ENERGÍA RENOVABLE Y ECOLÓGICA PARA TODOS
CARRO SOLAR (PROYECTO DE CIENCIAS)
AUTORES: ANDRÉS CUBILLOS Y JENDERZON QUIPO
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2013
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
En la actualidad, el combustible es Colombia es un problema económico, ya que este sube de precio considerablemente. Un gran porcentaje de la población usa el automóvil para el uso diario, y el gobierno poco hace para arreglar este problema. Otro problema mundial es la contaminación de basuras y el uso de baterías de todo tipo, son problemas que van aumentando día a día, y poco se está haciendo para detener tal velocidad.
El carro solar es un gran proyecto de investigación de alta calidad, que busca ayudar, tanto ecológica como económicamente, ya que reduciría altos niveles de CO2 en la capa de ozono que los automóviles actuales producen.
OBJETIVOS:
Realizar un carro que se mueva con un panel solar para generar menos contaminación y contribuir con la economía social.
Construir el proyecto con materiales económicos.
Reducir considerablemente la contaminación del planeta
METODOLOGÍA:
Para este proyecto utilizaremos la energía solar fotovoltaica (paneles solares),
Los paneles solares son la forma más conocida a nivel popular para el aprovechamiento de la energía solar.
Las células fotovoltaicas están formadas por diodos semiconductores especialmente dispuestos para recibir los rayos solares. Estos semiconductores, son materiales que no son Buenos conductores ni aislantes, sin embargo, al ser contaminados con otros materiales, adquieren propiedades especiales.
Estas propiedades permiten usar los semiconductores (entre otras importantes aplicaciones como son los diodos o transistores) para atrapar los fotones de la luz liberando de ellos electrones, creando una carga eléctrica.
Uniendo muchas de esas células y sumando en serie sus cargas, obtenemos cantidades significativas de electricidad que luego puede acumularse y convertirse en corriente alterna.
Entonces, si deseamos saber cómo funciona un auto, entendamos que la energía solar se convierte directamente en electricidad debido a las celdas solares. Esta electricidad es almacenada en baterías, para que luego un controlador reciba la energía de las baterías y mueva el motor eléctrico que, a través de la trasmisión, moviliza las ruedas.
RESULTADOS OBTENIDOS: Carro Solar
ANTECEDENTE 2
TÍTULO DEL TRABAJO: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN PROTOTIPO DE VEHÍCULO SOLAR CON ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA
AUTORES: JUAN PABLO ARÉVALO MOLINA
RUBÉN DARÍO ORTÍZ JIMÉNEZ
ERIKA NATHALIA GAMA
OLGA LUCIA RAMOS
JAIME DUQUE
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2013
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA, BOGOTÁ, COLOMBIA.
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
AUTORES: JUAN PABLO ARÉVALO MOLINA
RUBÉN DARÍO ORTÍZ JIMÉNEZ
ERIKA NATHALIA GAMA
OLGA LUCIA RAMOS
JAIME DUQUE
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2013
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA, BOGOTÁ, COLOMBIA.
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
La energía solar es la energía radiante del sol recibida en la tierra, esta puede ser tomada como una fuente de energía, la cual ofrece muchas ventajas, como ser una fuente inagotable de energía, ser renovable y no ser contaminante para la naturaleza en su utilización. Las desventajas son su baja potencia y su variabilidad energética. Esta clase de desventajas generan la necesidad de realizar una trasformación de energía, la cual permita almacenarla y utilizarla posteriormente. Inicialmente se hizo el diseño del componente eléctrico del vehículo teniendo como parámetros prioritarios: el voltaje, corriente, tiempo de carga y descarga de la batería, dependiendo de la carga colocada a los motores y muchos otros factores que pueden incidir en el funcionamiento del vehículo, teniendo presente la construcción del componente mecánico, las dimensiones y peso adecuado para el buen funcionamiento del vehículo. Por último, se realizó la implementación y pruebas de este carro, determinando su efectividad y los tiempos de funcionamiento.
OBJETIVOS:
Realizar el diseño, la construcción, implementación y las pruebas de un vehículo alimentado por energía solar, que contenga un sistema de almacenamiento de energía para la alimentación de dos motores.
Producir el movimiento de una estructura por un tiempo determinado, teniendo en cuenta la incidencia de la luz solar y la carga y descarga de la batería que será el suministro de energía para la estructura.
METODOLOGÍA: Para realizar un diseño electrónico que cumpla con el objetivo de poder almacenar energía suficiente para que el sistema se comporte de forma óptima, hay que tener en cuenta como primer ítem las especificaciones de los componentes que ofrece el mercado.
Para el diseño del sistema fotovoltaico, se iniciacon el estudio y previo conocimiento de las especificaciones de los motores necesarios para que el sistema tenga un movimiento óptimo, por lo cual se escogen motores de 12 voltios con especificación de corriente de 7 amperios/hora, los cuales brindan el torque necesario para que la estructura completa tenga un movimiento efectivo.
Teniendo los motores necesarios, se escoge la batería que alimentará estos motores, por lo cual se debe pensar en que la batería tenga las mismas especificaciones de dichos motores y por esta razón se escoge una batería de carga seca que brinda en su salida 12 voltios a 7.2 amperios/hora. Dicha batería será cargada por el panel solar, este panel cambia su salida de voltaje y corriente dependiendo de la luz solar que incida en el mismo, por lo cual se hace necesaria la implementación de un adaptador de voltaje DC/DC que asegura una salida continua de voltaje a la batería para garantizar una carga efectiva.
Al hacer el ensamble de todos los elementos, se tiene un circuito que permite la carga dinámica de la batería mediante el panel solar y la alimentación efectiva de los motores, con el fin de garantizar un movimiento continuo del carro con la potencia necesaria para que su movimiento sea fluido.
