Resumen

El proyecto se basa en la emulación del viento para recuperar la energía mecánica y transformarla en energía eléctrica. esto se hace a partir de una base de datos que extraída del servicio meteorológico nacional, el cual se toma la información que nos proporciona el SMN, velocidad del viento (km/h), posteriormente en Python, se desarrolló un código donde su función es actualizar constantemente el dato del viento y transformando en una señal digital la cual se manda a un arduino para ser decodificado. El control del generador usa el circuito integrado IR2184 para amplificar la señal y mandarla a un MOSFET con la finalidad de hacer funcionar el generador y empezar a emular las corrientes de viento.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

La creación de energía eléctrica a través de energías renovables, en este caso se trata de la energía eólica. La cual pasa de una energía mecánica a una energía eléctrica por
las dificultades del proyecto se optó porque se desarrollará a través de emuladores que simulen las condiciones meteorológicas y así poder hacer todo el sistema que facilite la investigación de lo que se quiere llegar.

Antecedentes

De acuerdo con la revista Expansión de 2019, México emitió 485 kilotoneladas de CO2, por lo que ocupa el lugar 14 entre los países que más contaminan.Hasta hoy, es casi nulo el aprovechamiento de la energía eólica que impacta sobre los edificios.Es por ello que un generador de energía eólica adaptado a edificaciones convencionales es una alternativa para generar energías más limpias. Recordemos que las energías eólicas pueden convertir en energía mecánica sólo una parte de la energía del aire que incide sobre sus palas. La teoría de los molinos de eje horizontal demuestra que, como máximo, 16/27 de la energía del viento se puede transformar en energía mecánica de las palas, valor que en máquinas avanzadas se
reduce a 30% de la energía del fluido. Por otra parte, la tecnología de las máquinas eólicas ha experimentado avances importantes en los últimos cien años. En este lapso, se han introducido nuevos diseños donde los molinos tradicionales de eje horizontal y muchas palas, que pueden operar con bajas velocidades de viento pero con muy pobres valores de eficiencia, dejaron de ser la única alternativa. En la mayor parte del planeta, donde existen vientos de 3 a 7 m/s, se pueden emplear máquinas lentas de tipo multipala para bombeo de agua o tareas de molienda debido el bajo requerimiento de potencia que esta clase de dispositivos tiene para su puesta en marcha, aunque la baja eficiencia de conversión no permite su aplicación para la generación de energía eléctrica.

Objetivo

Uno de los objetivos generales para llevar a cabo el proyecto es encontrar espacios donde se pueda generar energías renovables, en este caso energía eólica, con el fin de explotar al máximo los recursos renovables.

Justificación

El proyecto tiene un gran impacto en la sociedad, ya que se tienen como meta crear sistemas que nos ayuden a mejorar los generadores existentes. Esto como beneficio tendrá que se usarán energías más limpias, con el uso de energías renovables, también el aprovechamiento de espacios y la economización de dinero.

Hipótesis

A partir de los datos proporcionados por el SMN se podrán realizar emulaciones de viento y estas nos permitirán caracterizar generadores
para mejorar su eficiencia.

Método (materiales y procedimiento)

Para desarrollar el proyecto se utilizaron los siguientes materiales:
· Capacitores de alta potencia
electrolíticos

· Un circuito IR2184
· Un MOSFET
· Resistencias
· Capacitores cerámicos
· Una placa Arduino 1
· Un generador de imanes
permanentes
Al principio se tenía un generador de señales que se hizo con 4 flip flops y un amplificador de corriente, con eso se le mandaba los pulsos al motor para así simular el ambiente.
Para omitir esa parte se consultó la página del SMN donde se obtuvo la velocidad del viento la cual facilito el proceso. Después esos datos se mandaron a otro código que es creado
en Python y se va convirtiendo ese valor o ese dato en una señal PWM

Posteriormente se diseñó y construyó una placa con los capacitores electrolíticos para eliminar los risos de voltaje existentes. Después se conectó la tarjeta Arduino para mandar los impulsó circuito integrado IR2184, para amplificar esos impulsos debido a que el Arduino trabaja a un bajo voltaje que es de 5v y el generador trabaja a los 18 volts, todo esto se hace para poder controlar el motor. después con un arreglo de diodos se realizó un rectificador de onda completa con el cual ya van al motor que empieza a simular.

Galería Método

Resultados

Con base en toda la experimentación se obtuvieron unos resultados positivos debido que con las pruebas se pudo obtener o cumplir con el objetivo del proyecto que es obtener energía eléctrica a partir de la energía mecánica que genera el viento, con la emulación de las corrientes de viento se obtuvo, dando como resultado que el proyecto tiene un futuro positivo.

Galería Resultados

Discusión

Se observó que el comportamiento de las simulación es viable para empezar a desarrollarlo de manera real ya utilizando las corrientes de viento y es viable para llevar a cabo
de forma real.

Conclusiones

El proyecto se basa en simulaciones de viento para recuperar energía mecánica y convertirla en energía eléctrica. Esto se hace con una base de datos proporcionada por SMN que se toma de los datos de Excel llamados velocidad del viento (km/h) y luego se exporta a Python, las funciones se actualizan constantemente, los códigos se desarrollan y se convierten en señales digitales y se decodifican los datos del viento en PWM. . valor, envíe a Arduino y envíe al controlador IR2184 para amplificar la señal y envíe a MOSFET para encender el generador y comenzar a simular la corriente del viento. Se tiene un circuito chopper que se utilizó para amplificar o reducir los voltajes que entran para controlar los pulsos que se mandan al motor.

El driver IR2184 es un mosfet que amplifica la señal el problema es que la señal sale investida entonces lo que se hace es meter una señal al siguiente circuito que es un rectificador de onda completa

Bibliografía

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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography