Construir un generador de volante de inercia
Energía pendularUn péndulo tiene una masa que oscila libremente en un extremo mientras que el otro permanece anclado (ver Figura 1). Una vez puesto en movimiento, un péndulo oscilará repetidamente a través de su punto de equilibrio, una posición de reposo lo más cerca posible de la Tierra. Esto ocurre porque el péndulo quiere estar en reposo, y una fuerza restauradora que actúa de forma opuesta a la fuerza de desplazamiento intenta devolverlo al reposo. Mientras el péndulo está en reposo la única energía que posee es la energía potencial . Una vez que actúa la fuerza de desplazamiento, el péndulo está en movimiento y posee energía cinética y energía potencial gravitatoria. La energía potencial gravitatoria es la energía potencial asociada a la altura. La energía cinética y potencial del péndulo se conservarán siempre que el sistema sea ideal y no se pierda energía por rozamiento. Los péndulos del mundo real no suelen ser ideales y, a medida que la energía se transfiere entre potencial y cinética, parte se pierde por fricción. Esta pérdida de energía se denomina amortiguación y hace que el péndulo se detenga finalmente en su posición de equilibrio.
Generador de péndulos en línea
El Laboratorio Hosaka de la Universidad de Tokio está desarrollando un generador de energía por vibración de alta potencia. Mediante la vibración del cuerpo giratorio y utilizando el efecto giroscópico, genera 1W o más a partir de una vibración de baja frecuencia de aproximadamente 1Hz.
Hace tiempo que se comercializan generadores que utilizan la vibración ambiental. El más representativo es un generador desarrollado por una empresa británica que utiliza la vibración de los rodamientos de los vehículos ferroviarios. Produce 20mW con el tamaño de un puño.
Para los que utilizan la vibración del cuerpo humano, está el Seiko Kinetic integrado en el reloj de pulsera. La media de generación de energía es de 10 μW. Dado que la potencia del brazo en las actividades diarias es de unos 10 W, la eficiencia de generación de energía es de 10-6.
El problema de la generación de energía por vibración convencional es que la salida a baja frecuencia de vibración es pequeña. Para resolver este problema, se están investigando generadores de energía por vibración que utilicen el efecto giroscópico. Esta figura muestra los valores teóricos de la generación de energía convencional y giroscópica. El tipo convencional utiliza una vibración simple en la que el peso vibra a la misma frecuencia que la vibración de entrada. Es lo mismo que un péndulo. En ese caso, la cantidad de energía generada es máxima en la frecuencia de resonancia, y la potencia de generación de energía es proporcional al cubo de la frecuencia. Por otro lado, en el tipo giroscópico, el peso gira a gran velocidad y se le aplica una vibración de inclinación. La potencia generada es proporcional al cuadrado de la frecuencia y la velocidad de rotación. Aunque la frecuencia de vibración sea baja, si se aumenta la velocidad de rotación, la cantidad de potencia generada aumentará al máximo. La relación entre la cantidad de energía generada por el tipo de vibración simple y el tipo giroscópico es frecuencia de vibración / velocidad angular de rotación / 2. La frecuencia es de aproximadamente 1 Hz para las vibraciones del cuerpo humano y las olas del mar. La rotación del peso puede ser de unas 3000 rpm = 50 Hz incluso si se utiliza un motor modelo. En ese caso, la relación de generación de energía será de 25 veces. En otras palabras, en vibraciones de baja frecuencia, el tipo giroscópico puede obtener varias decenas de veces la potencia del tipo de vibración simple.
Generador de volante de inercia de energía libre
PeWEC, acrónimo de Pendulum Wave Energy Converter, en el que el sistema asignado a la generación de energía consiste en un grupo de péndulos que a través de su movimiento oscilatorio, determinado por la dinámica del casco, transmiten una fuerza a la toma de fuerza, que genera energía eléctrica.Es un convertidor de energía undimotriz offshore, flotante, basado en péndulos, desarrollado por Wave for Energy, Politécnico de Turín y ENEA, con TRL5.
Se compone principalmente de un casco flotante amarrado al fondo marino y un péndulo conectado al eje de un generador eléctrico que forma parte integrante de la estructura del casco. Es probable que en el caso del dispositivo ISWEC, el péndulo, el generador eléctrico y todos los demás equipos necesarios para el funcionamiento del dispositivo estén encerrados en el casco.Actividad en asociación con ENEA dentro del PAR.
PeWEC se dirige inicialmente a mares cerrados de baja energía con olas de menor periodo (por ejemplo, el mar Mediterráneo). El dispositivo está anclado al lecho marino mediante un sistema de amarre de 3 líneas y 3 segmentos, en el que cada línea está compuesta por un jumper (elevador) y un contrapeso. Cuando el dispositivo es movido por las olas, se obtiene un movimiento relativo entre el casco y el péndulo interno, debido principalmente al movimiento de cabeceo. La energía cinética relacionada con este movimiento es convertida en energía eléctrica por la toma de fuerza conectada a la bisagra del péndulo. Se implementa una ley de control en el controlador de la toma de fuerza para ajustar la dinámica del péndulo a las condiciones instantáneas del mar, con el fin de maximizar la energía de salida.
Energía atmosférica libre
Aminuddin, Jamrud, Mukhtar Effendi, Nurhayati Nurhayati, Agustina Widiyani, Pakhrur Razi, Wihantoro Wihantoro, Abdullah Nur Aziz, R Farzand Abdullatif, Sunardi Sunardi, Bilalodin Bilalodin y A Arifin.
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