Teniendo ya el sistema fotovoltaico eficiente y los tamaños de los componentes que se escogieron para la implementación, se hace el diseño CAD de la estructura completa utilizando el software SolidWorks, para lograr verificar los tamaños, cantidad de material por utilizar y el peso de toda la estructura, ya que los motores deben cumplir con la especificación de torque suficiente para lograr el movimiento de la estructura. En la siguiente figura se muestra el diseño CAD realizado, teniendo en cuenta los tamaños de los componentes por utilizar.
RESULTADOS OBTENIDOS: Vehículo alimentado por energía solar
ANTECEDENTE 3
TÍTULO DEL TRABAJO: PROYECTO CARRO SOLAR
AUTOR: KAROLAIN VALDIVIA
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: https://prezi.com/ntjxsww4wg9h/proyecto-carro-solar/
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: Al utilizar la energía solar como reemplazo de combustibles se dará una menor cantidad de contaminación al medio ambiente puesto que este mismo usará celdas solares aprovechando al máximo la energía del sol.
OBJETIVOS:
Mostrar que este proyecto contiene desarrollos tecnológicos los cuales, al ser combinados mas adelante con los vehículos eléctricos, harán que un vehículo se vuelva mas competitivo frente a un vehículo de combustión interna es así con investigación y desarrollo tecnológico se obtendrá un carro eficaz.
Demostrar la aplicación de la ley de conservación de la energía gracias a la energía solar que pueden captar las celdas convirtiéndose en energía mecánica la cual utiliza el carro y así aprobar esta ley; así se podría reemplazar la energía derivada de combustibles por energías reutilizables que no dañan el medio ambiente,
METODOLOGÍA: Primero cortamos en dos partes el cable de cobre, quedando así dos cables de 20 cm
Retiramos las pilas del carro y hacemos un pequeño agujero que vaya de la base hasta la parte superior del carro, suficientemente ancho como para que pases los cables.
OBJETIVOS:
Realizar el diseño, la construcción, implementación y las pruebas de un vehículo alimentado por energía solar, que contenga un sistema de almacenamiento de energía para la alimentación de dos motores.
Producir el movimiento de una estructura por un tiempo determinado, teniendo en cuenta la incidencia de la luz solar y la carga y descarga de la batería que será el suministro de energía para la estructura.
METODOLOGÍA: Para realizar un diseño electrónico que cumpla con el objetivo de poder almacenar energía suficiente para que el sistema se comporte de forma óptima, hay que tener en cuenta como primer ítem las especificaciones de los componentes que ofrece el mercado.
Para el diseño del sistema fotovoltaico, se iniciacon el estudio y previo conocimiento de las especificaciones de los motores necesarios para que el sistema tenga un movimiento óptimo, por lo cual se escogen motores de 12 voltios con especificación de corriente de 7 amperios/hora, los cuales brindan el torque necesario para que la estructura completa tenga un movimiento efectivo.
Teniendo los motores necesarios, se escoge la batería que alimentará estos motores, por lo cual se debe pensar en que la batería tenga las mismas especificaciones de dichos motores y por esta razón se escoge una batería de carga seca que brinda en su salida 12 voltios a 7.2 amperios/hora. Dicha batería será cargada por el panel solar, este panel cambia su salida de voltaje y corriente dependiendo de la luz solar que incida en el mismo, por lo cual se hace necesaria la implementación de un adaptador de voltaje DC/DC que asegura una salida continua de voltaje a la batería para garantizar una carga efectiva.
Al hacer el ensamble de todos los elementos, se tiene un circuito que permite la carga dinámica de la batería mediante el panel solar y la alimentación efectiva de los motores, con el fin de garantizar un movimiento continuo del carro con la potencia necesaria para que su movimiento sea fluido.
Teniendo ya el sistema fotovoltaico eficiente y los tamaños de los componentes que se escogieron para la implementación, se hace el diseño CAD de la estructura completa utilizando el software SolidWorks, para lograr verificar los tamaños, cantidad de material por utilizar y el peso de toda la estructura, ya que los motores deben cumplir con la especificación de torque suficiente para lograr el movimiento de la estructura. En la siguiente figura se muestra el diseño CAD realizado, teniendo en cuenta los tamaños de los componentes por utilizar.
RESULTADOS OBTENIDOS: Vehículo alimentado por energía solar
ANTECEDENTE 3
TÍTULO DEL TRABAJO: PROYECTO CARRO SOLAR
AUTOR: KAROLAIN VALDIVIA
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: https://prezi.com/ntjxsww4wg9h/proyecto-carro-solar/
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: Al utilizar la energía solar como reemplazo de combustibles se dará una menor cantidad de contaminación al medio ambiente puesto que este mismo usará celdas solares aprovechando al máximo la energía del sol.
OBJETIVOS:
Mostrar que este proyecto contiene desarrollos tecnológicos los cuales, al ser combinados mas adelante con los vehículos eléctricos, harán que un vehículo se vuelva mas competitivo frente a un vehículo de combustión interna es así con investigación y desarrollo tecnológico se obtendrá un carro eficaz.
Demostrar la aplicación de la ley de conservación de la energía gracias a la energía solar que pueden captar las celdas convirtiéndose en energía mecánica la cual utiliza el carro y así aprobar esta ley; así se podría reemplazar la energía derivada de combustibles por energías reutilizables que no dañan el medio ambiente,
METODOLOGÍA: Primero cortamos en dos partes el cable de cobre, quedando así dos cables de 20 cm
Retiramos las pilas del carro y hacemos un pequeño agujero que vaya de la base hasta la parte superior del carro, suficientemente ancho como para que pases los cables.
