1. Energia Neta
LA NOVA SECCIÓ DEL CN BANYOLES
1 ELEMENTS COMERCIALS ESCOLLITS
1.1 BICICLETA
1.1.1 Característiques Principals
Preu 99.95 € Talla Roda 26 Polzades
Pes 13.8 Kg Forquilla Rígida
Talla Única, L Color Negre
1.1.2 Justificació de l’Elecció
He escollit aquesta bicicleta per varis motius:
- Preu baix
- No suspensió davantera (evitarà moviments frontals de la bici, i per
tant, els suports no patiran tant)
- Canvi de 6 velocitats (permet a l’usuari elegir amb quina intensitat
vol pedalar)
2. 1.2 MOTOR D’ARRANC
1.2.1 Característiques Principals
Potència Nominal 1.1 kW
Tensió 12 V
Preu 56.23 €
1.2.2 Justificació de l’Elecció
Escullo aquest motor perquè m’anirà molt bé el fet que es pugui desmuntar la tapa
que protegeix aquest engranatge que podem observar a la part dreta i allà hi posaré la
politja que la corretja farà moure.
1.3 POLITJA
1.3.1 Característiques Principals
Canal 20 mm
Radi 0.2 m
Preu 26.45 €
3. 1.4 CORRETJA
1.4.1 Característiques Principals
Amplada 20 mm
Longitud 2.8 m
Preu 37.88 €
1.4.2 Justificació
Justifiquem l’elecció de la corretja amb els càlculs pertinents:
Dades: D = 0.6604 m
d = 0.2 m
K =
D
=
0.06604
= 3.302
d 0.2
I =
(K + 1) · d
+ d =
(3.302 + 1) · 0.2
+ 0.2 = 0.6302 m
2 2
L = 2·I + 1.57·(D + d) +
(D + d)2
= 2 · 0.6302 + 1.57 · (0.6604 + 0.2) +
(0.6604 + 0.2)2
= 2.695 m
4·I 4 · 0.6302
α = 180 – 57 ·
(D – d)
= 180 – 57 ·
0.6604 – 0.2
= 138.36 º
I 0.6302
I és la distància que hi ha d’haver entre els eixos de les dues rodes.
L és la longitud de la corretja.
α és l’arc de contacte de la corretja amb la politja (d).
A partir d’aquests càlculs, arribem a la conclusió que necessitem una corretja que faci,
com a mínim, 2.7 m de llarg i ha d’estar separada, també com a mínim, 0.6302 m de la
roda de posterior de la bici.
En el nostre cas, com que la millor corretja que hem trobat fa 2.8 m de llarg,
utilitzarem un tensor: una politja enmig del recorregut de la corretja que asseguri que
la corretja té la tensió adequada.
4. 2 DIBUIX DEL SUPORT MUNTAT
Els dos triangles vermells serien els suports que aguanten la roda de darrere i el motor
d’arranc. La roda de davant deixarem que toqui al terra. En color blau tenim la corretja
i en verd la politja del motor d’arranc. La barra horitzontal és el suport on soldarem
totes les parts per permetre, per una banda, que es pugui moure aquesta bicicleta
sense perill d’haver de tornar-ho a clavar tot al terra i alguna cosa es pugui destensar.
La roda de color negre és el tensor que assegura la tensió adequada.
2.1 TRIA DE MATERIAL I DIMENSIONAT
Acer Inox Alumini
Resistència
Mecànica
Molt Bona Molt Molt Bona Bona
Resistència a la
Corrosió
Necessita
Tractament
Molt Bona
Bona (pot quedar
lleig)
Preu Barat Molt Car Car
Escollirem l’INOX perquè és el que presenta millor resistència tant mecànica com a la
corrosió i, en aquest projecte, no estem limitats pel preu.
