Tema: A ver que os parece mi locura...

De nuevo estoy por aquí. Este fin de semana me he fabricado la bici-generador v0.1, y el resultado ha sido bastante negativo.

He comprado un alternador de Valeo referencia 9AR2630K, he fabricado una bancada para el alternador, he conectado eléctricamente el alternador a la batería y he improvisado una correa.

El alternador
Tiene una polea de 64mm en V, produce 55A y da 14V. Tiene las siguientes bornas: B+ (carga batería +), D+ (inducido), I (masa) y W (tacómetro). Curiosamente, están mal marcadas en la carcasa y he tenido que usar el polímetro para saber cual era cual. El inducido consume 2,4A.

La bancada
Esta hecha con los restos de una carcasa de PC de 0,7mm de espesor. He cortado varias piezas, las he dado forma y las he atornillado entre sí. Luego la he atornillado a la estructura de la bici aprovechando dos de los tornillos que fijan sus patas. Ha resultado ser demasiado endeble para soportar el invento.

La correa
Como no tenía nada a mano, he usado una cuerda dando varias vueltas y atándola en sus extremos. No es muy adecuado esto, pero para las pruebas era de lo único de lo que disponía. La he humedecido un poco y ha mejorado el agarre. Pero para que no deslizara he tenido que tensarla hasta el punto de que se ha deformado la bancada. El deslizamiento de la correa se produce en parte porque el alternador ha quedado demasiado próximo al disco de inercia, con lo que la apertura de la correa en la polea del alternador es demasiado amplia, y se reduce la superficie de agarre.

La batería
Es una batería de coche marca VARTA de 74Ah y 680A de descarga, que lleva 4 meses sin usarse. Sufrió una descarga bastante fuerte, pero tras este tiempo marcaba 12,3V antes de hacer las pruebas (la dejé bastante descargada).

La polea de la bici
He usado el disco de inercia como polea grande de la transmisión al alternador, tiene 250mm de diámetro. Como es plana, si quiero poner una correa trapezoidal como la del alternador, tendré que vaciar la parte central para que asiente bien la correa, o bien recrecer los flancos.

La relación de transmisión
La relación de transmisión entre los pedales y el disco de inercia (que es propia de la bici) es de 1:6,5. La relación de transmisión entre el disco y el alternador es 64:250. La relación final aproximada que queda es de 1:25. Es decir, por cada pedalada, el alternador gira 25 vueltas.

Velocidades de giro
Mi cadencia de pedaleo está entre 60 y 90, con lo que la velocidad del alternador estará comprendida aproximadamente entre 1500 y 2250rpm.

Producción eléctrica
Con el inducido excitado, y sin carga, he medido como máximo 12,8V entre los bornes B+ y I. Esto es muy malo, ya que la batería necesita 14,4V para cargar. La solución pasa por variar la relación de transmisión, cosa que no es sencilla y aumentaría la resistencia al pedaleo, o modificar el bobinado, o tal vez sustituir los diodos por otros de baja caída.

La máxima producción que he conseguido ha sido 0,4A, en una única ocasión muy puntual y con gran esfuerzo en los pedales. Esto es 2,8A x 11,2V - 2,4A x 11,2V = 31W(producida) - 27W(consumida) = 5W.

Bueno, creo que no me he dejado nada en el tintero. Todos los indicios apuntan a que va a ser complicado sacarle algo al invento, ¿qué opinais?¿sigo o me planto?

Un saludo.

Bueno, ya tienes por donde empezar, yo siempre digo que para hacer cosas especiales hacen falta materiales especiales, lo de cambiar el bobinado seria lo mejor, buscar el mayor numero de polos con las bobinas, recalcularlo, para que con pocas vueltas genere suficiente, has visto motores con imanes de neodimio?. Tambien en continua se puede hacer algo...hay muchas maneras de generar energía, prueba con motores paso a paso de gran tamaño y de 200º, le pones un puente rectificador con diodos de baja caida y un condensador y prueba, da igual para donde lo gires ya que te dara la misma polaridad y sacan una cantidad considerable de energía, eso si debes conectar todos sus bobinados en serie y quedarte con dos cables.
Yo me hice un generador asi y dandole con la mano al eje hacia funcionar un microcontrolador que rotaba unos 12 led durante mas de un minuto y medio. El condensador que le puse fue de 0,47 Faradios y 5,5Voltios.

Lo de los motores paso a paso, creo que las impresoras llevan uno o dos, será cuestión de desarmar una. Aunque dudo que den 12V o mejor dicho 14,4 para cargar la batería. Imagino que será cuestión de poner dos en serie para aumentar el voltaje.