Nos fijamos en los polos del panel (+ o -) y ubicamos la punta de un cable de cobre en cada polo.
Pasamos a través del agujero los cables y en la parte donde irían las pilas, ubicamos cada punta del cable en su respectivo polo y lo adherimos.
Unimos los paneles solares con la parte superior del carro, de forma que queden en posición horizontal.
Probamos el carrito solar.
RESULTADOS OBTENIDOS: Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
ANTECEDENTE 4
TÍTULO DEL TRABAJO: PROYECTO CARRO SOLAR
AUTOR: NICTE MUGIWARA
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
Pasamos a través del agujero los cables y en la parte donde irían las pilas, ubicamos cada punta del cable en su respectivo polo y lo adherimos.
Unimos los paneles solares con la parte superior del carro, de forma que queden en posición horizontal.
Probamos el carrito solar.
RESULTADOS OBTENIDOS: Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
ANTECEDENTE 4
TÍTULO DEL TRABAJO: PROYECTO CARRO SOLAR
AUTOR: NICTE MUGIWARA
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: https://prezi.com/njynuljdqczf/proyecto-carro-solar/
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: ¿Cómo utilizar de manera eficaz los recursos naturales de energía en lugar de baterías para buscar reducir la contaminación del medio ambiente?
Hoy en día el problema de la contaminación nos afecta a todos los habitantes del planeta Tierra. Cada vez nuestro mundo se contamina más y más debido a las necesidades que nos implica la vida.
Si nuestro carro proporcionara una menor contaminación al medio ambiente, entonces utilizará celdas solares aprovechando al máximo la energía del sol.
OBJETIVOS:
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: ¿Cómo utilizar de manera eficaz los recursos naturales de energía en lugar de baterías para buscar reducir la contaminación del medio ambiente?
Hoy en día el problema de la contaminación nos afecta a todos los habitantes del planeta Tierra. Cada vez nuestro mundo se contamina más y más debido a las necesidades que nos implica la vida.
Si nuestro carro proporcionara una menor contaminación al medio ambiente, entonces utilizará celdas solares aprovechando al máximo la energía del sol.
OBJETIVOS:
Utilizar la energía solar al construir un carro con un control remoto remplazando las baterías.
Ahorrar energía, disfrutar más la vida.
Generar energía eléctrica mediante un panel solar.
Aprovechar más la energía solar obteniendo un funcionamiento correcto del vehículo.
METODOLOGÍA: El principio de conservación de la energía indica que "la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras".
La energía radiante del sol se debe a las relaciones nucleares de fusión que se producen en su interior. El sol se compone casi por completo de hidrógeno, cuyos átomos se fusionan produciendo helio. Durante dicho proceso se desprenden enormes cantidades de energía.
En un semiconductor expuesto a la luz, un fotón de energía arranca un electrón, creando al pasar un «hueco». Normalmente, el electrón encuentra rápidamente un hueco para volver a llenarlo, y la energía proporcionada por el fotón, pues, se disipa.
La electrónica es la parte de la física aplicada a la tecnología que se encarga del diseño y aplicación de dispositivo, como son los circuitos electrónicos cuyo funcionamiento se basa en el flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de la información.
Un electrón junto con el protón y el neutrón son las 3 partículas elementales que constituyen la materia. El electrón está dotado de la menor carga eléctrica posible de aislar.
Rayos catódicos: Son partículas cargadas negativamente, es decir, electrones.
¿Qué son las celdas solares?
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas (”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico.
RESULTADOS OBTENIDOS: Carro Solar
Con este carro podemos contribuir a esta causa, simplemente buscando más maneras de obtener energía eléctrica por otros medios donde no se contamine al medio ambiente; su calidad es muy buena. Además de que se es noble con el ambiente. Sin embargo, sus costos de fabricación son muy elevados, lo cual hace que sea menos posible su compra.
ANTECEDENTE 5
TÍTULO DEL TRABAJO: NUEVO VEHÍCULO SOLAR COLOMBIANO, LISTO PARA AUSTRALIA
AUTOR: GILBERTO OSORIO GÓME
JUAN CARLOS AGUDELO
MARIANA MALDONADO OCHOA
JUAN LUIS MEJÍA ARANGO
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2015
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: EAFIT
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: Primavera II competirá en octubre en el World Solar Challenge de Australia. Su construcción tomó dos años y en ella participaron 48 profesores y decenas de estudiantes.
Durante dos años, 48 profesores y varios estudiantes de diferentes carreras de la universidad Eafit trabajaron en el proyecto que hoy es una realidad: Primavera, el primer carro que funciona con energía solar. “Puede recorrer hasta 100 kilómetros por hora con la energía de un secador de pelo”, explica Jorge Barrera, líder del proyecto.
En octubre Primavera, identificado con el número 05, buscará que un vehículo latinoamericano llegue por primera vez en un lugar destacado en el World Solar Challenge de Australia, la carrera más representativa en su categoría y en la que se enfrentan las mejores universidades del mundo. Durante cinco días deberá recorrer 3.000 kilómetros del desierto australiano de norte a sur. “Sería el primer carro latinoamericano que logre terminar esta distancia, porque antes no lo lograron uno de Brasil y otro de Chile”, asegura Juan Esteban Calle Restrepo, gerente de EPM. La empresa antioqueña aportó 1.200 de los 1.800 millones de pesos que costó el proyecto. Calle Restrepo agrega que para “nosotros es muy importante estar a la vanguardia de lo que está pasando en tecnología en el mundo, es una apuesta de EPM por apoyar innovación y movilidad sostenible. Además, la investigación en energía solar nos sirve para los servicios públicos a nuestros usuarios en todo el país”.
Primavera pesa 350 kilos, tiene dos motores de alta eficiencia ubicados en las llantas traseras, alimentados por baterías que a su vez son recargadas con un panel solar que no puede superar los seis metros cuadrados, según las exigencias de la carrera. La velocidad promedio será de 60 kilómetros por hora. La meta es recorrer entre 500 y 600 kilómetros diarios.
Daniela Vélez, de 21 años de edad, estudia último año de ingeniería de diseño de producto y será uno de los cuatro pilotos que conducirán el vehículo en la competencia. Para la elección de los afortunados se tuvo en cuenta una estatura máxima de 1,65 metros y no más de 65 kilos de peso, para ayudar al buen desempeño de Primavera en terreno. “Es un honor conducir el carro porque hemos trabajado durante dos años para tenerlo listo. Hay que estar muy bien preparados psicológicamente porque hay que conducir cuatro horas en un espacio muy pequeño y a altas temperaturas”.
En el año 2011 sólo siete de los 30 carros que iniciaron la carrera la terminaron. La intención es que el primer carro colombiano construido con ingenio nacional logre llegar a la meta. Así lo explica Pablo Gaviria, otro de los pilotos seleccionados. “Todos los días salimos a las ocho de la mañana y manejamos hasta las cinco de la tarde. La clave es administrar bien la energía de la batería, que tiene una autonomía de 250 kilómetros, saber cuánta tenemos y cuánta necesitamos para llegar al sitio sin quedarnos varados”.
Estar en esta carera en Australia ubica a Eafit entre la élite de las universidades que hacen este tipo de investigación en el hemisferio, asegura Juan Luis Mejía, rector de la institución. “Uno tiene que confrontarse internacional-mente. Qué bueno que una universidad colombiana se pueda medir con 43 de las mejores universidades del mundo y que sepan que aquí estamos haciendo este tipo de investigación; eso abre puertas y cambia la cara del país. Lo otro es la investigación que nos queda para el aprovechamiento de la energía solar”.
En octubre sabremos si Primavera pasó la dura prueba del desierto australiano. Por ahora hace historia como el primer vehículo solar fabricado en el país, lo cual nos permite pensar que la movilidad del futuro está más cerca de lo que pensamos.
RESULTADOS OBTENIDOS:
ANTECEDENTE 6
TÍTULO DEL TRABAJO: AUTOMOVIL SOLA
AUTOR: JUAN LUIS GIRALDO GIRALDO
ALEJANDRO MEJÍA SANABRIA
CAROLINA GIRALDO GALVIS
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
Ahorrar energía, disfrutar más la vida.
Generar energía eléctrica mediante un panel solar.
Aprovechar más la energía solar obteniendo un funcionamiento correcto del vehículo.
METODOLOGÍA: El principio de conservación de la energía indica que "la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras".
La energía radiante del sol se debe a las relaciones nucleares de fusión que se producen en su interior. El sol se compone casi por completo de hidrógeno, cuyos átomos se fusionan produciendo helio. Durante dicho proceso se desprenden enormes cantidades de energía.
En un semiconductor expuesto a la luz, un fotón de energía arranca un electrón, creando al pasar un «hueco». Normalmente, el electrón encuentra rápidamente un hueco para volver a llenarlo, y la energía proporcionada por el fotón, pues, se disipa.
La electrónica es la parte de la física aplicada a la tecnología que se encarga del diseño y aplicación de dispositivo, como son los circuitos electrónicos cuyo funcionamiento se basa en el flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de la información.
Un electrón junto con el protón y el neutrón son las 3 partículas elementales que constituyen la materia. El electrón está dotado de la menor carga eléctrica posible de aislar.
Rayos catódicos: Son partículas cargadas negativamente, es decir, electrones.
¿Qué son las celdas solares?
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas (”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico.
RESULTADOS OBTENIDOS: Carro Solar
Con este carro podemos contribuir a esta causa, simplemente buscando más maneras de obtener energía eléctrica por otros medios donde no se contamine al medio ambiente; su calidad es muy buena. Además de que se es noble con el ambiente. Sin embargo, sus costos de fabricación son muy elevados, lo cual hace que sea menos posible su compra.
ANTECEDENTE 5
TÍTULO DEL TRABAJO: NUEVO VEHÍCULO SOLAR COLOMBIANO, LISTO PARA AUSTRALIA
AUTOR: GILBERTO OSORIO GÓME
JUAN CARLOS AGUDELO
MARIANA MALDONADO OCHOA
JUAN LUIS MEJÍA ARANGO
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2015
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: EAFIT
SÍNTESIS DEL PROBLEMA: Primavera II competirá en octubre en el World Solar Challenge de Australia. Su construcción tomó dos años y en ella participaron 48 profesores y decenas de estudiantes.
Durante dos años, 48 profesores y varios estudiantes de diferentes carreras de la universidad Eafit trabajaron en el proyecto que hoy es una realidad: Primavera, el primer carro que funciona con energía solar. “Puede recorrer hasta 100 kilómetros por hora con la energía de un secador de pelo”, explica Jorge Barrera, líder del proyecto.
En octubre Primavera, identificado con el número 05, buscará que un vehículo latinoamericano llegue por primera vez en un lugar destacado en el World Solar Challenge de Australia, la carrera más representativa en su categoría y en la que se enfrentan las mejores universidades del mundo. Durante cinco días deberá recorrer 3.000 kilómetros del desierto australiano de norte a sur. “Sería el primer carro latinoamericano que logre terminar esta distancia, porque antes no lo lograron uno de Brasil y otro de Chile”, asegura Juan Esteban Calle Restrepo, gerente de EPM. La empresa antioqueña aportó 1.200 de los 1.800 millones de pesos que costó el proyecto. Calle Restrepo agrega que para “nosotros es muy importante estar a la vanguardia de lo que está pasando en tecnología en el mundo, es una apuesta de EPM por apoyar innovación y movilidad sostenible. Además, la investigación en energía solar nos sirve para los servicios públicos a nuestros usuarios en todo el país”.
