¿Cómo genera un volante de inercia electricidad a una tensión constante?

Question

Creo que se me escapa algo sencillo. Mi pregunta se refiere al almacenamiento de energía en un volante de inercia.

Digamos que hemos almacenado cierta cantidad de energía en un volante de inercia que gira. El volante está conectado a un generador. Así que el volante (y por tanto el generador) giraría rápidamente al principio, y luego se ralentizaría gradualmente a medida que la energía de rotación se convierte en energía eléctrica.

Tengo entendido que la tensión inducida disminuye al disminuir la velocidad angular de la bobina del generador. Entonces, ¿cómo es que podemos obtener electricidad a un voltaje constante a partir de este montaje? ¿Estoy entendiendo mal cómo funciona el generador?

Gracias de antemano.

Answer 1

El problema de mantener una tensión constante no se limita a los volantes de inercia, sino que es importante para todo tipo de generadores. Las centrales eléctricas tienen que generar un voltaje constante independientemente de la carga momentánea de la red, pero no es así como funciona un simple generador eléctrico: girará más despacio bajo carga, al igual que lo hace su destornillador inalámbrico cuando lo utiliza sobre materiales densos.

Lo que necesitas es algún tipo de regulador de voltaje al igual que necesitas uno en tu coche. La forma de implementar uno en un volante de inercia de almacenamiento de energía eléctrica será entonces un problema de ingeniería: habría que pensar en cómo regular la velocidad angular para que la tensión de salida se adapte a las necesidades.

Dependiendo del tipo de aparato eléctrico que quieras alimentar puede que no tengas que prestar tanta atención a la bajada de tensión, por ejemplo, esas pilas baratas que ya no alimentan tu cámara digital seguirán funcionando perfectamente en el mando de tu televisor.

Answer 2

Los generadores suelen tener dos conjuntos de devanados: uno dispuesto en el estator (fijo) y otro en el rotor (giratorio). Uno se elige/diseña para ser el excitador (puede ser el rotor o el estator); el excitador recibe una pequeña cantidad de energía eléctrica para mantener un campo magnético. El otro devanado genera la salida cuando se mueve a través del campo generado por el excitador (o el campo del excitador se mueve a su alrededor). La variación de la corriente en el excitador hará variar la intensidad de su campo magnético y, por consiguiente, la tensión de salida generada. Así, a medida que el volante de inercia se ralentiza, la corriente del excitador puede aumentarse en la medida necesaria para mantener constante la tensión de salida. En este tipo de disposición, se puede utilizar un regulador electrónico de tensión para controlar la entrada al excitador en respuesta a la tensión de salida.