Por cierto, muy hábil al poner el condensador para almacenar la carga. Me da la sensación de que los supercondensadores van a desbancar a las baterías a medio plazo. Creo que los que están investigando son de nanotubos de carbono o silicio y con una gran densidad energética...

Lo que me gusta del alternador es que como lleva el regulador integrado no necesito de un cargador, lo conecto directo a la batería. Pero como no llego al voltaje necesario no creo que se esté cargando.

Uno de los motivos por el que creo que tiene un rendimiento tan bajo es porque la cuerda que hace de correa tiene un deslizamiento bastante importante, es decir, se pierden rpm en el alternador.

Aquí os dejo una foto de la v0.1, con sus fallos y defectos:



La cuestión es, por donde comenzar la optimización. Estos son los puntos que a mi parecer más margen pueden dar a la mejora, espero vuestas opiniones:

1.- Bancada más rígida.
Esto me parece fundamental para transmitir el giro de forma adecuada, además de para evitar vibraciones y ruidos. Ya tengo los planos hechos en chapa de 6mm, creo que eso será más que suficiente para soportar las fuerzas que genera la correa sin deformaciones. Ahora habrá que buscar un taller que se preste ha fabricarlo.

2.- Optimización de la transmisión:
a) Cambio de la polea por una plana y añadir una correa plana.
b) Añadir una polea en V y hacer un surco en el volante de inercia para que encaje en él la correa.
Tengo mis dudas, no tengo muy claro que correa pueda ser más efectiva, si una en V o una plana.

3.- Modificación del rotor:
a) Eliminando el bobinado y sustituyéndolo por imanes de neodimio.
b) Rehaciendo el bobinado.
No se si seré capaz de cambiar el bobinado, veo más factible hacer el rotor de imanes de neodimio, aunque he visto el despiece del alternador y no veo nada claro como van los polos, lo tendré que investigar. Tal vez desmontando el rotor y dándole tensión, si acerco un imán se pueda notar donde se generan los campos magnéticos.

Un saludo.

Un proyecto muy interesante!

Otro opcion puedria ser usar una generador de un aerogenerador, que no necesita tanto revoluciones, por ejemplo el "Permanent Magnet Generator" en este pagina: FuturEnergy - the latest products and accessories in the renewable energy world
Tambien venden rectificador de trifasico a CC.

Sigue con el alternador y cambia la correa...y la relacion de transfomación .
Por cierto dime que diametro tiene las poleas para ver la relación de rpm que tienes. Mira las revoluciones que necesitas en el alternador para su funcionamiento normal ( o sea cargar la batería o que de 14,7 voltios)
Lo de cambiar el bobinado no lo veo por ahora necesario. Ahora despues de los calculos a lo mejor hay que poner un volante para que tengas homogeneidad el giro (volante de inercia). jejeje una vez lanzado y todo al sitio debe de ir bien.
Lo del motor paso a paso, los de la impresora no te van ha funcionar, son muy pequeños, yo utilice uno de 200 pasos por giro bastante grande y conectando sus bobinas internas en serie consegui tensiones de 20V, eso si el condensador de esta prueba era de 4700uF/50V
Por ahora lo mejor es el alternador...
Joder! como me mola tu idea, y eso que no es nada nuevo, pero me llama por que es sacar energía por cuenta propia con los elementos que hay.
Saludos y si necesitas cualquier cosa me lo dices.

Stephen, el caso es que el generador de imanes permanentes es algo caro para mi experimento. Yo no necesito generar electricidad ni tampoco quiero gastarme un dineral y que luego no funcione, es más bien por demostrarme que lo que hace la eléctrica lo puedo hacer yo también (a ver si es verdad!). De todas formas, siempre queda la posibilidad de modificar el rotor del alternador con unos imanes de neodimio. Así ahorraría los aproximadamente 30W que consume el inducido, pero estoy casi seguro de que no sería tan eficiente el alternador con este cambio.

Jordisolar, veo que no has prestado mucha atención !!!

Disco de inercia lleva la propia bicicleta, es la polea grande de la transmisión al alternador, y tiene un diámetro de 250mm. La polea del alternador es de 64mm, por tanto la relación de transmisión es de 64:250.

Pero el disco de inercia también tiene relación de transmisión con los pedales: Cada pedalada son 6,5 vueltas del disco de inercia. Por tanto la relación previa es de 1:6,5.