Primavera pesa 350 kilos, tiene dos motores de alta eficiencia ubicados en las llantas traseras, alimentados por baterías que a su vez son recargadas con un panel solar que no puede superar los seis metros cuadrados, según las exigencias de la carrera. La velocidad promedio será de 60 kilómetros por hora. La meta es recorrer entre 500 y 600 kilómetros diarios.
Daniela Vélez, de 21 años de edad, estudia último año de ingeniería de diseño de producto y será uno de los cuatro pilotos que conducirán el vehículo en la competencia. Para la elección de los afortunados se tuvo en cuenta una estatura máxima de 1,65 metros y no más de 65 kilos de peso, para ayudar al buen desempeño de Primavera en terreno. “Es un honor conducir el carro porque hemos trabajado durante dos años para tenerlo listo. Hay que estar muy bien preparados psicológicamente porque hay que conducir cuatro horas en un espacio muy pequeño y a altas temperaturas”.
En el año 2011 sólo siete de los 30 carros que iniciaron la carrera la terminaron. La intención es que el primer carro colombiano construido con ingenio nacional logre llegar a la meta. Así lo explica Pablo Gaviria, otro de los pilotos seleccionados. “Todos los días salimos a las ocho de la mañana y manejamos hasta las cinco de la tarde. La clave es administrar bien la energía de la batería, que tiene una autonomía de 250 kilómetros, saber cuánta tenemos y cuánta necesitamos para llegar al sitio sin quedarnos varados”.
Estar en esta carera en Australia ubica a Eafit entre la élite de las universidades que hacen este tipo de investigación en el hemisferio, asegura Juan Luis Mejía, rector de la institución. “Uno tiene que confrontarse internacional-mente. Qué bueno que una universidad colombiana se pueda medir con 43 de las mejores universidades del mundo y que sepan que aquí estamos haciendo este tipo de investigación; eso abre puertas y cambia la cara del país. Lo otro es la investigación que nos queda para el aprovechamiento de la energía solar”.
En octubre sabremos si Primavera pasó la dura prueba del desierto australiano. Por ahora hace historia como el primer vehículo solar fabricado en el país, lo cual nos permite pensar que la movilidad del futuro está más cerca de lo que pensamos.
RESULTADOS OBTENIDOS:
ANTECEDENTE 6
TÍTULO DEL TRABAJO: AUTOMOVIL SOLA
AUTOR: JUAN LUIS GIRALDO GIRALDO
ALEJANDRO MEJÍA SANABRIA
CAROLINA GIRALDO GALVIS
AÑO DE PUBLICACIÓN: 2014
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: https://es.slideshare.net/alejandroms20012013/trabajo-de-tecnologia-carro-solar
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
Cada día cae sobre la Tierra más energía proveniente de los rayos solares que la cantidad total de energía que los 5,9 mil millones de habitantes terrestres consumirían en 27 años. Sólo en las últimas décadas cuando hay mayores demandas de energía, problemas ambientales crecientes y una disminución de las fuentes de combustibles fósiles- hemos volcado la atención hacia las opciones de energía alternativa y concentrado nuestra atención en explotar con seriedad estos tremendos recursos. El presente trabajo muestra las cualidades de la energía solar y su uso en el ámbito automotriz, viendo como el hombre se ha esforzado por tratar de aprovechar al máximo la energía solar. PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN: ¿Cómo utilizar de manera eficaz los recursos naturales de energía solar en lugar de combustible para buscar reducir la contaminación del medio ambiente en Marinilla?
OBJETIVOS:
GENERAL:
Construir un prototipo de carro solar que no dependa del combustible para su funcionamiento para evitar así la contaminación ambiental.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Investigar a fondo la información de un carro solar
Construir el proyecto con materiales económicos
Recolectar todos los materiales necesarios para la construcción del carro
Utilizar la energía solar y colocar a funcionar el carro
METODOLOGÍA
OBJETIVOS:
GENERAL:
Construir un prototipo de carro solar que no dependa del combustible para su funcionamiento para evitar así la contaminación ambiental.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Investigar a fondo la información de un carro solar
Construir el proyecto con materiales económicos
Recolectar todos los materiales necesarios para la construcción del carro
Utilizar la energía solar y colocar a funcionar el carro
METODOLOGÍA
Hoy en día el problema de la contaminación nos afecta a todos los habitantes del planeta tierra. Cada vez nuestro mundo se contamina más y más debido a las necesidades que nos implica la vida. Algunos contaminantes frecuentes son: El ruido, la contaminación de la basura en el suelo, el alto índice de smog en el aire, una gran de fuente de contaminación son las baterías comunes que todos usamos en nuestra vida cotidiana, esto contamina en gran manera ya que las pilas dentro, contienen componentes químicos que al ambiente son muy contraproducentes y al dejar de funcionar las pilas es muy difícil eliminar o reciclar estos residuos que tardarían miles de años para desintegrarse. La mayoría de los juguetes contienen pilas que contaminan en gran manera por eso hoy se plantea una alternativa agradable al ambiente. La importancia de un automóvil solar no radica en que: *Un automóvil solar es un verdadero proyecto de investigación y desarrollo de adelantos tecnológicos en aerodinámica, materiales, foto celdas, electrónica, motores, baterías y llantas. * Un automóvil solar, resalta los términos "eficiencia" y "energía solar" de una manera por demás atractiva, lo que ha provocado un efervescente interés por estos términos entre los ingenieros. El automóvil solar, es capaz de recorrer enormes distancias y viajar a una velocidad promedio de 70 km/h con una potencia menor a 1 kw, potencia equiparable a aquélla que se podría encontrar en cualquier aparato electrodoméstico. La idea de realizar grandes cantidades de trabajo utilizando muy poca potencia, es exactamente lo que es la eficiencia. Esto se logra, gracias a que el auto solar utiliza en su construcción materiales muy ligeros y resistentes, logrando obtener el menor peso para una estructura con una resistencia que cumple con los requisitos de seguridad, también, se reducen al máximo las pérdidas mecánicas por fricción en rodamientos, y en la transmisión, se tiene una forma aerodinámica de muy bajo coeficiente de arrastre, se reducen las pérdidas en la electrónica usando componentes de calidad y diseñando circuitos que manejen una adecuada relación voltaje-corriente. ¿Qué son las celdas solares? Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química. La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del foto voltaje o del
Potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil. ¿Cómo se hacen las celdas solares? Las celdas solares son de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) mono cristalinas, planchas poli cristalinas o láminas delgadas Las planchas mono cristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote mono cristalino que se ha desarrollado a aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta. Las planchas poli cristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas poli cristalinas son hechas por moldeo son apreciable mente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas mono cristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo. En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde como polvo durante el cortado. En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas (dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de producir una unión p-n. El dopado se puede hacer por difusión a alta temperatura, donde las planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en forma de vapor. ¿Cuánto cuesta hacer celdas solares? La fabricación de las celdas solares es muy costosa debido a la tecnología usada así como también los materiales usados en las mismas. Aproximadamente su precio oscila entre $200 con un voltaje de 4.5V y 300mAh Mientras más voltaje tenga es mayor su precio aproximadamente una celda solar de 12 volts. Nos costara aproximadamente $400. ¿Cómo funcionan las celdas solares? Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas (”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico está determinado por:
El tipo y el área del material • La intensidad de la luz del sol • La longitud de onda de la luz del sol Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área de la célula. ¿CUÁL SERIA LA EFECTIVIDAD DE LAS CELDAS SOLARES EN RELACION A SU COSTO Y BENEFICIO? El rendimiento de celdas solares de más reciente desarrollo, supera el 30%, comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos. Es la relación costo/beneficio lo que mantiene el uso de paneles solares como una solución que es considerada sólo cuando resulta más barata que el uso de otras formas de energía. Sin embargo, aquellos lugares en los cuales no hay acceso al uso de otras energías, el uso de energía solar es una excelente alternativa. ¿QUÉ ES UN MOTOR? Un motor es una máquina capaz de transformar la energía almacenada en combustibles, baterías u otras fuentes, en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. ¿CUÁL ES LA CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES? • Motores eléctricos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica. • Motores térmicos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica. • Motores de combustión interna: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. • Motores de combustión externa: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor energía mediante la transmisión de energía a través de una pared.
LA ENERGIA SOLAR “...La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico). La conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores. La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio). Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados. Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo...” ¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano? Esta energía renovable se usa principalmente para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica. Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica. Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son: ● Potabilizar agua ● Estufas Solares ● Secado ● Evaporación , ● Destilación ● Refrigeración Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy amplios y cada día se están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor...” La importancia y necesidad que tiene el ser humano de aprovechar esta fuente de energía se traduce en el desarrollo de la conversión de energía solar a fotovoltaica. LA ENERGIA FOTOVOLTAICA Principio de funcionamiento
La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Para llevar a cabo esta conversión se utilizan unos dispositivos denominados células solares, constituidos por materiales semiconductores en los que artificialmente se ha creado un campo eléctrico constante. El material más utilizado es el Silicio Estas células conectadas en serie o paralelo forman un panel solar encargado de suministrar la tensión y la corriente que se ajuste a la demanda Aplicaciones En una primera gran división las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos: ● Instalaciones aisladas de la red eléctrica. ● Instalaciones conectadas a la red eléctrica. En el primer tipo, la energía generada a partir de la conversión fotovoltaica se utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en el mismo lugar donde se produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificación de: - viviendas alejadas de la red eléctrica convencional, básicamente electrificación rural; - servicios y alumbrado público: iluminación pública mediante farolas autónomas de parques, calles, monumentos, paradas de autobuses, refugios de montaña, alumbrado de vallas publicitarias, etc. Con la alimentación fotovoltaica de luminarias se evita la realización de zanjas, canalizaciones, necesidad de adquirir derechos de paso, conexión a red eléctrica, etc. - aplicaciones agrícolas y de ganado: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, suministro a sistemas de ordeño, refrigeración, depuración de aguas, etc.; - señalización y comunicaciones: navegación aérea (señales de altura, señalización de pistas) y marítima (faros, boyas), señalización de carreteras, vías de ferrocarril, repetidores y reemisores de radio y televisión y telefonía, cabinas telefónicas aisladas con recepción a través de satélite o de repetidores, sistemas remotos de control y medida, estaciones de tomas de datos, equipos sismológicos, estaciones meteorológicas, dispositivos de señalización y alarma, etc. El balizamiento es una de las aplicaciones más extendida, lo que demuestra la alta fiabilidad de estos equipos.
