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Detalle del cubo y del motor

Vamos a ver cómo fabricar el rotor del generador eólico, es decir la parte formada por el cubo y las palas, que toman el viento y hace girar el generador.

El cubo está constituido por dos discos de contra-chapado, de 6 mm de espesor y de 5 cm de diámetro, unidos a fin de obtener un solo disco de 12 mm. Perfectamente centrado sobre éste, se pega un cilindro de madera de 25 mm de diámetro y de 20 mm de altura, en el que se insertará el eje del motor.

El cubo está constituido por dos discos de contra-chapado, de 6 mm de espesor y de 5 cm de diámetro, unidos a fin de obtener un solo disco de 12 mm. Perfectamente centrado sobre éste, se pega un cilindro de madera de 25 mm de diámetro y de 20 mm de altura, en el que se insertará el eje del motor.

A continuación hay que retirar delicadamente, si fuera necesario, el engranaje o la polea que puedan estar en el eje del motor. A veces son muy difíciles de quitar, pero haciendo palanca y con ayuda de unas pinzas, se consigue casi siempre. Perfore el cubo del rotor con el diámetro del eje del motor, o mejor ligeramente por encima, teniendo cuidado de hacer un agujero centrado y perpendicular al plano del cubo.

Seguidamente pasamos a la fabricación de las palas. Son dos, por simplificar al máximo, y fabricadas de contra-chapado (preferentemente marino), de 6 mm. Miden 40 cm de longitud por 7 cm de ancho en la base y 5 cm en el extremo. Con el fin de darles un perfil aerodinámico, hay que cepillar y alisar con piedra pómez uno de los lados con el fin de darle una forma redondeada, como en el plano adjunto, salvo en los 5 cm cercanos a la base, que servirán de fijación sobre el cubo. Una vez montadas, el lado plano deberá estar frente al viento y el lado abombado hacia la cola. Además, las palas deben formar ángulo con relación al viento, con el fin de tener un ángulo de ataque correcto. Esto se consigue con unas cuñas triangulares de madera maciza, con un ángulo de unos 15 grados. Entonces se pegan y atornillan sobre el cubo, teniendo mucho cuidado para asegurar un alineamiento y una simetría perfecta. Luego, hay que lijar con piedra pómez para conseguir que el rotor esté equilibrado. Para esto, se coloca el rotor sobre el motor, y se le hace girar. Si tiene tendencia a pararse más a menudo en una posición, se lija la pala que apunta hacia arriba, y así se continua hasta que el equilibrio sea perfecto. Toda la fabricación y el equilibrado de la hélice me han llevado menos de dos horas.

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Generador éolico

Los generadores eólicos son a menudo  considerados  como máquinas costosas cuyo mantenimiento es exigente  difícil, de instalación complicada, e incluso a veces peligrosas.
Para intentar convencer a los más reticentes  de los beneficios de la energía eólica, les propongo fabricar un pequeño generador eólico, que será capaz de recargar 4 pilas NiCad ó NiMh formato AA. En efecto, el tamaño de este generador eólico permite facilitar mucho las cosas. Lo más estresante, la elevación del generador en el extremo de su mástil, no lo es tanto, puesto que un poste de dos metros basta. Se trata casi de un modelo reducido, y si los resultados son buenos, ¿ por qué no invertir en un modelo más importante?.

Impresora fuera de uso

Para construir este micro aerogenerador necesitará usted los elementos siguientes:

• Una vieja impresora de chorro de tinta: porque éstas contienen unos  motores paso a paso que funcionan la mayoría de las veces de manera perfecta como generadores.
• Un poco de contrachapado de 4 ó 5 mm, de calidad para exterior, incluso preferiblemente marina, para fabricar las palas y la cola.
• Un tubo de aluminio o PVC de 16mm. de diámetro, para servir de cuerpo a la eólica (unir las palas a la cola).
• Cola o resina époxy  y/o  pintura, para pegar el conjunto de piezas y proteger la madera.
• Bridas de  plástico: para fijar algunas piezas.
  
• Tornillería diversa, preferentemente inox.
  
• Puente de diodos, pues la corriente que enetrega el motor paso a paso es alterna. Se la debe   transformar en corriente continua  para poder recargar baterías.
• Poste 30 x 30 mm de dos metros de longitud mínimo: el mástil del generador eólico
• Cuerda muy resistente o cable: para hacer los vientos  que mantengan el mástil en su posición.
  
• Cable eléctrico,  para conectar el generador eólico al soporte de las pilas.
• Soporte,  permite cargar varias pilas a la vez.
• Y claro está, 4 pilas recargables!

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Plano de la ducha solar

Estos son los planos de la ducha solar cuya fabricación se describe en esta serie de artículos.

Si se deciden a fabricarla,  podrían dejar un pequeño comentario aquí abajo ?

Estas son las fotos de la ducha que me han servido de punto de partida para estos planos, con algunas mejoras.

Ducha Solar

Detalle fijción de la alcachofa

Los grifos

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Batería fuera de uso (cc) gryhrt

Las baterías son el eslabón débil en la cadena de una instalación de electricidad renovable, ya sea fotovoltaica, eólica o híbrida. Su duración es limitada y depende del tipo de batería, del uso que se haga de ella, de su mantenimiento y de su almacenamiento.
Las baterías más corrientes tienen una duración en servicio de unos seis o siete años, bastante poco si consideramos la inversión que representan. Son la preocupación constante del habitante autónomo y deciden en gran parte la vida de la casa, según su estado de carga.

Vamos a ver hoy las cosas absolutamente necesarias si usted quiere terminar con ellas rápidamente.

1. No utilice voltímetro: porque la utilización de un voltímetro permite conocer el estado de carga de la batería y nos indica cuándo debemos empezar a reducir el consumo.
2. Vacíe completamente sus baterías: Las baterías, incluso las previstas para ser descargadas de manera bastante importante, no soportan ser vaciadas completamente ni, sobre todo, dejarlas así después. Es necesaria una recarga inmediata y completa. Su número de ciclos útiles varía grandemente con la profundidad de esos ciclos: De 500 a 800 ciclos al 50 %, se pasa a unos 300 a 400 al 80 %, y según la tecnología de la batería, de 1 a 200 ciclos útiles al 100 % de descarga.
3. No limpie sus baterías: El polvo que se deposita sobre las baterías termina por hacerse cada vez más conductor, y entonces, se descarga directamente de un borne al otro de la batería, una corriente relativamente importante, lo que la vacía poco a poco.
4. Utilice cables muy finos: Si su instalación es de baja tensión (12 ó 24 V), sin ondulador. La sección de los cables es un factor importante. Si éstos son muy finos, una buena parte de corriente servirá para calentarlos y drenará su batería para nada.
5. No instale suficiente cantidad de baterías : bien porque usted no ha calculado la capacidad de baterías necesarias, o porque usted ha añadido puntos de consumo a lo largo del tiempo, o, finalmente, por haber economizado sobre su coste, ésto le hará forzosamente pasar por el punto número 2…
6. No ponga cargador de suficiente capacidad: en este caso, sus baterías nunca llegarán a estar completamente cargadas, y por ello sufrirán igualmente. Lo ideal sería añadir potencia fotovoltaica, para llegar a un equilibrio. Podemos también considerar, en este caso, que la batería es de demasiada capacidad… Como medida temporal, se puede instalar un pequeño grupo electrógeno de buen rendimiento o, si la situación es favorable conecte, permanentemente, un generador eólico.

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Seguridad en torno a las baterías

Atentción : Acido Sulfúrico

Antes de cualquier intervención sobre  las baterías, es indispensable tomar las precauciones siguientes:

1. Todas las herramientas que utilice para trabajar en su batería deben tener mangos de plástico, o estar recubiertas de cinta de electricista, para que no puedan originar corto-circuitos entre sus terminales. En efecto, usted sabe que incluso una pequeña batería de plomo es capaz de suministrar corrientes muy altas cuando se produce un cortocircuito. Las  de gran capacidad que se utilizan en los sistemas de energía renovable domésticos pueden fácilmente hacer que una llave inglesa se caliente hasta ponerse al rojo vivo en pocos segundos…..  Por no hablar de las explosiones o del fuego que siempre son una posibilidad.
2. Lleve ropas viejas. Durante algunas operaciones, se pueden producir fugas y salpicaduras  de ácido, y entonces usted tendrá un  montón de agujeros en su vaquero nuevo…Mas vale prevenir y llevar desde el principio ropas agujereadas.
3. Proteja sus manos y sus ojos. Utilice gafas de protección y guantes de goma, pues el ácido sulfúrico contenido en las baterías, aunque ligeramente diluido, sigue siendo muy corrosivo. Las manos escuecen en algunos minutos y los ojos inmediatamente. Un buen aclarado con agua limpia es a menudo suficiente para calmar la quemadura, pero si le ha salpicado en los ojos, es mejor consultar a un médico.
   

Baterías

Mantenimiento trimestral

La frecuencia del mantenimiento variará según la utilización que usted haga de su instalación, pero el intervalo no debe ser superior a un año.

1. Limpiar la parte superior de las baterías. El polvo y otros restos terminan por hacerse ligeramente conductores y dejan pasar la corriente, lo que causa una descarga lenta, a veces de manera significativa.
2. Comprobar el nivel del agua después de una carga lo más completa posible. Muy a menudo las baterías utilizan más agua cuando se cargan totalmente con frecuencia,  debido a la emanación de gases que se produce a plena carga. Deben estar llenas hasta 1 cm por encima de las placas. Normalmente, hay indicadores para los niveles mínimo y máximo. Utilizar sólo agua destilada. El agua del grifo es casi tan mala  como la total falta de agua, y sobre todo nada de ácido, pues la baterías no lo pierden nunca.
3. Limpiar y reapretar los terminales. Que son generalmente de plomo, un material blando, y es preciso entonces apretar las fijaciones de vez en cuando, así como recubrirlas de grasa para evitar toda corrosión.
4. Medidas con Densímetro. El densímetro mide la densidad del ácido, y eso da una referencia de la salud de la batería. Hacer la medida en cada una de las celdas, y si algunas tienen valores muy diferentes a las otras es porque están muriendo y absorben la energía de todas las celdas de sus baterías. Tiene unos meses para encontrar repuestos de ellas. Atención : según la edad de sus baterías tendrá usted que cambiarlas, quizás, todas al mismo tiempo.
   
5. Carga de igualación. Se cargan las baterías hasta 15,2 volts, y se las mantiene así durante tres o cuatro horas. Esto permite reequilibrar las celdas compensando la sulfatación en el electrolito.
   Atención: Durante este proceso hay una producción de hidrógeno importante; no abrir los tapones porque se corre el riesgo de que se desborde el electrolito.  

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Instalación de la fontanería

Compuertas - Fontanería

Una vez que el colector de la ducha solar está terminado, podemos pasar a la instalación de la fontanería. Lo primero de todo es conectar el grifo a la llegada de agua fría, que llega de abajo, y después a la llegada de agua caliente que llega de arriba del colector. A continuación se fija sobre el tubo que sirve de depósito colector de energía solar,  con una banda plástica en la cual se atornilla. Hay que tener cuidado, sobre todo si el tubo es de aluminio, de impedir que los tubos de cobre o las piezas en inox toquen el colector,  con el fin de evitar una corrosión rápida del tubo colector. Por tanto, siempre aislaremos el aluminio de los otros metales con una capa de silicona o poliuretano.

A continuación fijamos la alcachofa de la ducha sobre el colector, para después enganchar la salida del grifo a la entrada de la alcachofa.

Ahora no queda mas que instalar la ducha solar terminada en el emplazamiento previsto, el cual habrá sido elegido en un lugar bien expuesto al sol. Según el tiempo y el clima, no hay mas que esperar algunas horas para poder darse una ducha bien caliente.

Funcionamiento

Fontanería

El funcionamiento de la ducha solar con colector es muy simple y está basado sobre el hecho que el agua caliente sienndo más densa que el agua fría, tiene tendencia a subir y situarse siempre por encima de las capas más frías. Así, cuando llenamos la ducha la primera vez, todo el agua es fría. Ésta se calienta progresivamente bajo el efecto del sol, entonces el líquido más caliente (cerca de las paredes) sube, mientras que el agua más fría (en el centro) va a bajar. Nos encontramos así con el agua bien caliente arriba y el resto del agua más fresca abajo.

Por este motivo, incluso cuando el tiempo de exposición al sol ha sido relativamente corto, podemos obtener un poco de agua caliente. Espero que apreciéis esta ducha durante las tardes de verano. Os agradecería que me enviéis un comentario si os decidís a construirla.

Los planos estarán en línea en breve, lo prometo !

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El Colector

Como se  ve en el artículo sobre el material necesario para la construcción de una ducha solar,  se trata de una ducha en la cual el colector es un simple tubo metálico pintado de negro. Si contamos unos 20 litros por ducha, y una familia de cuatro personas, necesitamos de 80 a 100 litros de agua caliente, o sea un tubo de 13 cm de diámetro y 2 m de alto. Usando un tubo de 15 cm de diámetro, más corriente, no tendremos ningún problema para satisfacer a todo el mundo.

Ducha Solar fija en Kitengela

Lo ideal sería utilizar un tubo de aluminio, por su buena transmisión del calor. Sin embargo, un tubo de chimenea, de acero inoxidable, y sin aislante, seguramente servirá. A continuación, hay que preparar la entrada y la salida de agua. La entrada de agua fría se sitúa por debajo del colector, y la salida de agua caliente por encima, insertadas en las placas de  cierre del tubo. Es preciso perforar un agujero de diámetro adecuado a los racores que, previamente hayáis adquirido y  después roscarlos  en su sitio cuidando de asegurar una impermeabilidad perfecta.

Seguidamentem hay que confeccionar unos pies para fijar la ducha solar sobre una pequeña base de hormigón,  realizada de antemano. Los pies son dos simples escuadras metálicas en las que uno de los lados es de longitud suficiente para sobreelevar  el colector de tal manera  que se pueda conectar por debajo la llegada del agua fría. Los lados más largos están atornillados al tubo, garantizando la estanqueidad con arandelas y juntas en cada lado de cada tornillo.

Ahora podemos fijar en el tubo las placas de cierre, siendo lo ideal hacerlo por soldadura, pero si habéis utilizado un tubo de chimenea, comprad igualmente dos tapones adaptados y ponedlos en los extremos, una vez estén colocados los racores de conexión.

Sólo queda pintar el colector en negro mate para captar al máximo las calorías del sol.
Seguramente, antes de pintar, será necesario aplicar una imprimación de base sobre el acero.

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Ducha Solar

Con la llegada del verano, todos esperamos pasar más tiempo al aire libre. Para aquellas personas que tienen la suerte de poseer un jardín, incluso pequeño, os propongo la construcción en detalle de una ducha solar, con los planos gratuitos en fomato pdf.

Vista rápida de los diferentes modelos de duchas solares

El modelo más simple es la bolsa de plástico negra por un lado y transparente por el otro, con un grifo, un tubo y una pequeña alcachofa de ducha plástica. Valen menos de diez euros en los supermecados al principio del verano, nosotros misos las hemos utilizado mucho hace tiempo. Sin embargo, su capacidad de agua es limitada y la necesidad de descolgarlas para llenarlas y colgarlas para ducharse y la obligación de ducharse únicamente al final de un día soleado, nos han desmotivado, desarrollo sostenible o no…

En el otro extremo, tenemos las duchas solares alimentadas por el suministro de agua potable, en las cuales el agua es calentada por un calentador de agua solar con tubos al vacío que alimentan un bidón de agua caliente. Estos sistemas son muy eficaces, muy prácticos, pero sobretodo muy costosos, hay que contar más de 2000 euros por toda la instalación.

Los planos de ducha solar que os propongo hoy se sitúan en un punto intermedio entre los dos extremos. Se trata de una ducha conectada al agua a presión, ya sea por el suministro público de agua potable o por medio de una bomba, en la cual el depósito de agua caliente es además el pie de la misma ducha.

Plomberie

Material necesario

Necesitáis los siguientes materiales, considerando que vuestra llegada de agua es un tubo de cobre de 16 milímetros de diámetro:

• Un tubo de acero o mejor, de inox o aluminio de 12 a 15 cm de diámetro, que puede ser un tubo de chimenea por ejemplo, o no importa que otro tubo, incluso cuadrado.
• Dos tapones  herméticos (atención a la presión del agua) para cerrar las extremidades.
• Grifo con ruleta o grifo mezclador.
• Dos racores de conexión de 3/4 pulgadas
• Una alcachofa de ducha fija o móvil
• Tubo + racores del grifo a la alcachofa.
• T de cobre Ø16mm-12mm
• Tubo de cobre Ø12mm : 5 metros lineares
• 2 racores cobre Ø12mm - grifo
• 2 racores cobre Ø12mm - racor de conexión
• Pintura negra mate.

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Baterías (cc) Tim Zim

Las baterías de plomo

He aquí los diferentes tipos de baterías ácido-plomo,
ordenadas por su grado de  adecuación para su
utilización como baterías de  almacenamiento para la
electricidad doméstica.

• Baterías industriales de carretilla elevadora, o similares:

  Estas son, con diferencia, las mejores baterías para el almacenamiento de electricidad para una casa aislada, si usted puede pagarlas.   Están especialmente recomendadas por su resistencia a las agresiones de todas clases, y por su larga duración. Se compran por elemento, cada uno de dos voltios, o bien agrupadas en 12 ó 24 V. Las capacidades disponibles son elevadas, a menudo del orden de 1000Ah. Duración de vida de 15 a 25 años.

  Ventajas: Tolerancia a las descargas profundas, larga duración, a menudo en carcasa metálica, cables de interconexión integrados, disponibles en una amplia gama de capacidades. Son las baterías que tienen la mejor relación electricidad almacenada / precio, si se tiene en cuenta su duración. Adaptadas a las instalaciones importantes.
  Desventajas: Peso muy elevado, coste inicial muy importante.

• Baterías solares de descarga profunda, tipo Trojan L16

  La elección más común para casas equipadas con energías renovables y sin conexión con la red. Las hay de muchas capacidades; pueden adaptarse a la medida de su instalación. Se encuentran en los distribuidores minoristas de energías renovables, lo más frecuente sobre pedido. Se puede esperar de ellas una vida de 5 o 6 años.

  Ventajas: Duración de vida interesante, bastante resistente a los malos tratos, precio razonable.

  Desventajas: No tan resistentes como los elementos industriales y disponibles en una gama de capacidad más reducida

• . Baterías de tracción tipo cochecito de golf

  Son  a menudo utilizadas para pequeños sistemas, o incluso como baterías principales, para personas que viven por primera vez  la autonomía energética, debido a su bajo coste. Pero no espere de ellas más de dos o tres años de vida útil si usted las utiliza regularmente.
  Ventajas: Coste muy reducido, ligeras, fácil disponibilidad.
  Desventajas: duración de vida muy reducida (de uno a tres años de media), vulnerable a las descargas profundas repetidas.

• Baterías ácido-plomo selladas VR (con válvula reguladora)

  Están selladas, luego no presentan ningún riesgo de vertido ni de evaporación. El oxígeno producido en la placa positiva se recombina con el hidrógeno que emana de la placa negativa para formar el agua que necesita el electrolito. Estas baterías son adecuadas para las aplicaciones de descargas profundas, rápidas y repetidas.

• Baterías AGM  (Absorbded Glass Mat: separador en  material de cristal micro-poroso)

  Las baterías AGM utilizan electrolito líquido, contenido entre separadores de fibra de vidrio encajados entre las placas. Cuanto más comprimido está el separador entre las placas, mejor se realiza la combinación del electrolito, (el oxígeno y el hidrógeno se recombinan, produciendo el agua y se mezclan con el ácido sulfúrico), y más aumento hay de temperatura durante los cambios electroquímicos.
  Este tipo de batería puede instalarse prácticamente en todas las posiciones, salvo invertida. Está, sobre todo,  disponible, para pequeñas capacidades, del orden de la decena de amperios hora y, por consiguiente, solo difícilmente pueden ser utilizadas para almacenar electricidad de origen renovable.

• Baterías de electrolito gelificado solar

  Bastante costosas pero útiles para algunas aplicaciones específicas tales como en los barcos, pues no hay ningún riesgo de vertido o de evaporación del electrolito.

• Baterías marinas

  Muy baratas con una vida muy corta, son  poco mejores que las baterías de coche. No hay que esperar más de un año de duración en las condiciones típicas de utilización.
  Ventajas: Muy baratas, se encuentran en todas partes.
  Desventajas: Vida útil muy corta, no toleran las descargas profundas.
  Vertido o evaporación del electrolito.

• Baterías de coche

  La peor elección en un sistema de energía renovable autónomo, pero puede ser mejor que alumbrarse con velas.
  Ventajas: la más barata
  Desventajas: La que menos dura.

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Introducción

Bombeo solar (c)

El sol es sin duda la energía verde más fácil de captar desde la invención de los paneles solares fotovoltaicos. Gracias a éstos, la luz del sol es convertida directamente en corriente continua  por un proceso llamado efecto fotovoltaico. Basta con enchufar el panel solar sobre un aparato funcionando sobre la tensión proporcionada por el panel, y el arranque es inmediato. Esta utilización directa es muy utilizada para el bombeo de agua: en lugar de almacenar la electricidad en las baterias, se almacena el agua bombeada en una cisterna para la utilización posterior.

La electricidad fotovoltaica conoce un importante crecimiento del 48%,  es decir que la producción se dobla cada dos años desde 2002, de la cual el 90% está constituido de sistemas conectados a la red eléctrica. Los créditos de impuestos, atractivas tarifas de compra subvencionadas y el relativo descenso de los costes de instalación, han ayudado sin ninguna duda a esta tendencia.

Hay que distinguir dos tipos de uso muy diferentes de la energía solar: la solar térmica y la solar fotovoltaica.

La energía solar térmica

Panel solar térmico (c)

Se trata de paneles solares en los cuales circula un líquido portador de calor, la mayoría de las veces agua con anticongelante, que permite una transmisión de la radiación solar hacia el líquido contenido en los paneles. Los paneles solares térmicos más eficaces están constituidos de tubos al vacío, es decir tubos de cobre en los cuales circula el agua, rodeados de una cubierta de vidrio,  reflector en la parte trasera, en el cual se ha eliminado el aire para limitar las perdidas por convección.

Estos paneles están conectados directamente  bien a una cisterna de agua caliente, o bien a un sistema de calefacción de interior, e incluso al sistema de calefacción de una piscina.

La energía solar fotovoltaica

Los paneles solares fotovoltaicos estan constituidos de células a base de sílice que, cuando les llega la luz, crean una corriente continua. Los paneles solares pueden ser monocristalinos (células cortadas en un cristal único de sílice, los más eficaces), policristalinos (células cortadas en un bloque de sílice conteniendo  gran número de cristales) o  amorfos (sílice depositado sobre una placa metálica).