Así, la relación total es aproximadamente 1:25, y dando entre 60 y 90 pedaladas por minuto, saco en el eje del alternador entre 1500 y 2250rpm.

Por cierto, ¿Correa plana o correa en V?

No se cual puede ser el dato de rpm en el que el alterandor comienza a generar corriente. Estos son todos los datos interesantes que he podido sacar del alternador, pero no pone nada de las rpm mínimas necesarias para que funcione:

• Corriente de carga del alternador : 55
• Número de nervaduras : 1
• Peso [kg] : 4,666
• poleas - Ø [mm] : 64
• Tensión [V] : 14
• Código de motor : L3A
• Artículo complementario : con regulador incorporado
• Borne de conexión : con conexión para cuentarrevoluciones
• Polea : con polea
• Sentido de giro : Sentido de giro a la derecha (horario)

He estado dando vueltas al tema de la batería, de 74Ah a 12V son 888Wh, de los cuales para que no sufra la batería solo serían aprovechables unos 300Wh. Podría alimentar una nevera de 400KWh/año durante unas 6 horas partiendo de la batería a plena carga.

En el hipotético caso de que pedaleando produjera 100Wh/día, mantendría la nevera durante unas 2 horas al día. Si no se descargara la batería, podría rebosar en algo más de una semana. ¿Y que se podría hacer con el excedente?

Pues se me ocurren varias cosas, pero la más alocada es conectar una célula peltier adosada a dos depósitos bien aislados, uno por cada cara, para tener así agua "fresca" y caliente, por ejemplo poniendo un grifito en la cocina para el agua fresca, y que el depósito de agua "caliente" esté en serie con el lavavajillas.

Que sí, que estoy de atar. Un saludo.

Referente a la correa, si es por optimizar costes, me fijaria es la polea que lleva el alternador, que lo mas habitual y segun el dibujo de en v. Ademas otimizas la superficie de arrastre ya que en v tiene mas y ademas suele ser mas barata.
No soy erudito, pero hay algo que no me cuadra: Esa alternador deve ser de un turismo, y normalmente un coche a partir de 1000 RpM + o - suele cargar.
entiendo que el - de la bateria lo habras puesto a masa del alternador, y entiendo que tendras previsto poner un interruptor al cable + que excita el alternador(si no ademas de consumir es muy probable que rompas el regulador.
Tambien deves saber que si la bateria esta cargada no vas a conseguir cargarla mas, por lo que el A que saldra sera ridiculo por muy deprisa que gires el alternador.
Se que son obviedades pero...

De acuerdo con Generator, ha sido rapido.
Para hacer las pruebas debes descargar un poco la batería , yo cuando hacia cargadores de batería solia descargar la batería a 1,75V por elemento,( esto estaria la batería sobre 10,5V ) que es lo que dice la nomativa.
No te olvides que cuando acabes debes de cargar la batería otra vez si no vas a utilizarla si no se estropean ( sobre todo las de plomo, las de GEL no tanto pero...).
Lo que has comentado antes sobre el excedente y las peltier decirte que las peltier consumen bastante ( una normalita como la de las neveras que venden esta sobre 4A). Y para que te den rendimiento debes refrigerar la parte contraria muy bien.
Yo con la exedente haria un circuito que controlara un deposito de agua con una bomba, y cuando el deposito estuviese a un cierto nivel lo iria llenando automaticamente.
En cuanto al volante de inercia creia que iba directo a los pedales, es decir un pedaleo, una vuelta de volante. jejeje
Saludos a todos

Iniciado por generator

Referente a la correa, si es por optimizar costes, me fijaria es la polea que lleva el alternador, que lo mas habitual y segun el dibujo de en v. Ademas otimizas la superficie de arrastre ya que en v tiene mas y ademas suele ser mas barata.
No soy erudito, pero hay algo que no me cuadra: Esa alternador deve ser de un turismo, y normalmente un coche a partir de 1000 RpM + o - suele cargar.
entiendo que el - de la bateria lo habras puesto a masa del alternador, y entiendo que tendras previsto poner un interruptor al cable + que excita el alternador(si no ademas de consumir es muy probable que rompas el regulador.
Tambien deves saber que si la bateria esta cargada no vas a conseguir cargarla mas, por lo que el A que saldra sera ridiculo por muy deprisa que gires el alternador.
Se que son obviedades pero...

La polea del alternador es una en V. El asunto es que el disco de inercia es plano, así que una correa plana le iría perfecta. Tal vez en unos meses tenga la capacidad de mecanizar pequeñas piezas, con lo que podría modificar la polea del alternador y pasarla a plana, así que estoy con la duda.

