Generador eléctrico de pedaleo para un campo de refugiados

Abstract

Hoy en día más del 90% de las personas refugiadas que viven en campamentos tiene un acceso limitado a la electricidad.

En el presente proyecto se ha diseñado un generador eléctrico de pedaleo con el que se pretende llevar energía eléctrica a las personas refugiadas para que puedan satisfacer necesidades básicas, de manera sostenible, económica y renovable.

Se ha utilizado un alternador como máquina eléctrica rotativa y, una vez ensayado, se ha establecido un rango de trabajo aproximado óptimo para el generador.

Tras el estudio de distintas alternativas para la transmisión bicicleta-alternador, se decide diseñar un rodillo de fricción, ya que se requiere una relación de transmisión alta y un sistema simple, fácil de montar y de poner en marcha, ideal para las circunstancias dadas en el campo de refugiados. Se ha estudiado también la transmisión mediante la llanta desnuda y polea en el alternador.

Las dimensiones tanto del rodillo como de la polea a diseñar se han calculado a partir de la velocidad a la que debe girar el generador, el diámetro de la rueda trasera de la bicicleta y la velocidad a la que es capaz de pedalear una persona sin demasiado esfuerzo.

Por último, tras analizar el método de descarga de la batería, se considera que la conexión batería-portátil (cargador de portátil) se debe realizar mediante un inversor de corriente para transformar corriente continua (12 V almacenados en la batería) en corriente alterna, ya que esta solución es muy sencilla y versátil. A su vez, se ha diseñado un sistema que informe al usuario sobre el estado de carga de la batería, para lo que se utiliza un Arduino que lee, a través de una entrada analógica, la tensión de la batería y, dependiendo de la misma, enciende un LED de un color distinto.

Nowadays, more than 90 per cent (%) of refugees living in camps have limited access to electricity.

In the present project, a pedalling electric generator has been designed to bring electric power to refugees so that they can meet basic needs in a sustainable, economic and renewable manner.

An alternator has been used as a rotary electric machine and once tested, an optimal approximate working range for the generator has been established.

After studying different alternatives for the bicycle-alternator transmission, it was decided to design a friction roller, since a high transmission ratio and a simple system, easy to assemble and start up is required, ideal for the circumstances in the refugee camp. Transmission using the bare rim and pulley on the alternator has also been studied.

The dimensions of both the roller and the pulley to be designed have been calculated from the speed at which the generator must rotate, the diameter of the rear wheel of the bicycle and the speed at which a person is able to pedal without too much effort.

Finally, after analysing the battery discharge method, it is considered that the battery-portable connection (laptop charger) should be made by means of a power inverter to transform direct current (12 V stored in the battery) into alternating current, as this solution is very simple and versatile. At the same time, a system has been designed that informs the user about the state of charge of the battery, for which an Arduino is used that reads, through an analog input, the battery voltage and, depending on it, turns on an LED of a different colour.