cables o conectores termo-retráctiles. Hacer lo mismo con los cables negativos.
- Levante la pértiga jalando el cable guía delantero a su lugar. Apriete el cable guía a la marca hecha anteriormente.
- Desenvuelva los extremos de los cables y conéctelos a los terminales positivo y negativo de su banco de baterías. Si tiene un controlador de carga y/o un amperímetro, consulte las instrucciones del fabricante para el cableado del sistema.
Su generador eólico casero está terminado.
Preguntas frecuentes sobre el generador eólico casero
En esta sección se cubrirá la mayoría de las preguntas frecuentes que se tiene sobre el generador eólico casero. Esperamos que solucione la mayoría de sus dudas.
1) ¿Cuánta energía puede producir este aerogenerador?
El generador eólico puede producir 100 vatios con un viento de 30 mph a 12 voltios CC. Comienza a cargar una batería de 12 voltios alrededor de 7 a 10 mph o 270 a 300 rpm.
2) ¿Tendré el suficiente viento para usar este aerogenerador?
Probablemente tenga suficiente viento a veces, pero tal vez no todo el tiempo. Este generador necesita de 7 a 10 mph para comenzar a cargar una batería de 12 voltios, y lo mejor es de 15 a 20 mph.
3) Tengo un motor, ¿puedo usarlo?
Quizás. El motor debe ser de imán permanente y tener 25-35 rpm por voltio. Para obtener más información, consulte la siguiente sección sobre piezas.
4) ¿De dónde se consigue el motor?
El motor particular que se utilizó en este instructivo proviene de una caminadora. Puede usar diferentes motores de caminadoras siempre que tengan imanes permanentes y tengan 25-35 rpm por voltio. Para obtener más información, consulte la siguiente sección sobre piezas.
5) ¿Puedo montar el motor directamente en la brida de la tubería?
No, no hagas esto, no podrá equilibrar la montura. Conecte el motor a la tubería cuadrada, luego conecte la tubería cuadrada a la brida de la tubería en el punto de equilibrio.
6) ¿Dónde se encuentra tubos PVC de 8”?
Consulte a los que trabajan en la perforación de pozos local por piezas de desecho. Además, a veces los que trabajan en suministros de riego también los tienen. Los departamentos de alcantarillado y agua de la ciudad también pueden tener algunos tubos así desechados. Debido a que solo necesita un poco más de un metro de tubería, será fácil encontrar uno de estos en lugar de tratar de comprar la pieza.
7) ¿Puedo usar otro tamaño de tubería?
Sí, pero el rendimiento será diferente. Puede modificar el tamaño de la tubería para obtener resultados diferentes. Para obtener más información, consulte la sección a continuación sobre las piezas.
8) ¿Puedo usar aspas de ventilador?
Sí puedes, pero tu rendimiento será pobre. Hay una diferencia entre atrapar el viento y crearlo. Las cuchillas de las instrucciones son fáciles de hacer, así que empieza por ahí.
9) ¿Qué tamaño de alambre de cobre sugiere conectar a las baterías?
Sugerimos al menos un cable trenzado de calibre 10. Lo mejor son los cables de soldadura trenzados finos, ya que son resistentes, pero más caros. No use alambre sólido, se romperá.
10) ¿No se tuercen los cables cuando el generador eólico sigue al viento?
Sí y no. Lo hacen y pueden torcerse, pero ¿es un problema? No para nosotros. Un buen remedio es colocar un enchufe en la parte inferior y desenroscar los cables una vez cada pocos años, si se convierte en un problema. O use cables de soldadura, se desenroscarán. No recomendamos implementar anillos de salto, ya que es probable que fallen y permitirán que el generador gire muy rápido, creando un peligro para la seguridad.
11) ¿Qué baterías uso con este generador eólico?
Las baterías de plomo-ácido de ciclo profundo funcionan bien. Las baterías de los automóviles funcionarán durante un tiempo y luego fallarán. Obtenga baterías de ciclo profundo. Las baterías de los carritos de golf son buenas y, por lo general, puede obtenerlas viejas gratis en los campos de golf.
12) ¿Qué tipo de controlador debo usar para este generador?
