| Energías Alternativas ENTREGA 4 Cómo construir un generador eólico pequeño Elaborado por: Roberto Carlos Chumioque Quezada Conexión y prueba Verifique que el GIP no tiene fallas. Es mejor corregir cualquier error ahora y no después que lo hayamos montado en su torre. Pruebas mecánicas Monte el tope verticalmente en una prensa. Los rotores pueden girar libremente. El eje está horizontal. Los cables no se tocan creando cortocircuitos. Dé un impulso a los rotores y escuche por ruidos. No debiera haber ninguno. Debiera rotar y detenerse gradualmente. Si se detuviera muy rápidamente podría deberse a una falla eléctrica o a que las municioneras han quedado excesivamente apretadas. Tome el estator con ambas manos y empuje un lado hacia delante y el otro hacia atrás mientras gira. No debe tocar el rotor. Si lo toca deberá desarmar la unidad y rearmarla para eliminar esta condición proveyendo más espacio entre el estator y uno o ambos rotores. Ponga uno de los pernos del rotor en la posición de las 3 de la tarde del reloj. Cuelgue un pequeño objeto que pese aproximadamente 100 gramos (una o Colgar un peso a un perno Tope Estator Rotor Peso de 100g dos tuercas) de ese perno. El rotor debe bajar. Si no lo hace es posible que las municioneras estén o muy apretadas o excesivamente engrasadas. Los rotores ya fueron balanceados en la sección 6. Las aspas de la turbinas también. Cuando se haya armado toda la unidad debe hacerse una verificación final de balanceo de acuerdo al siguiente procedimiento: Repita el procedimiento de la pesa en todos los pernos de la unidad. Use varios pesos buscando el menor que impulsará el rotor. Este peso debe impulsar el rotor en todas las posiciones o no está balanceada. Fije pequeñas pesas donde sea necesario para lograr Pruebas electricas Prueba de la conexión de las bobinas. Si para estas pruebas se pudiera disponer de un multímetro estaríamos en una situación ideal. Es sin embargo posible efectuar algunas pruebas básicas con un bombillo de linterna de 3 voltios. • Conecte los cables 1B al 4A, el 2B al 5A y el 3B al 6A (Conexiones en serie de pares de bobinas que están en fase). • Fije el multímetro (Si tiene uno) a “10 VAC” • Conéctelo, o en su defecto el bombillo, a los cables 1A y 4B. Prueba de las bobinas Diagrama del cableado 1B 4A 2B 5A Esquema del circuito Bloque de conectores Bombillo o medidor Conexiones en serie 3B 6A 1A 4B Bombillo 2A ACV 100 5B 10 3A 6B 30 | el balanceo perfecto. A seguidas pruebe estas 1 Multímetro | Energías Alternativas 6B. No debiera haber sino un mínimo voltaje. Si hubiera voltaje o el bombillo encendiera, invierta las conexiones (A por B) y observe si el voltaje cae. Al localizar la bobina que falla haga ese cambio y repita toda su prueba hasta ahora. Hay la posibilidad de que en esta prueba se detecte un leve voltaje. Si es mayor a 1 voltio, de deberá tener mayor cuidado al fabricar un futuro estator colocando las bobinas a distancia exacta cada una de ellas en el mismo. • Rote el GIP lentamente a mano, aproximadamente a una vuelta por segundo. • El medidor debe indicar cercado a dos voltios o el bombillo debe parpadear. • Repita esta prueba con los pares de cables 2A y 5B y 3A y 6B. En todos los casos el resultado debe ser el mismo. Si no hay lectura, o ésta es muy baja verifique que la conexión de la serie sea correcta (1B-4A, 2B-5A, 3B-6A). Si la falla continúa es posible que una bobina haya sido colocada al revés o invertida. Esto puede ser verificado así: Prueba de salida de DC Al concluir las pruebas y resultar todas ellas satisfactorias, conecte el rectifi- Buscando una bobina mal conectada Diagrama del cableado 1B 4A Bloque de conectores 2B Esquema del circuito Uso de un relé para cambiar de estrella a delta Bombillo o medidor Conectores en serie 5A Si no es necesario efectuar cambios entre alta y baja velocidad el GIP funcionará, aunque se inducirán pequeñas ineficiencias. Para resolverlas hay dos opciones: 3B 6A 1A 4B Conecte los terminales 1A, 2A y 3A juntos. Conecte los terminales 4B, 5B y 6B a cualquiera de los terminales de los rectificadores identificados con la letra “S”. Esta es la configuración “estrella”. Conecte un bombillo y si es posible un multímetro a los terminales de salida. Gire el rotor a mano a una revolución por segundo. El multímetro debe indicar v voltios DC (ó 3 voltios al bombillo). El bombillo no debe parpadear. Si ello ocurre, existe una conexión errónea o un rectificador dañado. Revise las conexiones