Generador de electricidad usando una bicicleta (parte 2)

19 Diciembre 2023 - Tiempo de lectura: 7 minutos

Aquí tenéis la segunda parte de la experiencia del generador de energía eléctrica usando una bicicleta.

Lo dejamos en la anterior publicación con las pruebas realizadas con estatores y rotores hechos por nosotros. Viendo que la eficiencia del motor inverso era muy importante, decidimos usar un volante magnético de segunda mano (un alternador de moto).

Aquí podemos ver el estator del alternador:

La adaptación al bastidor de entrenamiento puede verse aquí:

El rotor visto por la parte externa es éste artilugio:

Y esta es una vista del interior (se distingue ligeramente el imán:

Finalmente, aquí lo vemos todo montado y preparado para las pruebas:

El alternador es monofásico, lo que provoca que el movimiento entre polos sea muy brusco (al contrario de los trifásicos, donde el movimiento es mas suave). Esto afecta al pedaleo. De todas formas, con el volante de inercia y una vez a un régimen adecuado de revoluciones ya no se nota este fenómeno.

El rotor y el estator que construí al principio permite ajustar el número de polos y la tensión de salida a la aplicación que uno desee, pero no es tan eficiente por construcción, por eso saqué al máximo 27W. 

En la segunda experiencia, el caso del alternador de moto, usé un alternador de Mitsuba, un GF-10 que permite obtener un máximo de 130W con baterías de 12V. Sólo he usado el rotor y el estátor, adaptándolos al sistema de entrenamiento. No he usado el regulador que se usa en la moto. El estátor es monofásico, de 8 polos, como puedes ver en una de las fotos. Tras el alternador he usado un puente rectificador de potencia y un condensador de 10.000uF y 40V (cuidado con los picos de tensión sin carga, pueden superar esa tensión...).

Puedes usar cualquier alternador de moto o de coche, aunque te recomiendo que sea trifásico. Lo que sí es importante es que rectifiques y filtres la salida antes de conectar la batería y que incluyas un circuito limitador de tensión de forma que, para una batería de 12V se limite la tensión a 14V5 que es la tensión de paro adecuada para una batería de plomo en carga de alta corriente (en flotación hay que limitarla a 13V8).

Para documentar y cerrar el tema, pongo aquí los resultados de las medidas efectuadas, así como fotos del montaje y pruebas:

Detalle de las baterías (en este caso, dos en serie, 24Vdc nominales):

Equipo de medida (medidor de potencia de alta precisión):

Vemos en la vista de osciloscopio, tensión arriba y corriente pulsante abajo:

Detalle de la pantalla donde puede leerse la potencia generada en régimen de revoluciones totalmente sostenible a largo plazo (unos 94W):

Lo mismo, para un pico de potencia de un poquito menos de 200W (se puede aguantar unos minutos, pero no es sostenible a largo plazo):

Conclusión:

Con un alternador reciclado y el banco de soporte reciclado del Decathlon es factible generar 100W de forma sostenida con picos de 150 a 200W. Si se dispone de 3 ciclo-generadores, un grupo numeroso de unas 20 a 30 personas serían capaces de generar la energía necesaria para sus necesidades de bombeo de agua, circulación de líquido de calefacción, alimentación de radios de emergencia y otros pequeños gadgets en un escenario en el que no fuera posible contar con suministro eléctrico externo. Además, en una hipótesis de ausencia de sol o climatología muy adversa (aerogeneradores no funcionan) se puede generar la electricidad vital.

Mejoras posibles:

- un alternador a cada lado del eje. Habría que ver si eso sería factible y, a un régimen de revoluciones menor, generar de forma sostenible más energía (el objetivo son 200W por bicicleta).

- un motor de continua más potente que genere más energía a idénticas revoluciones (rpm). Estoy indagando con motores de patinete eléctrico o bicicleta eléctrica (recordad que no pueden ser con escobillas).

NOTA: dedicado a mis buenos amigos del Club de Supervivencia (2011-2012)