Material Escollit: INOX Límit Elàstic 520 Mpa
Mòdul Elàstic 180 GPa
5. 2.1.1 Càlcul de les forces del suport:
2.1.2 Dimensionat
Material Escollit: INOX Límit Elàstic 520 Mpa
Mòdul Elàstic 180 GPa
T màx. Adm. =
520 Mpa
= 260 MPa
2
F = 28.87 Kg · 9.8 m/ss = 294 N
T =
F
260 · 106 =
294 A = 1.13 · 10-6 m2
A A
Necessitem que cada barra que aguanta la bicicleta tingui, com a mínim, una superfície
de 1.13 · 10-6 m2. Però, com que aquest càlcul és de forces a tracció (necessitaríem que
fos a compressió), utilitzarem barres de bastant més superfície per assegurar que no es
trenca.
3 UNIONS
Totes les unions entre les barres seran soldadures. Ho farem així pels següents motius:
- Evitem que algú pugui desmuntar l’estructura.
- En principi, una soldadura no es trenca amb les vibracions del
pedaleig; un cargol es podria descargolar.
- Aconseguim una estructura uniforme.
6. 4 PROCÉS DE CONSTRUCCIÓ I MUNTATGE
Per la construcció d’aquest suport, compraria varies barres d’acer inoxidable i les
soldaria muntant aquesta estructura:
7. 5 CÀLCULS ELÈCTRICS
Ordinador Potència 300 W
Energia (9 h funcionament) 2700 Wh
Persona Estàndard Potència 300 W
Veiem que una persona, per carregar la bateria necessària per un sol ordinador, hauria
d’estar pedalant unes 14h. Per tant, el que farem seran les següents actuacions:
- Muntarem 5 bicicletes generadores.
- Carregarem les bateries en els horaris que l’oficina està tancada
(consultar l’horari que hi ha a continuació).
- Adquirirem bateries que es carregaran durant les hores establertes
per càrrega i que subministraran energia, juntament amb la que es
generi amb el pedaleig, durant l’horari d’oficina.
Horari de les instal·lacions (7.00 – 22.00)
7.00
Oficina tancada. El pedaleig servirà per carregar les bateries.
9.00
9.00 Oficina oberta. El pedaleig servirà per subministrar corrent a la instal·lació, el
corrent que manqui l’aportaran les bateries.14.00
14.00
Oficina tancada. El pedaleig servirà per recarregar les bateries.
16.00
16.00 Oficina oberta. El pedaleig servirà per subministrar corrent a la instal·lació, el
corrent que manqui l’aportaran les bateries.20.00
20.00
Oficina tancada. El pedaleig servirà per recarregar les bateries.
22.00
Observant les potències que tenen l’ordinador i la persona que pedala, veiem que
necessitaríem una bici per cada ordinador que consumeix. Com que hem decidit que
només muntarem 5 bicicletes, crearem una instal·lació mixta.
8. 5.1 BATERIES
Utilitzarem una bateria Tesla de 7 kWh.
El preu d’aquestes bateries és 3000 $ (uns
2800 €).
Per carregar una d’aquestes bateries,
necessitarem 5 bicicletes pedalant durant
gairebé 5 hores, per tant, si contem que
disposem de dues hores abans que obrin
les instal·lacions, dues al migdia i dues
després; més les hores de pedaleig amb
l’oficina oberta, una d’aquestes bateries pot arribar a servir per a 6 ordinadors.
Com que el pedaleig i la intensitat amb què pedala la gent no és constant, hauríem de
muntar un circuit que surti de la bateria i porti una resistència dins un dipòsit d’aigua
per escalfar-la si sobra energia.
5.2 INSTAL·LACIÓ FINAL
Al final, la instal·lació quedarà distribuïda de la següent manera:
Les 5 bicicletes generadores aporten l’energia necessària per fer funcionar 6 dels
ordinadors del club. Aquests ordinadors estaran completament desconnectats de la
xarxa elèctrica perquè la llei no permet que puguin estar connectats a la generació
pròpia i a la xarxa elèctrica.
Els altres 14 ordinadors estaran connectats a la xarxa elèctrica primària. Si es volgués
que aquests ordinadors també funcionessin amb generació pròpia, caldria muntar 3 sets
més de 5 bicicletes generadores.
