Emulación do funcionamento dun motor en ausencia de gravidade que se move coa enerxía solar

1. O motor mendocino

2. O motor mendocino
Montado por:
• Emma Álvarez Conde
• Jaime Blanco Vilariño

3. O motor eléctrico
Un motor eléctrico é unha máquina que transforma enerxía
eléctrica en enerxía mecánica rotatoria.
O movemento do motor baséase na repulsión
e atracción sincronizada dos imáns e
electroimáns que constitúen as partes
móbiles e estáticas do mesmo.
A enerxía eléctrica que alimenta o motor ao
circular polas bobinas de cobre xera campos
magnéticos cambiantes na parte móbil do
motor (rotor).
Estes campos magnéticos inducen
movemento por atracción e repulsión
magnética cos imáns permanentes da parte
fixa do motor (estator).

4. Motor Mendocino
(Motor de enerxía fotovoltaica con rotor levitante)
Neste motor a enerxía eléctrica xerase nas células fotovoltaicas montadas no
propio rotor, deste xeito non hai que levar a corrente ás bobinas dende o exterior.
As placas solares están conectadas por parellas a cada unha das dúas bobinas
das que consta o motor. Xérase un campo magnético que interacciona co campo
magnético dun imán permanente situado no estator (base).
Para que o motor poida xirar coa
reducida potencia xerada polas
pequenas células fotovoltaicas,
substitúense os apoios en rodamentos
dun motor convencional por seis imáns
que provocan que o rotor levite sobre o
estator.
Desta maneira conséguese que as
perdas por rozamento sexan case
inexistentes.

5. O rotor debe ser o máis lixeiro posible para que o custo enerxético de facelo
xirar sexa mínimo.
A estrutura principal do rotor está feita en madeira de balsa (densidade de 0.10
a 0.15 g/cm3). No deseño fixéronselle cavidades cilíndricas para rebaixar mais
a masa, aínda que a parte mais significativa do peso débese ao cobre do
bobinado e aos paneis solares.
En internet pódense ver deseños
alternativos con rotores feitos en
impresoras 3D e diversos materiais.
Como proba buscamos en internet unha
páxina de impresión 3D e enviamos un
modelo que foi impreso en poliamida.
Tanto a poliamida (densidade 1,14
g/cm3), coma os plásticos alternativos cos
que traballaban eran significativamente
mais pesados que a madeira de balsa,
como se pode comprobar coas mostras
achegadas a este deseño.
Características técnicas dos compoñentes : O ROTOR

6. Características técnicas dos compoñentes
Paneis fotovoltaicos
4 Células fotovoltaicas de silicio policristalino, de 2
V 100 mA (50.5mm×35.5mmx2.3mm)
• Conectadas de dúas en dúas a unha bobina de
cobre, subministran a pequena enerxía que fai
posible a rotación.
• Estas células teñen un rendemento en laboratorio
entre o 19% e o 20% e un rendemento directo do
12% ao 14%.
Estas características supoñen unha potencia
máxima teórica por célula:
P= V * I = 2V* 0,1 A = 0,2 W

7. Paneis fotovoltaicos
Os paneis fotovoltaicos como recurso enerxético teñen coma principal inconvinte
a baixa densidade de enerxía por unidade de superficie.
Para que a enerxía fotovoltaica sexa unha alternativa viable ás fontes fósiles de
enerxía, estase a avanzar en dúas liñas:
1.Mellorar a eficiencia enerxética
Os nosos paneis de silicio policristalino teñen un rendemento en torno ao 14 %, se ben outros de
silicio monocristalino xa superan o 20% (a un custo bastante superior).
2.Baixar o prezo por unidade de potencia e de superficie
Os expertos empezan a entrever a enerxía fotovoltaica como
competidor real no mercado enerxético.
Este gráfico amosa a tendencia da evolución dos custos por
unidade de enerxía solar fotovoltaica
Mentres a tecnoloxía avanza en novos materiais e
rendementos, a industria avanza en optimizar os
sistemas de producións.
Emiratos Árabes acaba de facer públicas para un gran
proxecto, ofertas de instalación por parte dun distribuidor
a un custo de menos de 0,03 $/ KWh (un 50% menor
que 16 meses antes, é mais barato que o costo
enerxético de produción por carbón.

8. Cada un dos dous paneis
solares da Rosetta mide 14 m de
lonxitude e están optimizados
para condicións de luminosidade
e temperatura moi débiles
Estes paneis poden xerar hasta
8700 W de potencia eléctrica,
pero debido á distancia á que se
atopan, a cantidade de luz que
reciben diminúe
apreciablemente, baixando do
4% da luz que chega á Terra,
polo que a potencia baixa dos
395 W.
Paneis fotovoltaicos da sonda espacial Rosseta
Para aplicacións moi específicas dáselle prioridade á alta calidade fronte ao custo
unitario.
http://www.esa.int (Localización imaxe)

9. 6 Imáns de neodimio con forma de aro de 15x6x6 mm
(4 para a base e 2 no eixe do rotor)
Encárganse de que o rotor levite
• Material NdFeB (Neodimio-Ferro-Boro) e revestimento niquelado (Ni-Cu-Ni)
• Forza de suxeición de aproximadamente 5,1 kg
•Peso: 6,8 g
Características técnicas dos compoñentes : Os IMÁNS
1 Imán de neodimio bloque de 40x10x5 mm.
Colocado na parte inferior da base.
Interactúa cos imáns do rotor e co campo das bobinas.
Material NdFeB (Neodimio-Ferro-Boro) e revestimento niquelado (Ni-Cu-Ni)
Forza de suxeición de aproximadamente 8 kg

10. Motor Mendocino
Características técnicas dos compoñentes
1 Pau redondo de madeira lixeira de 6 mm de diámetro que serve de eixe
ao rotor. Nun dos extremos insírese unha agulla de coser grosa que
funciona coma punta de apoio
Solenoide / Bobina: Unha corrente que circula por un condutor xera un
campo magnético arredor del. Ao envolver o condutor sobre si mesmo o
efecto magnético do condutor refórzase.
40 m de fío de bobinar de 0,25 mm
Para unha bobina de cobre que vai xerar un
campo magnético hai que establecer un
compromiso entre a lonxitude e o diámetro
Base de madeira de 20x12x1 cm