GRUPO HIDROELECTRICO AUTOALIMENTADO

Hola Juanlu.

Esto es lo que hemos comentado por teléfono basado en la idea de El Sistema de Chas Campbell

Y tabien el el dispositivo de: El Generador de Avión a Reacción de Agua de James Hardy, como ves es un sitema mixto.

Te lo envio en WORD, asi se se le pueden hacer correcciones.

Cordiales saludos.

Alberto

GRUPO HIDROELECTRICO AUTOALIMENTADO.docx       Ver Descargar

ESQUEMA DEL  ESPERPENTO al final de este blog para los que no habríais el documento de arriba

CONSTRUCCION DE  ALTERNADOR MONOFASICO:
POTENCIA:  2000 WATIOS
TENSION:  220V.
FRECUENCIA:  50 HZ.
RPM:  500

CALCULOS:
F=RPM X Nº POLOS/120; 50HZ=12*RPM/120: RPM=6000/12; RPM=500
PARES DE POLOS 6, (12 IMANES ), DISCOS DE 40X10 mm. (0.04 metros, RADIO =0.02 METROS), GRADO N35,  NEODIMIO.  (PARA COMPRAR EN:  http://www.aimangz.com/disco-grande-pag-3)
TESLAS  1.23
INDUCCION: CALCULO
http://www.magnetsales.com/Design/Calc_filles/FluxDensityPlainDiscWithBackplate.asp
4146/10000= 0.4146
TOMAMOS, 0.40
ENTREHIERRO, CONSIDERAMOS  1mm.
NUMERO DE BOBINAS  12
NUMERO DE IMANES 12 (6 PARES DE POLOS)
CALCULOS DEL FLUJO:
PI* R2*X 0.40 = 3.141592654*0.02*0.02*0.4=0.00050265482 WEBER POR POLO

CALCULO DE ESPIRAS:
PARA 220 V. E=240 V.    ( 4.442858=2+PI/RAIZ CUADRADA DE 2)
E= 4.442858 X FLUJO X FRECUENCIA X Nº  ESPIRAS
240=4.442858 X 0.00050265482 X  50HZ X Nº ESPIRAS
Nº ESPIRAS  X  0.111661017= 240
Nº ESPIRAS =240/0.111661017 =2149,36
2149.36/12 ESPIRAS = 179.11, TOMAMOS  180 ESPIRAS.
CALCULO DEL DIAMETRO DEL HILO ESMALTADO
2000W/220= 10 A.

CONSIDERANDO UNA DENSIDAD DE CORRIENTE DE 2.5 AMP POR 1 mm2, TENEMOS:
2.5 * 5.10 mm2 = 12.75 AMP.  (12.75X220=2805 WATIOS)
CONSIDERANDO LAS PERDIDAS , TENDREMOS MAS DE 2000 W. UTILES
TOMAMOS HILO ESMALTADO DE  2.55 mm DE DIAMETRO;  S=pi*r2 ; 2.55 mm diametro = 5.10mm2
TENDRIAMOS QUE HACER LAS BOBINAS CON TRES HILOS DE 0.85 MM DE DIAMETRO.  (3X0,85=2.55)

SOBRE UN SOPORTE DE DIAMETRO 12 mm X 40 mm Y TORNILLO ALLEN M-8X60 ROSCADO LONGITUDINALMENTE EN EL INTERIOR DEL SOPORTE , Y UN ARO (ZAPATA)  DE 40mm DE DIAMETRO POR  5 mm  DE ESPESOR, SE  BOBINARAN LAS 12 BOBINAS CON  180 ESPIRAS CADA UNA.

40 mm/1.75 (DIAMETRO DE LA TRENZA DE 3 HILOS DE 0.85)=22.85 mm
HABRA 8 CAPAS DE 22 VUELTAS Y UNA CAPA DE 4 VUELTAS.
LAS BOBINAS SE MONTAN EN UN DISCO DE HIERRO DE 8 mm DE ESPESOR Y 226 mm DE DIAMETRO CON UN TORNILLO PASADO M8X60 SE DISPONEN A 30 GRADOS UNA DE OTRA Y CON EL CENTRO DEL TORNILLO M-8 A 25 mm DEL PERIMETRO DEL DISCO.
LOS IMANES SE MONTAN EN UN DISCO DE HIERRO IGUAL  A  30 GRADOS UNOS DE OTROS CON EL CENTRO DEL IMAN A 25 mm DEL PERIMETRO DEL DISCO, PEGADOS CON EXPOXI. Y EN LA CONFIGURACION N-S-N-S-N-S-N-S-N-S-N-S. DE MANERA QUE QUEDAN ALTERNATIVAMENTE  6 POLOS NORTE Y 6 POLOS SUR.

