Diseño y construcción de la etapa de generación y almacenamiento de energía de un aerogenerador de eje vertical de pequeña escala (>=300w de potencia en el eje)

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dc.contributor.advisorBarragán Gómez, Johann
dc.contributor.advisorMaradey Lázaro, Jessica Gisella
dc.contributor.advisorMoncada Guayazán, Camilo Enrique
dc.contributor.advisorArdila Gómez, Sergio Andrés
dc.contributor.apolounabArdila Gómez, Sergio Andrés [sergio-andres-ardila-gomez]
dc.contributor.authorGonzález Cárdenas, Álvaro Julián
dc.contributor.cvlacBarragán Gómez, Johann [0001496379]spa
dc.contributor.cvlacArdila Gómez, Sergio Andrés [0000010754]spa
dc.contributor.cvlacMaradey Lázaro, Jessica Gissella [0000040553]spa
dc.contributor.cvlacMoncada Guayazán, Camilo Enrique [0000062838]spa
dc.contributor.googlescholarBarragán Gómez, Johann [z4-dQnEAAAAJ]spa
dc.contributor.googlescholarArdila Gómez, Sergio Andrés [YjfNgsMAAAAJ]
dc.contributor.linkedinArdila Gómez, Sergio Andrés [sergio-andres-ardila-gomez-b93167150]
dc.contributor.orcidBarragán Gómez, Johann [0000-0001-6114-6116]spa
dc.contributor.orcidMaradey Lázaro, Jessica Gissella [0000-0003-2319-1965]spa
dc.contributor.orcidArdila Gómez, Sergio Andrés [0000-0002-2115-1225]
dc.contributor.researchgateBarragán Gómez, Johann [Johann-Barragan]spa
dc.contributor.researchgateMaradey Lázaro, Jessica Gissella [profile/Jessica-Maradey-Lazaro]spa
dc.contributor.researchgateMoncada Guayazán, Camilo Enrique [Camilo_Moncada_Guayazan2]spa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.coverage.temporal2019spa
dc.date.accessioned2022-05-17T19:35:47Z
dc.date.available2022-05-17T19:35:47Z
dc.date.issued2019
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.description.abstractLa falta de cubrimiento de la red eléctrica en Colombia es una situación que genera serios problemas en cuanto al acceso a servicios básicos de un porcentaje alto de la población rural, debido a que se disminuye la calidad de vida de estas personas y se generan unas deficiencias en cuanto a la posibilidad de desarrollar múltiples actividades que dependen de la disponibilidad de la electricidad. Este trabajo de grado propone una solución para el aprovechamiento de la energía del viento llamada energía eólica, por medio de un aerogenerador de eje vertical que supliría las necesidades de consumo de energía eléctrica básica de una vivienda rural.spa
dc.description.abstractenglishThe lack of coverage of the electricity network in Colombia is a situation that generates serious problems in terms of access to basic services for a high percentage of the rural population, due to the fact that the quality of life of these people is reduced and that this generates deficiencies regarding the possibility of developing multiple activities that depend on the availability of electricity. This work proposes a solution for the use of wind energy, called wind energy, by means of a vertical axis wind turbine that would supply the basic electricity consumption needs of a rural house.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1. OBJETIVOS _________________________________________________ 1 1.1. OBJETIVO GENERAL _____________________________________ 1 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ________________________________ 1 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION __________ 2 3. MARCO TEÓRICO__________________________________________ 8 3.1. ENERGÍA EÓLICA ________________________________________ 8 3.2. CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA EÓLICA EN ENERGÍA ELÉCTRICA 8 3.3. CLASIFICACIÓN DE LOS AEROGENERADORES SEGÚN LA CAPACIDAD DE GENERACIÓN __________________________________ 9 3.3.1. MICROTURBINAS (<3kW) ________________________________ 9 3.3.2. PEQUEÑOS AEROGENERADORES (<50kW) _______________ 10 3.3.3. GRANDES AEROGENERADORES (<850kW) _______________ 11 3.3.4. AEROGENERADORES MULTIMEGAWATT (1-3mW) _________ 11 3.4. CLASIFICACIÓN DE LOS AEROGENERADORES SEGÚN EL NÚMERO DE HÉLICES ________________________________________ 11 3.4.1. HÉLICES DE UNA PALA ________________________________ 11 3.4.2. HÉLICES DE DOS PALAS_______________________________ 12 3.4.3. HÉLICES DE TRES PALAS ______________________________ 13 3.4.4. HÉLICES MULTIPALAS ________________________________ 13 3.5. TIPOS DE AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL _________ 14 3.5.1. SAVONIUS ___________________________________________ 14 3.5.2. DARRIEUS ___________________________________________ 15 3.5.3. DARRIEUS TIPO H O GIROMILL _________________________ 16 3.5.4. PROTOTIPO WINDSIDE ________________________________ 17 3.6. CRITERIOS DE DISEÑO DEL GENERADOR DE FLUJO AXIAL DE IMANES PERMANENTES. ______________________________________ 18 3.6.1. CIRCUITOS MAGNÉTICOS UTILIZADOS PARA EL GENERADOR: _______________________________________________ 18 3.6.2. Equipos de Rectificación de potencia: ____________________ 20 3.6.3. Sistema de rectificación y regulación_____________________ 24 3.6.4. Rectificadores trifásicos _______________________________ 25 4. METODOLOGIA __________________________________________ 26 5. ESTADO DEL ARTE _______________________________________ 28 6. DETERMINACION DE LA POTENCIA NOMINAL ________________ 33 7. DETERMINACIÓN DEL NUMERO DE POLOS Y DE BOBINAS DEL GENERADOR ________________________________________________ 36 7.1. Número de polos________________________________________ 36 7.2. Número de bobinas _____________________________________ 38 7.3. Cálculo del voltaje requerido por fase ______________________ 38 8. DETERMINACIÓN DE CARGA, BATERIAS Y CÁLCULOS DEL REGULADOR ________________________________________________ 40 8.1. Cálculo de cargas y baterías ______________________________ 40 8.2. Cálculos de Regulador ___________________________________ 41 9. DEFINICIÓN DE LA GEOMETRÍA DEL GENERADOR Y SUS PARTES 41 9.1. Definición de componentes Mecánicos del Generador ________ 43 9.1.1. Componentes ________________________________________ 43 9.1.2. Ensamble Completo ___________________________________ 45 9.1.3. Ensamble Generador __________________________________ 46 10. INSTRUMENTACIÓN Y COMPONENTES ____________________ 48 10.1. Anemómetro UNI-T UT363 ________________________________ 48 10.2. Encoder óptico LPD3806 _________________________________ 49 10.3. Arduino Mega __________________________________________ 50 10.4. Regulador solar de Carga 12V-24V, 30 A ____________________ 51 10.5. Rectificador Trifásico ____________________________________ 52 10.6. Batería DC 12V _________________________________________ 53 10.7. Construcción del Generador ______________________________ 54 10.8. Consideraciones y cambios en el diseño ___________________ 56 11. PROTOCOLO DE PRUEBAS EXPERIMENTALES _____________ 58 12. VALIDACIÓN EXPERIMENTAL ____________________________ 61 12.1. Velocidad del generador _________________________________ 62 12.1.1. Toma de Datos 1 ______________________________________ 63 12.1.2. Toma de Datos 2 ______________________________________ 66 13. PRUEBA DE CARGA DE LA BATERÍA ______________________ 67 14. MONTAJE _____________________________________________ 70 15. SIMULACIÓN ___________________________________________ 77 16. CARACTERIZACION DE GENERADOR EN AMBIENTE CONTROLADO _______________________________________________ 82 17. PRESUPUESTO _________________________________________ 85 19. BIBLIOGRAFÍA _________________________________________ 89 20. ANEXOS _______________________________________________ 95 20.1. Anexo A: Planos ________________________________________ 95 20.2. Anexo B: Código Arduino lectura de Voltaje y Velocidad _____ 102spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/16447
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
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dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
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dc.subject.keywordsMechatronicspa
dc.subject.keywordsWindspa
dc.subject.keywordsExploitationspa
dc.subject.keywordsIlluminationspa
dc.subject.keywordsWind turbinespa
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dc.subject.keywordsElectricity (generators)spa
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dc.subject.keywordsNatural resourcesspa
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembGeneración de energíaspa
dc.subject.lembElectricidad (generadores)spa
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dc.subject.proposalAerogeneradorspa
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dc.subject.proposalIluminaciónspa
dc.titleDiseño y construcción de la etapa de generación y almacenamiento de energía de un aerogenerador de eje vertical de pequeña escala (>=300w de potencia en el eje)spa
dc.title.translatedDesign and construction of the energy generation and storage stage of a small-scale vertical axis wind turbine (>=300w axis power)spa
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