Caja de cambios magnética para la planta hidroeléctrica

Como la seguridad energética para el campus es una prioridad principal en Kadagaya, hemos construido una planta hidroeléctrica de vórtice gravitacional en nuestro río. Además de proporcionar electricidad, se han realizado pruebas exhaustivas del sistema para evaluarlo como una tecnología adecuada. Los resultados de las pruebas iniciales del sistema se publicaron en la literatura científica en 2019 (obtenga el documento aquí o contáctenos para obtener una copia). Demostramos que el sistema es económico y técnicamente factible para su aplicación en países en desarrollo, y tiene muchas ventajas ambientales como un sistema de energía distribuido fuera de la red en comparación con otras fuentes de energía renovables y la hidroeléctrica convencional a gran escala.

Debido a que la velocidad de la turbina es muy lenta, se requiere una caja de cambios con una alta relación de transmisión. Como la velocidad de la turbina es inversamente proporcional al par, una turbina lenta da como resultado un sistema con un par muy alto. Esta gran fuerza es una condición desafiante para las cajas de cambios estándar. La mayoría de las cajas de cambios de servicio pesado, como las que se usan para camiones, tienen una larga vida útil, ya que operan solo varias horas por día. En el caso de una central hidroeléctrica que funcione las 24 h / día, dicha caja de cambios solo durará uno o dos años antes de que sea necesario reemplazarla. Por lo tanto, pasamos varios años investigando diferentes opciones de caja de cambios para este sistema. Evaluamos varias generaciones de cajas de cambios magnéticas (como se muestra en detalle en el video). Aunque esta nueva tecnología de caja de cambios es una solución interesante para muchos sistemas de energía renovable, concluimos que no era adecuada para nuestra planta hidroeléctrica, ya que requiere un mecanizado preciso, materiales especializados y una fuente de alimentación externa y un motor para resincronizar la caja de cambios durante el arranque. Por lo tanto, decidimos rediseñar la turbina para aumentar su velocidad y reducir el torque para permitir el uso sistemas de transmisión más convencionales.