Diseño y construcción de un prototipo de generación eléctrica a partir de una bicicleta estática

This project focuses on designing a prototype to harness the residual energy from the flywheel of stationary bicycles, utilizing the human body's propulsive capacity. The main and set objectives, were achieved by starting with the selection of a suitable power transmission system, employing the...

Deskribapen osoa

Gorde:
Xehetasun bibliografikoak
Egile nagusia: Caraguay Pauta, Henry Javier (author)
Formatua: bachelorThesis
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Argitaratua: 2024
Gaiak:
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Etiketak: Etiketa erantsi
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description This project focuses on designing a prototype to harness the residual energy from the flywheel of stationary bicycles, utilizing the human body's propulsive capacity. The main and set objectives, were achieved by starting with the selection of a suitable power transmission system, employing the roller chain method, known for its efficiency in transporting mechanical power. On the other hand, the material selection was focused on avoiding bulkiness to prevent hindrance to physical activity on the stationary bicycle. The 350 W DC generator was attached to the stationary bicycle's structure using 1 1/2 in U-type clamps. Additionally, connection diagrams were created to illustrate the arrangement of electronic components. Performance testing of the constructed prototype was carried out with an experimental group, aged between 23 and 35 years. The obtained parameters were voltage at 13.51 V, current at 4.33 A, and generated power at 58.43 W critical data for determining the prototype's efficiency, yielding a value of 13%. This is considered acceptable, according to Reyes (2021), when comparing it to the efficiency of a silicon photovoltaic cell, which ranges between 4% and 17%, accounting for losses due to friction and various electrical factors. The implemented system defines the electrical generation parameters of the prototype, capable of meeting energy demands. Consequently, a technical data sheet was developed to highlight relevant generation system parameters. Unit cost analysis of the equipment was performed to estimate the budget for the electrical generation system's implementation, revealing a return on investment time of 10 years, rendering the project financially unviable. Keywords: stationary bicycle, residual energy, renewable energy, DC generator, current, electrical power.
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Performance testing of the constructed prototype was carried out with an experimental group, aged between 23 and 35 years. The obtained parameters were voltage at 13.51 V, current at 4.33 A, and generated power at 58.43 W critical data for determining the prototype's efficiency, yielding a value of 13%. This is considered acceptable, according to Reyes (2021), when comparing it to the efficiency of a silicon photovoltaic cell, which ranges between 4% and 17%, accounting for losses due to friction and various electrical factors. The implemented system defines the electrical generation parameters of the prototype, capable of meeting energy demands. Consequently, a technical data sheet was developed to highlight relevant generation system parameters. Unit cost analysis of the equipment was performed to estimate the budget for the electrical generation system's implementation, revealing a return on investment time of 10 years, rendering the project financially unviable. Keywords: stationary bicycle, residual energy, renewable energy, DC generator, current, electrical power.El presente proyecto consiste en diseñar un prototipo para aprovechar la energía residual del volante de inercia de las bicicletas estáticas, el cual hace uso de la capacidad de propulsión del cuerpo humano. Los objetivos propuestos se consiguieron partiendo con la selección de un sistema de transmisión de potencia adecuado, el cual se utilizó el método de cadena de rodillos ya que es un sistema bastante eficiente al momento de transportar la potencia mecánica, algo fundamental a considerar para elegir los materiales fue de que no sean muy voluminosos para que no dificulten la actividad física en la bicicleta estática. Para acoplar el generador de corriente continua de 350 W a la estructura de la bicicleta estática, se emplearon abrazaderas tipo U de 1 1/2 in, adicional se elaboró los diagramas de conexión para detallar la disposición de los elementos electrónicos. Para determinar el rendimiento del prototipo construido se realizó pruebas de funcionamiento con un grupo experimental en un rango de edad entre los 23 y 35 años de edad, con ello se determinó los parámetros de tensión 13.51 V, corriente de 4.33 A y una potencia generada de 58.43 W datos fundamentales para poder determinar la eficiencia del prototipo la cual se obtuvo un valor del 13 %, considerando las pérdidas debido a la fricción y los diferentes factores eléctricos que intervienen, es un valor aceptable según Reyes (2021), si tenemos en cuenta la eficiencia entregada por una célula fotovoltaica de silicio que es entre un 4 y 17%. Con el sistema implementado se define los parámetros de generación eléctrica del prototipo con los cuales se puede cubrir una demanda energética, por tal motivo se desarrolló una ficha técnica donde se puede evidenciar los parámetros relevantes del sistema de generación. También se realizó un análisis de costos unitarios de los equipos, con la finalidad de obtener un valor del presupuesto aproximado para la implementación del sistema de generación eléctrica y así también determinar el tiempo de retorno de la inversión el cual se obtuvo un tiempo de retorno de 10 años lo cual lo convierte en un proyecto no rentable. Palabras clave: bicicleta estática, energía residual, energía renovable, generador de corriente continua, corriente, potencia.Universidad Nacional de LojaCarrión González, Jorge Enrique2024-01-05T14:49:23Z2024-01-05T14:49:23Z2024-01-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis100 p.application/pdfhttps://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/28704spahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio Universidad Nacional de Lojainstname:Universidad Nacional de Lojainstacron:UNL2025-05-02T18:34:40Zoai:dspace.unl.edu.ec:123456789/28704Institucionalhttps://dspace.unl.edu.ec/Universidad públicahttps://unl.edu.ec/https://dspace.unl.edu.ec/oaiEcuador***opendoar:02025-05-02T18:34:40falseInstitucionalhttps://dspace.unl.edu.ec/Universidad públicahttps://unl.edu.ec/https://dspace.unl.edu.ec/oai*Ecuador***opendoar:02025-05-02T18:34:40Repositorio Universidad Nacional de Loja - Universidad Nacional de Lojafalse
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