o pruebe con otro rectificador. Otro método de verificación es crear un cortocircuito conectando los cuatro cables del rectificador. Trate de girar el GIP. Debe ser duro pero suave al girar. Si tiembla hay una falla. • Si sólo se esperan vientos suaves basta con emplear la conexión estrella antes descrita. • Si se esperan corrientes de alta velocidad use alambre 17AWG (1.2mm) y haga sus bobinas de 200 vueltas. Ahora se puede conectar un grupo de ellas en la configuración estrella y otro en la configuración delta. Como ahora se necesitan seis terminales de AC Bombillo 2A ACV 100 5B 10 3A 1 Multímetro 6B Conecte los terminales 4B-2A y 5B-3A como indica el diagrama verifique 1A y cador como se indica: Prueba de DC 1B 4A 2B 5A 3B 6A 1A Bloque de conectores Conectores en serie Rectificadores + Bobinas conectadas en estrella Esquema del circuito Bombillo 2A 3A 4B DCV + 10 5B 6B 32 | Multimetro V | Energías Alternativas en los rectificadores ahora necesitamos tres de ellos. Control de cambio de cableado de Star a Delta Rele de tres polos (3P2T) Interruptor Conexión estrella/delta + 1A 2A 3A 4B + - 5B + Bateria 12V 6B Seguridad Conecciones en Delta 1B Esquema del circuito Bloque de conectores 4A 2B Bateria + Conectores en serie 5A 3B 6A Bateria - 1A Bloque de conectores 6B + A la bateria + La conexión en Delta proporciona más corriente con mejor eficiencia a altas velocidades a la bateria. 2A 4B + 3A El cable a la batería puede ser de trifásico de AC o DC. Si el rectificador se monta en la torre deberá ser DC, que es la corriente que llevará a la batería. Pero si el rectificador está en la casa deberá ser AC. Las diferencias de eficiencia de cada cable son menores. Pero a 12 voltios el cable debe ser grande aun a sólo 15 amperios. Para distancias de 20 metros debe usarse 10AWG. De lo contrario el cable se calentará disipando la energía. A la bateria - 5B No hay peligro de descargas desde una batería de 12V. Pero si el generador está desconectado de la batería y girando rápidamente podemos estar hablando de hasta 50 voltios, que a 12 amperios son 600 vatios. Esto si proporciona un buen golpe. No haga funcionar el generador a alta velocidad si no le tiene una batería conectada. Nunca está demás colocar fusibles desde el generador hasta la batería. Carga de las baterias Las baterías de ácido y plomo deben mantenerse cargadas. En el caso de un sistema de viento habrá que esperar a que éste venga para cargar las baterías. Tenga el cuidado de no descargar sus baterías totalmente. Cargar las baterías muy rápidamente también las daña. Es preferible cargar- Conexión Estrella/Delta 4A Bloque de conectores 5A + 6A Positivo a bateria 4B 5B + 6B 1A 3B 2A 1B 3A 2B 34 | EMPLEE BOBINAS DE 200 VUELTAS Bloque de conectores + Negativo a bateria Energías Alternativas | las lentamente por un período prolongado. Vigile el estado de carga de sus baterías. Si su voltaje a más de 11.5 voltios están muy descargadas. Por el contrario, si la carga supera 14 voltios están cargadas en exceso. Descárguelas. Si no tiene un instrumento de medición de voltaje, use las siguientes reglas: • Las luces opacas nos dicen que las baterías están descargadas. Use poca electricidad. • Las luces muy brillantes indican que las baterías tienen exceso de carga. Use mucha electricidad. • Para consumir baterías haga que sus vecinos les traigan sus baterías a cargar. Para obviar el problema de exceso de carga en las baterías existen unos reguladores de voltaje como los de los vehículos que se insertan en el circuito. Para la obtención de corriente AC de 120 voltios en cantidades limitadas de las baterías (Que sólo almacenan corriente DC), es necesario obtener un pequeño convertidor que se conecta Modelo PC140 PC300 PC500 Continuo Pico directamente a ella. Estos convertidores se consiguen con salidas de voltaje de varios rangos. A seguidas describimos tres tamaños. Conector # salidas Costo Aprox. 140 Watts 200 Watts Encendedor de carro 1 300 Watts 500 Watts Encendedor de carro 2 $80 500 Watts 800 Watts 2 $120 Ganchos $45 Bibliografia Tomado y traducido de (http:/www.scoraigwind.co.uk) de Dr. Hugh Pigott. Guide To Wind Energy (Manual de Energía Eólica) J.M. ESCUDERO LOPEZ. Energy of Powerful Wind (Energía Eolica). Antonio Colmenar, Manuel Alonso Castro Gil. Fundamentos básicos de la electrónica de potencia, Salvador Seguí Chilet. Energía eólica práctica, Paul Gipe, Tupac Canosa, Conrado Moreno. | 35
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