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)

17 Diciembre 2023 Tiempo de lectura: 7 minutos

Hace mucho que quería publicar esta experiencia que hice ya hace unos cuantos años... ¡pero que sigue vigente!. Espero que la encontréis interesante.

Un día del ya lejano año 2012 empecé la construcción de un generador de energía eléctrica usando una bicicleta. Pero en lugar de usar una bicicleta a la que se inutiliza al cambiarle la rueda trasera por el mecanismo de generación de energía, decidí aprovechar un rodillo de entrenamiento para convertirlo en generador y poder usar cualquier bicicleta cuya rueda esté entre 24" y 26" (esto último es porque el rodillo solo admite estas medidas, no por otra cosa). La ventaja clara es que la bicicleta puede seguir usándose como tal y, al unirla al bastidor del rodillo, tenemos el generador que deseamos. 

El soporte más barato pero al mismo tiempo robusto que encontré fue este, en Decathlon:

(Rodillo de entrenamiento)

Como veréis a continuación, incluyo el detalle del rodillo y del freno ajustable. Lo que hice fue cambiar el sistema de freno por un generador eléctrico.

(Detalle del rodillo y zona de actuación)

Más o menos, lo que tuve que construir fue algo parecido a esto (imágenes obtenidas de Internet) que es un estator con bobinados y un rotor con imanes:

(Estator con los bobinados)

(Rotor con los imanes)

Este es el freno del soporte, el que hace la fuerza necesaria para oponerse al pedaleo cuando se usa el rodillo de entrenamiento para su función original:

Una vez desmontado el freno, quedó el dispositivo preparado para cambiar los discos que ejercían la resistencia el pedalear por el sistema generador.

Éste estará compuesto, "grosso modo", por uno o dos rotores con imanes y un estator con un conjunto de bobinados. Está por determinar es tema de uno o dos rotores y la forma física de los bobinados.

De momento he hecho pruebas para determinar el número y forma óptimos de los imanes a usar y he llegado al siguiente montaje:

Como veis, he determinado que estos imanes de neodimio con esta forma y separación son los óptimos. Por tanto, se usarán 12 imanes de 14mmx8mmx4mm (LxAnxAl).

He tenido que efectuar la pieza que veis con madera laminada para que los imanes queden fijos y no puedan salir despedidos por la fuerza centrífuga. Están montados en una sierra circular que tenía el diámetro adecuado (es lo más barato que se puede encontrar de acero). Pero para mejorar la robustez le he añadido un plato de disco duro reciclado y la sujeción ya es total. Podéis verlo aquí:

De momento he probado una bobina procedente de un disco duro reciclado, de 200 espiras, que podéis ver en la siguiente foto:

Un detalle de la bobina colocada sobre los imanes es esta:

Con esta bobina y girando el rotor a mano (como hay volante de inercia puedo medir la tensión mientras gira) obtengo 1,2Vpp. Si le pongo un disco de acero para cerrar el campo (otro rotor sin imanes), llego a 2Vpp. Es evidente que tendré que aumentar el número de espiras, usando un hilo bastante grueso para las corrientes que espero obtener...

Un amigo de un foro de supervivencia que iba siguiendo mi trabajo, me preguntó: "¿no es más fácil ponerle un alternador de moto o de coche...porque la forma encaja a la perfección,o es por un tema de potencia...?"

Le contesté lo siguiente: "Posiblemente, ponerle un alternador sería una solución fácil. Lo que puede pasar son dos cosas:

- el número de revoluciones a la que empiece a cargar sea muy elevado pues en un coche o moto ya se tiene en cuenta que las revoluciones mínimas del motor son elevadas, a su vez, y

- haciendo el generador uno mismo se puede escoger la configuración adecuada. Por ejemplo puedes escoger una configuración trifásica que alisa mucho el movimiento pues la carga se produce en cualquier ángulo de giro. Esto ayuda también a que la resistencia ofrecida al pedaleo sea constante, lo que no sucede con alternadores de dos polos (los de motocicleta). También se puede escoger un montaje de las bobinas dinámico que permita usar baterías de 12, 24 o 48V indistintamente... (poniendo luego las bobinas en serie o paralelo para cada una de las ramas trifásicas)

 Y, por último, la razón principal es el placer de montárselo uno mismo. Esta última es la que realmente me lleva a hacerlo yo"

Aún así la cuestión que me planteó fue calando y pensé que para una primera experiencia podía ser una opción. Es por eso que, entre los amigos del club de supervivencia, pregunté:  "¿Alguien tiene una moto vieja de desguace o que no le sirva con un alternador de tipo "volante magnético" que aún funcione?"

En una publicación posterior os explicaré el resultado de los experimentos con un volante magnético...

¡Espectacular!