Los controladores de carga y descarga son mejores con los generadores eólicos. Básicamente, cuando las baterías se llenan, descargan la energía adicional proveniente del generador eólico en una carga y descarga, como un calentador de agua. Hay muchas fuentes y tipos de estos controladores. No utilice un controlador en línea, como lo haría con un panel solar. Estos controladores de serie desconectan el generador de viento cuando las baterías se llenan, lo que le permite girar libremente y correr el riesgo de que arroje piezas y aspas al aire.
Piezas del generador eólico casero
Las piezas pueden ser difíciles de encontrar a veces. Si tienes algo que podría funcionar, pruébelo. Esto es lo que utilizamos:
Motor
El motor es el núcleo de generador eólico. Sin él, olvídese del resto. Necesitará un motor de imanes permanentes. ¿Por qué imanes permanentes? Porque funcionan bien como generadores, que es lo que se quiere aquí. Además, normalmente no requieren altas revoluciones para obtener algo de potencia utilizable. Para averiguar si su motor podría funcionar, busque en la etiqueta y encuentre las rpm. Luego, encuentre el voltaje de trabajo. Divida las rpm por el voltaje para obtener las rpm por voltio. Para este tipo de máquina, necesita 25-35 rpm por voltio. Cuantas más rpm por voltio, más rápido debe girar Chispito para cargar una batería, lo que significa que necesitará más viento antes de que comience a cargarse. Por lo tanto, opte por bajas revoluciones por voltio.
El motor también debe tener un cubo adjunto. Si no es así, tendrá que encontrar algo que funcione. Las hojas de sierra, las poleas y los cubos de otra cosa podrían funcionar, pero recuerde, esta cosa puede alcanzar hasta 1500 rpm, ¡así que aprieta bien el cubo!
El motor debe ser fácil de girar a mano y debe producir un poco de voltaje con un giro manual. Algo en el rango de 1-2 voltios con un giro manual será excelente. En caso de duda, conecte el motor a un torno o taladradora para obtener una buena representación de lo que generará a las velocidades establecidas. Si la máquina no puede obtener energía con esta prueba, tampoco lo hará con el viento.
Aspas
Estas aspas están diseñadas para ser baratas y fáciles de fabricar. Dicho esto, las aspas pueden ser muy peligrosas. Nuestra sugerencia es usar el material más grueso posible y debe pintarse obligatoriamente. El PVC es vulnerable al daño de los rayos UV, por lo que la pintura ayudará con eso. La tubería de alcantarillado verde que tiene un grosor de 3/8” es una hoja excelente que es duradera.
Otros tamaños de tubería funcionarán, pero el rendimiento puede cambiar. Si usa menos de 8 pulgadas de diámetro, podría ser una idea usar 4 aspas en lugar de 3 en su generador. Haz las aspas lo más anchas posibles, y tal vez unos centímetros más largos.
Las aspas más largas ayudarán a arrancar el generador a velocidades de viento más bajas, pero la salida en el extremo superior será menor. Diseño para qué vientos tienes. Si solo recibe brisas pequeñas, haga que sus palas sean anchas y largas, y tal vez agregue una adicional. Si tiene vientos huracanados todos los días, mantenga las aspas cortas y delgadas, y fácilmente producirá mucha energía con esta máquina.
Montura y cola
La montura y la cola deben ser resistentes. Suelde el soporte al tubo de guiñada, si es posible. Además, asegúrese de que su cola esté bien allí. Si vibra, agregue un perno que atraviese todo el soporte.
Las colas son más efectivas si son grandes, así que no escatimes en el tamaño. Nos gusta la carcasa metálica de lavadoras y secadoras para nuestras colas. Esos casos harán muchas colas, así que hágalos lo más grandes que pueda.
El equilibrio de la montura y la cola es extremadamente importante. Sin el equilibrio adecuado, la máquina vibrará y creará estrés en todas partes. También será ruidosa. Por lo tanto, agregue pesos, taladre agujeros y haga todo lo posible para que quede lo más equilibrado posible.
Esperamos que haya disfrutado de este proyecto. Para conocer más inventos caseros ecológicos no dude en volver a visitarnos.
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