SE FABRICARA UN SOPORTE CON UN EJE DE DIAMETRO 20 mm Y RODAMIENTOS QUE PERMITA QUE LOS IMANES QUEDEN A UNA DISTANCIA DE  1 mm O MENOS DE CADA ZAPATA DE BOBINA. INTRODUCIENDO UN SEPARADOR ENTRE EL DISCO FIJO DE LAS BOBINAS Y EL DISCO MOVIL DE LOS IMANES, TOMANDO LAS PRECAUCIONES NECESARIAS PARA QUE LOS IMANES NUNCA SE PEGUEN A LAS ZAPATAS DE LAS BOBINAS.  ESTO SE DEBE HACER CON UN DISCO DE IGUAL DIMENSIONES Y GROSOR QUE EL DE LOS IMANES Y CON IMANES FALSOS  DE LAS MISMAS DIMENSIONES.
DETALLE DE CONEXIONADO DE LAS BOBINAS ( DIBUJO OBTENIDO EN WEB)

NOTA:
ANTES DE FIJAR LA PRIMERA BOBINA AL DISCO SOPORTE ES CONVENIENTE HACER UNA COMPLETA Y CON SUS DIMENSIONES REALES, RECALCULAR SI FUERA NECESARIO LAS DIMENSIONES DEL  DICHO DISCO SOPORTE Y LA UBICACION DE LOS IMANES EN SU DISCO SOPORTE  IGUALMENTE.
ESTE ALTERNADOR SERIA IDEAL PARA MOVERLO CON UNA RUEDA HIDRAULICA Y UN VOLANTE DE INERCIA,  HECHA DE MANERA QUE CON UN CIRCUITO CERRADO DE AGUA Y UNA BOMBA DE 0.75 HP (560 WATIOS) A 220V. MONOFASICA, SE PODRIA REGULAR LA VELOCIDAD EL AGUA

SOBRE LA RUEDA PARA MANTENER LAS 500 RPM DEL ALTERNADOR MEDIANTE UN JUEGO DE 2 POLEAS ADECUADAS .
DE MANERA QUE EL MOTOR DE LA BOMBA SE AUTOALIMENTE DEL ALTERNADOR, MADIANTE UNA CONEXION CON UN CONMUTADOR DOBLE,  DEJANDO PARA USAR LOS 1400 WATIOS RESTANTES EN LA RECARGA DE UN BANCO DE BATERIAS CON UN CARGADOR AUTOMATICO, Y UN POSTERIOR INVERSOR, POR EJ. DE 24VDC A 220 AC Y 2500W.

EL CARGADOR DESVIARA LA ENERGIA DEL ALTERNADOR A UNA RESISTENCIA AL DETECTAR BATERIAS CARGADAS O BIEN A PARAR LA BOMBA DE AGUA PARA DETENER AL ALTERNADOR.
PARA UN CONSUMO DE  18 KWH/DIA TENDREMOS.
KWH=V.A.H/1000
18=220XAX24/1000
18000=5280A
A=18000/5280
A=3.41 AMP.
3,41X220=750,2 W
750,2/24V=31,26 AMP
31,26X24HORAS=750,24 AH DE BATERIAS
PARA TENER RESERVA OBTAREMOS POR UN BANCO DE UNOS 1000 AH. UN 38% MAS
LOS 1400 WATIOS RESTANTES ENTREGARIAN A LAS BATERIAS CADA HORA DE FUNCIONAMIENTO A TRAVES DEL CARGADOR:
1400/220=6,36 AMP.
KWH=V*A*H/1000
KWH=220*6,36*1/1000= 1.40
1.40X24 HORAS= 33.6 KWH EN 24 HORAS
DE MANERA QUE CON 13 HORAS DIARIAS DE FUNCIONAMIETO SE REPONEN LOS 18 KWH CONSUMIDOS. (13X1.40=18,2)
CON 8 BATERIAS VARTA REF. LAD260 DE 260 AH 12V. TENDRIAMOS LOS 1040 AH A 24V. ALMACENADOS
BOMBA DE AGUA MARCA ELIAS:

Bomba Elias
Tel. + 34 93 699 60 04
Fax + 34 93 697 16 09
info@elias.es

PL-65, 230V. 50HZ 4.7 METROS CUBICOS (4700 LITROS) A 10 METROS DE ALTURA EN UNA HORA CON UNA TUBERIA DE 1 PULGADA, DARIA EN VEZ DE A 10 METROS A CASI NIVEL, UNOS 50 CMS UNOS 6 M3/HORA (6000 LITROS)
LA VELOCIDAD DEL AGUA POR UNA TUBERIA DE UNA PULGADA Y CON ESTA BOMBA, CONSIDERANDO LOS 4700 LITROS/H,  SERIA DE: 2.57 m/s
V=4000*Q/PI*D2

V= METROS POR SEGUNDO;  Q=LITROS POR SEGUNDO; D= DIAMETRO EN MILIMETROS AL CUADRADO , PI= 3.141592654
4700 LITROS HORA=1,30 LITROS SEGUNDO
V=4000*1.30/3.141592654*25.4X25.4= 2.57 m/s
reduciendo con una tobera  la salida del agua a 10 mm de diametro la velocidad aumenta a 16,62 m/s
creo que mas que suficiente para la rueda hidraulica y volante de inercia calculado para unos 5500 w de potencia. de manera que el alternador no se frene nunca, una vez conseguida la velocidad nominal de 500 RPM.


CALCULO DEL VOLANTE DE INERCIA Y SU POTENCIA:
POTENCIA NECESARIA: 5500 WATIOS , MUY SOBREDIMENSIONADA
ESTIMAMOS: 600 RPM PARA EL VOLANTE DE INERCIA
PESO DEL VOLANTE : 25 KILOS
5500/736=7.472 CV
1 CV=75 KGM/S
7,472*75=560.40 KGM/S
560.40*98100000=54975240000 ERGIOS;  ( Ecr= energia cinetica de rotacion)
Ecr=1/2 *m*r2  (2*pi*n/60)2 ;   (r2=radio al cuadrado)  (2*pi*n/60) al cuadrado) en convertir la velocidad angular en rpm
(2*pi*600/60)2=3947.8417
n=rpm
m=gramos
r=radio en cms
54975240000=0.5*25000*r2*3947.8417
54975240000=49348021,25 *r2
-49348021.25 r2=-54975240000
r2=54975240000/49248021,25
r2=1116,29
r=raiz cuadrada de 1116.29=33.41 cms


EL VOLANTE SERIA DE  67 CMS DE DIAMETRO Y CON UN PESO DE 25 KILOS.
SEGURAMNETE HABRIA QUE INICIARLO CON ALGO QUE AYUDE A LA RUEDA HIDRAULICA.
POR EJEMPLO UN MOTOR DC DE 24V. DE UNOS 400W DURANTE  3 MINUTOS. MEDIANTE UNA POLEA  Y UNOS METROS DE CUERDA ENROLLADA, A MODO DE ARRANCADOR MANUAL DE GRUPOS ELECTROGENOS PEQUEÑOS
LA POLEA TRANSMISORA DEL EJE SERIA  UN 20% MAS PEQUEÑA QUE LA DEL ALTERNADOR CON LA CORRESPODIENTE GANANCIA DE POTENCIA.
POR EJEMPLO 120 mm LA DEL EJE Y 100 mm LA DEL ALTERNADOR.
EL DISEÑO APROPIADO SERIA AQUEL EN EL QUE LA RUEDA HIDRAULICA Y EL VOLANTE DE INERCIA FUERAN LA MISMA PIEZA.

ESTE GENERADOR SERA IDEAL PARA UTILIZAR CON EUIPO DE SISTEMA DE ELECTRIFICACION SIN RED ORTRONIC   http://www.ortronic.com/electrificacion_sinred.html Y TAMBIEN http://www.ortronic.com/tablas/potencias.html
EN LAS PAGINAS DE ORTRONIC HAY EJEMPLOS DE CALCULOS.
NO HARIA DEMASIADO RUIDO, PERO INSONORIZANDOLO ADECUADAMENTE SE PODRIA PONER EN UNA VIVIENDA CUALQUIERA.

NOTA:
LAS MARCAS DE LOS APARATOS  SON ORIENTATIVAS, PUEDEN SER DE CUALQUIER OTRO FABRICANTE, LAS AQUI CITADAS SON COMO EJEMPLO.
ESQUEMA DEL  ESPERPENTO