Construye una turbina eólica para generar electricidad y explorar la transformación de la energía.

Materiales

• Tres tubos de PVC, uno de unos 30 cm de largo y los otros de al menos 15 cm
• Tres tubos de PVC en T-
• Un codo de PVC
• Motor
• Cable (de unos 60 cm de largo)
• Cortadores de cable
• Cubo (disponible en Kid Wind Project)
• Talones de madera
• Multimetro
• Pinzas de aligator
• Tijeras
• Cinta
• Secador de pelo o ventilador
• Materiales para las aspas, como madera de balsa, papel de aluminio, papel de construcción, palitos de helado, etc.

Direcciones

1. Inserta un tubo de PVC de 15 cm en el agujero central de una unión en T de PVC. Repite con otro tubo de PVC de 15 cm y una junta en T.
2. Unir las dos piezas insertando los extremos libres de los tubos en los lados de una tercera junta en T, con el agujero central hacia arriba.
3. Insertar el tubo de PVC restante en el agujero de la junta en T que está orientado hacia arriba, de modo que el tubo quede en posición vertical.
4. Coloque la última junta en T en el extremo libre de la torre.
5. Conecte dos cables al motor. Coloque el motor firmemente en la unión en la parte superior de la torre. Pase los cables por el tubo de la torre y por una de las juntas en T de la base. Si es necesario, utilice cinta adhesiva para mantener el motor en su lugar de forma segura.
6. Conecte la pieza redonda de plástico llamada cubo a la pieza recta de metal en el exterior del motor.
7. Conecte los cables al multímetro utilizando las pinzas de cocodrilo. Ajusta el multímetro a 20 voltios.
8. Coloca unas cuantas clavijas de madera pequeñas en los agujeros del buje. Crea viento con un secador de pelo o un ventilador. Comprueba el multímetro para ver cuánta energía se genera.
9. Usando una variedad de materiales, diseña diferentes palas para la turbina eólica. Ten en cuenta el peso, la suavidad de la superficie y el número de palas necesarias. Fija las palas a las clavijas con cinta adhesiva.
10. Enciende de nuevo el secador de pelo o el ventilador y prueba la turbina con cada tipo de pala que hayas diseñado. ¿En qué se diferencia la producción eléctrica? Prueba la turbina con diferentes velocidades de viento, como por ejemplo con ajustes de ventilador bajos, medios y altos. ¿Afecta la velocidad del viento a la producción de energía eléctrica?

¿Qué ocurre?

Como la energía mecánica cinética del viento en movimiento hace girar las palas de la turbina eólica, también gira un generador dentro de la turbina. Esto hace que un cable en espiral gire alrededor de un imán y crea una corriente eléctrica que medimos con un multímetro.

Como la energía no se crea ni se destruye, cuanto mayor sea la entrada de energía, mayor será la salida de energía. Por lo tanto, cuanta más energía mecánica se empiece a utilizar, es decir, cuanto más rápido giren las palas, más energía eléctrica creará la turbina.

Información de fondo

El viento es causado por las diferencias de presión creadas por el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra por el sol. La radiación del sol hace que la tierra gane energía térmica. El aire sobre la tierra también gana energía térmica y se expande, volviéndose menos denso y elevándose.

Este movimiento provoca una zona de baja presión en la superficie, creando un vacío que atrae el aire. El aire más frío y denso fluye hacia la zona de baja presión en la superficie para llenar el espacio dejado por el aire elevado y calentado. Esto crea una corriente de convección y la energía térmica se transforma en energía mecánica cinética en forma de aire en movimiento o viento.

Una turbina eólica transforma la energía mecánica del viento en energía eléctrica. Una turbina toma la energía cinética de un fluido en movimiento, el aire en este caso, y la convierte en un movimiento rotatorio. Cuando el viento pasa por las palas de un aerogenerador, mueve o hace girar las palas. Estas palas hacen girar un generador. Un generador funciona como la inversa de un motor eléctrico; en lugar de aplicar energía eléctrica para girar y crear energía mecánica, utiliza energía mecánica para girar y crear energía eléctrica. Los generadores hacen girar un cable enrollado alrededor de imanes para crear una corriente eléctrica.