Por su parte, en las instalaciones repetidoras, su ubicación generalmente en zonas de difícil acceso obligaban a frecuentes visitas para hacer el cambio de acumuladores y la vida media de éstos se veía limitada al trabajar con ciclos de descarga muy acentuados. En cuanto a las instalaciones conectadas a la red se pueden encontrar dos casos: centrales fotovoltaicas, (en las que la energía eléctrica generada se entrega directamente a la red eléctrica, como en otra central convencional de generación eléctrica) y sistemas fotovoltaicos en edificios o industrias, conectados a la red eléctrica, en los que una parte de la energía generada se invierte en el mismo autoconsumo del edificio, mientras que la energía excedente se entrega a la red eléctrica. También es posible entregar toda la energía a la red; el usuario recibirá entonces la energía eléctrica de la red, de la misma manera que cualquier otro abonado al suministro. Ventajas ● Al no producirse ningún tipo de combustión, no se generan contaminantes atmosféricos en el punto de utilización, ni se producen efectos como la lluvia ácida, efecto invernadero por CO2, etc. ● El Silicio, elemento base para la fabricación de las células fotovoltaicas, es muy abundante, no siendo necesario explotar yacimientos de forma intensiva. ● Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local, evita pistas, cables, postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos, y su impacto visual es reducido. Tampoco tiene unos requerimientos de suelo necesario excesivamente grandes (1kWp puede ocupar entre 10 a 15 m2 Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.
RESULTADOS OBTENIDOS Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
Potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil. ¿Cómo se hacen las celdas solares? Las celdas solares son de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) mono cristalinas, planchas poli cristalinas o láminas delgadas Las planchas mono cristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote mono cristalino que se ha desarrollado a aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta. Las planchas poli cristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas poli cristalinas son hechas por moldeo son apreciable mente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas mono cristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo. En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde como polvo durante el cortado. En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas (dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de producir una unión p-n. El dopado se puede hacer por difusión a alta temperatura, donde las planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en forma de vapor. ¿Cuánto cuesta hacer celdas solares? La fabricación de las celdas solares es muy costosa debido a la tecnología usada así como también los materiales usados en las mismas. Aproximadamente su precio oscila entre $200 con un voltaje de 4.5V y 300mAh Mientras más voltaje tenga es mayor su precio aproximadamente una celda solar de 12 volts. Nos costara aproximadamente $400. ¿Cómo funcionan las celdas solares? Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas (”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico. La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico está determinado por:
El tipo y el área del material • La intensidad de la luz del sol • La longitud de onda de la luz del sol Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por centímetro cuadrado del área de la célula. ¿CUÁL SERIA LA EFECTIVIDAD DE LAS CELDAS SOLARES EN RELACION A SU COSTO Y BENEFICIO? El rendimiento de celdas solares de más reciente desarrollo, supera el 30%, comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos. Es la relación costo/beneficio lo que mantiene el uso de paneles solares como una solución que es considerada sólo cuando resulta más barata que el uso de otras formas de energía. Sin embargo, aquellos lugares en los cuales no hay acceso al uso de otras energías, el uso de energía solar es una excelente alternativa. ¿QUÉ ES UN MOTOR? Un motor es una máquina capaz de transformar la energía almacenada en combustibles, baterías u otras fuentes, en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. ¿CUÁL ES LA CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES? • Motores eléctricos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica. • Motores térmicos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica. • Motores de combustión interna: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. • Motores de combustión externa: Son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor energía mediante la transmisión de energía a través de una pared.
LA ENERGIA SOLAR “...La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión fotovoltaica (sistema fotovoltaico). La conversión térmica de alta temperatura consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores. La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio). Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países no industrializados. Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento energético es bastante bajo...” ¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano? Esta energía renovable se usa principalmente para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica. Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica. Sus usos no se limitan a los mencionados aquí, pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar son: ● Potabilizar agua ● Estufas Solares ● Secado ● Evaporación , ● Destilación ● Refrigeración Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy amplios y cada día se están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor...” La importancia y necesidad que tiene el ser humano de aprovechar esta fuente de energía se traduce en el desarrollo de la conversión de energía solar a fotovoltaica. LA ENERGIA FOTOVOLTAICA Principio de funcionamiento
La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Para llevar a cabo esta conversión se utilizan unos dispositivos denominados células solares, constituidos por materiales semiconductores en los que artificialmente se ha creado un campo eléctrico constante. El material más utilizado es el Silicio Estas células conectadas en serie o paralelo forman un panel solar encargado de suministrar la tensión y la corriente que se ajuste a la demanda Aplicaciones En una primera gran división las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en dos grandes grupos: ● Instalaciones aisladas de la red eléctrica. ● Instalaciones conectadas a la red eléctrica. En el primer tipo, la energía generada a partir de la conversión fotovoltaica se utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en el mismo lugar donde se produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificación de: - viviendas alejadas de la red eléctrica convencional, básicamente electrificación rural; - servicios y alumbrado público: iluminación pública mediante farolas autónomas de parques, calles, monumentos, paradas de autobuses, refugios de montaña, alumbrado de vallas publicitarias, etc. Con la alimentación fotovoltaica de luminarias se evita la realización de zanjas, canalizaciones, necesidad de adquirir derechos de paso, conexión a red eléctrica, etc. - aplicaciones agrícolas y de ganado: bombeo de agua, sistemas de riego, iluminación de invernaderos y granjas, suministro a sistemas de ordeño, refrigeración, depuración de aguas, etc.; - señalización y comunicaciones: navegación aérea (señales de altura, señalización de pistas) y marítima (faros, boyas), señalización de carreteras, vías de ferrocarril, repetidores y reemisores de radio y televisión y telefonía, cabinas telefónicas aisladas con recepción a través de satélite o de repetidores, sistemas remotos de control y medida, estaciones de tomas de datos, equipos sismológicos, estaciones meteorológicas, dispositivos de señalización y alarma, etc. El balizamiento es una de las aplicaciones más extendida, lo que demuestra la alta fiabilidad de estos equipos.
