aerogenerador

Estudio experimental de fuentes de energía
I. Experiencias sobre fuentes alternativas
El alumnado de 3ºESO, en la asignatura de Asmakizunak, ha preparado las maquetas para llevar a cabo
las experiencias
I.I. Los aerogeneradores
Hemos elegido los aerogeneradores, por su gran implantación en nuestro entorno.
a) Aplicaciones:
• En el pasado se utilizó la energía eólica como energía
mecánica, para bombear agua o en molinos
• En la actualidad se utiliza para producir energía eléctrica.
b) Fundamento:
• Las grandes palas recogen la energía del viento que, con un
sistema de poleas, proporciona una rápida rotación al eje
del motor que convierte la energía mecánica en electricidad.
c) Ventajas:
• Es una forma limpia y renovable de obtener energía
d) Inconvenientes:
La instalación de equipos eólicos también produce un
impacto en el medio ambiente, que se concreta en:
• producción de ruido
• la flora y fauna próximas se ven afectadas
• contaminación visual
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Experiencia:
La maqueta consta de:
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La estructura de soporte
Las palas
Un multiplicador
Un generador (dinamo)
Funcionamiento:
Colocar el aerogenerador de cara al viento; si tiene suficiente velocidad hará girar las palas y se
encenderá la bombilla. A mayor velocidad de giro de las palas mayor intensidad luminosa dará la
bombilla.
Cuando no hay viento se pueden accionar las palas manualmente por medio de una manivela
unida al eje de las palas.
Se puede modificar la multiplicación entre el nº de revoluciones que efectúan las palas y el que
recibe el eje del motor (dinamo).
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-
Tal como está montado, por cada giro que dan las palas, el eje del motor gira 16 veces.
Si se quita la polea de 15mm de diámetro colocada en el eje del motor y se coloca directamente la goma
elástica sobre el reductor de plástico de 4mm de diámetro exterior, se consigue que por cada giro que
dan las palas, el eje del motor gira 60 veces.
I.II.Los generadores termoeléctricos
a)
•
b)
Fundamento
Célula de Seebeck: Este elemento termoeléctrico consta de dos metales distintos unidos por
dos puntos de soldadura. Cuando un metal se calienta y el otro se enfría, se genera una
corriente eléctrica.
•
Célula de Peltier: Este otro elemento termoeléctrico funciona al contrario, es decir, al
suministrarle una corriente eléctrica actúan como una bomba de calor, produciendo frío por
una de sus caras y calor por la otra.
•
Ambas células también pueden utilizarse, aunque con menor eficiencia, para su efecto inverso,
es decir, la célula Seebeck para producir diferencias de temperatura cuando se le suministra
electricidad, y la célula Peltier para generar electricidad a partir de diferencias de temperatura.
Aplicaciones
La sonda Galileo, que está muy alejada del Sol, no obtiene energía por placas solares, sino
por termoelementos, obteniendo el calor con la energía nuclear y el frío de la temperatura
ambiental espacial.
• Se utiliza también en las instalaciones de vigilancia de escapes de oleoductos.
•
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c)
Ventajas
• Es una forma silenciosa y ecológica de generar electricidad a partir de una diferencia de
temperatura
d)
Inconvenientes
Su aplicación aún no es frecuente por dos razones:
• El rendimiento de los elementos termoeléctricos actuales apenas pasa del 5%
• Las células termoeléctricas aún son muy caras
Experiencia:
En esta práctica se va a utilizar una célula Peltier para su
efecto contrario, es decir, se enfriará una cara y se calentará
la otra para obtener una tensión de entre 1 y 3 voltios y una
corriente de 10 a 500 mA
La maqueta consta de:
- Recipientes de agua
- Soporte del motor
- Célula termoeléctrica
- Base
Funcionamiento:
En esta práctica, una parte de la célula termoeléctrica estará caliente por el agua caliente con que se
llena el recipiente. El calor del agua se transmite a través de la placa de cobre sobre una de las caras de
la célula.
El agua fría o con hielo del recipiente opuesto, enfría la otra cara del elemento y una diferencia de 15º C
entre ambas caras, basta para inducir una corriente eléctrica suficiente para accionar el motor y su
hélice. Cuanto más importante sea el diferencial de temperatura, más alta será la tensión eléctrica y por
tanto más altas serán las revoluciones del motor.
Si en un recipiente se colocan cubitos de hielo y en el otro agua caliente (máximo 80º C), se provoca en
la célula termoeléctrica una diferencia de temperatura de 60º - 70º C, que produce una corriente de una
tensión máxima de 1,3 voltios y de unos 30 mA, con lo que el motor girará más rápido.
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