Eso de las rpm me lo planteé yo cunado ví lo poco que sacaba, y la pregunta que me hice fue: ¿El motor transmite el giro al alternador con relación 1:1? Seguro que la respuesta es no, ya que la polea que se conecta al cigüeñal me parece que es es más grande, por tanto el alternador girará más rápido que el motor.

El circuito eléctrico es como tu dices, el - de la batería al - del alternador (que es un tornillo), y el + de la batería al B+ y al D+ del alternador. El D+ lo desconecto cada vez que termino una prueba. Pensaré alguna manera para que se conecte/desconecte al pedalear, pero eso más adelante, que aún no se si el invento será "viable energéticamente". De todas formas, gracias por comentarlo, porque a veces lo más evidente es lo que más fácil se pasa por alto.

Supongo que si en vez de la batería le pongo una bombilla del foco de un coche, los A que de el alternador serán reales y no limitados por la necesidad de la batería. Entiendo que el regulador es el que se encarga de ajustar la corriente suministrada a las necesidades de la demanda, ¿verdad?

Iniciado por Jordisolar

De acuerdo con Generator, ha sido rapido.
Para hacer las pruebas debes descargar un poco la batería , yo cuando hacia cargadores de batería solia descargar la batería a 1,75V por elemento,( esto estaria la batería sobre 10,5V ) que es lo que dice la nomativa.
No te olvides que cuando acabes debes de cargar la batería otra vez si no vas a utilizarla si no se estropean ( sobre todo las de plomo, las de GEL no tanto pero...).
Lo que has comentado antes sobre el excedente y las peltier decirte que las peltier consumen bastante ( una normalita como la de las neveras que venden esta sobre 4A). Y para que te den rendimiento debes refrigerar la parte contraria muy bien.
Yo con la exedente haria un circuito que controlara un deposito de agua con una bomba, y cuando el deposito estuviese a un cierto nivel lo iria llenando automaticamente.
En cuanto al volante de inercia creia que iba directo a los pedales, es decir un pedaleo, una vuelta de volante. jejeje
Saludos a todos

Creo que la batería estaba bastante descargada. Ahora mismo, sin haberla intentado cargar en los últimos días, marca 11,8V.

Una peltier de 4A son unos 50W a 12V, con lo que necesitaría 2 para cubrir los 100W que supuestamente podría producir. Las peltier irían conectadas de forma que quedaran como el jamón en un bocata, entre dos depósitos de agua bien aislados, uno se calentaría y el otro se enfriaría, el agua caliente para el lavavajillas y el agua fría para beber. Al menos en verano, ya que en invierno no apetece el agua fría, a parte de que podría congelarse un depósito. El invierno se podría alimentar una resistencia para calentar el agua o el ambiente.

Lo del depósito de agua, ¿cual sería el objetivo?, es decir, ¿qué se podría conseguir teniendo el agua elevada? ¿Se podría generar electricidad con una caída de 2m? ¿Se podría hacer una central nanohidráulica?

Por cierto, vivo en un piso, y la presión del agua es bastante buena. ¿Se puede generar electricidad usando el exceso de presión del agua se suministro (por ejemplo al ducharse sin que el agua salga tan fuerte)?

Cada día estoy peor. Un saludo.

Hola, lo del deposito es una opcion experimental, puede ser cualquier cosa.
Ten en cuenta el tiempo de autonomia de la batería. Si tu batería es de 74Ah quiere decir que podras estar 20 horas continuas sacandole 3,7 A Aprox.( si esta al 100%) y esto con una descarga profunda a 10,5V.
Yo personalmente me gusta la idea, pero lo veo asi:

Bicicleta estatica para hacer ejercicio que te premia con cargarte una batería mientras tu quemas musculo, la batería te puede servir para alimentar un equipo de musica, disponer de luz cuando falle la electricidad y una largo etc.

Sistema de protección contra descarga para la batería, esto es, que cuando la batería este por debajo de un 60% lo señalize y si baja mas que conmute y carge de red( 230V) aunque no pedalees. Con esto te aseguras de que tienes un banco de bateria operativo siempre.

Si la batería esta baja y te pones a pedalear automaticamente conmuta y se carga desde el pedaleo ( pedaleo prioritario )

Si la batería esta cargada y pedaleas que la energia vaya a otro receptor, o a otro sistema que se ocurra.

Digo todo esto por que si pasa tiempo y no pedaleas pero gastas, al final la batería se te ira al cielo donde van las baterias buenas.

Funciona seguro.