Por su parte, en las instalaciones repetidoras, su ubicación generalmente en zonas de difícil acceso obligaban a frecuentes visitas para hacer el cambio de acumuladores y la vida media de éstos se veía limitada al trabajar con ciclos de descarga muy acentuados. En cuanto a las instalaciones conectadas a la red se pueden encontrar dos casos: centrales fotovoltaicas, (en las que la energía eléctrica generada se entrega directamente a la red eléctrica, como en otra central convencional de generación eléctrica) y sistemas fotovoltaicos en edificios o industrias, conectados a la red eléctrica, en los que una parte de la energía generada se invierte en el mismo autoconsumo del edificio, mientras que la energía excedente se entrega a la red eléctrica. También es posible entregar toda la energía a la red; el usuario recibirá entonces la energía eléctrica de la red, de la misma manera que cualquier otro abonado al suministro. Ventajas ● Al no producirse ningún tipo de combustión, no se generan contaminantes atmosféricos en el punto de utilización, ni se producen efectos como la lluvia ácida, efecto invernadero por CO2, etc. ● El Silicio, elemento base para la fabricación de las células fotovoltaicas, es muy abundante, no siendo necesario explotar yacimientos de forma intensiva. ● Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local, evita pistas, cables, postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos, y su impacto visual es reducido. Tampoco tiene unos requerimientos de suelo necesario excesivamente grandes (1kWp puede ocupar entre 10 a 15 m2 Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.
RESULTADOS OBTENIDOS Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
ANTECEDENTE 7
TÍTULO DEL TRABAJO: AUTOMOVIL SOLAR
(UN MEDIO DE TRASPORTE ECOLOGICO)
AUTOR: BR. HECTOR SÁNCHEZ
AÑO DE PUBLICACIÓN: NO APARECE EN LA PAGINA
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: REPÚBLICA BOLIVARIANA DE
VENEZUELA
FACULTAD CIENCIAS ESCUELA DE BIOLOGÍA
CÁTEDRA: FÍSICA 21
webdelprofesor.ula.ve/ciencias/sanrey/Auto%20solar.pdf
TÍTULO DEL TRABAJO: AUTOMOVIL SOLAR
(UN MEDIO DE TRASPORTE ECOLOGICO)
AUTOR: BR. HECTOR SÁNCHEZ
AÑO DE PUBLICACIÓN: NO APARECE EN LA PAGINA
ENTIDAD DONDE SE DESARROLLÓ: REPÚBLICA BOLIVARIANA DE
VENEZUELA
FACULTAD CIENCIAS ESCUELA DE BIOLOGÍA
CÁTEDRA: FÍSICA 21
webdelprofesor.ula.ve/ciencias/sanrey/Auto%20solar.pdf
SÍNTESIS DEL PROBLEMA:
Cada día cae sobre la Tierra más energía proveniente de los rayos solares que la cantidad total de energía que los 5,9 mil millones de habitantes terrestres consumirían en 27 años.
Sólo en las últimas décadas cuando hay mayores demandas de energía, problemas ambientales crecientes y una disminución de las fuentes de combustibles fósiles- hemos volcado la atención hacia las opciones de energía alternativa y concentrado nuestra atención en explotar con seriedad estos tremendos recursos.
El presente trabajo muestra las cualidades de la energía solar y su uso en el ámbito automotriz, viendo como el hombre se ha esforzado por tratar de aprovechar al máximo la energía solar.
OBJETIVO
Entender el proceso de conversión de la energía solar para poder ser utilizada por el hombre
Como puede ser utilizada en medios de transporte terrestre
La importancia del vehículo solar
Funcionamiento de un vehículo solar
METODOLOGÍA
El proceso de fabricación de una célula fotovoltaíca consta de dos partes bien diferenciadas:
Cada día cae sobre la Tierra más energía proveniente de los rayos solares que la cantidad total de energía que los 5,9 mil millones de habitantes terrestres consumirían en 27 años.
Sólo en las últimas décadas cuando hay mayores demandas de energía, problemas ambientales crecientes y una disminución de las fuentes de combustibles fósiles- hemos volcado la atención hacia las opciones de energía alternativa y concentrado nuestra atención en explotar con seriedad estos tremendos recursos.
El presente trabajo muestra las cualidades de la energía solar y su uso en el ámbito automotriz, viendo como el hombre se ha esforzado por tratar de aprovechar al máximo la energía solar.
OBJETIVO
Entender el proceso de conversión de la energía solar para poder ser utilizada por el hombre
Como puede ser utilizada en medios de transporte terrestre
La importancia del vehículo solar
Funcionamiento de un vehículo solar
METODOLOGÍA
El proceso de fabricación de una célula fotovoltaíca consta de dos partes bien diferenciadas:
Elaboración y purificación del semiconductor a utilizar, bien sea silicio, germanio, arseniuro de galio.
Fabricación de la propia célula fotovoltáica.
La fabricación de una célula de silicio monocristalino es el siguiente:
La materia prima es el sílice, que se extrae mediante reducción, obteniendo el llamado silicio metalúrgico, con una pureza del 98%, se vuelve a purificar hasta llegar al silicio en grado semiconductor, con una pureza del 99,999%.
Se introduce el silicio en un crisol con impurezas de boro, formando una masa fundida que alcanza una temperatura de unos 1.440ºC. Se dispone de una varilla en cuyo extremo se sitúa un germen de silicio que hace que comience el proceso de solidificación al ponerse en contacto con la masa. Se denomina método Szchralsky.
Una vez obtenido el cilindro de silicio monocristalino, se corta en delgadas obleas, de unos 0,3 mm. La capa superficial se restaura del corte mediante baños químicos y, posteriormente, la oblea se introduce en hornos especiales que alcanzan entre 800 y 1.000ºC y que contienen una atmósfera rica en fósforo. Ahí, el fósforo se va difundiendo es la cara que se quiere dopar y forma así la unión P-N. A continuación se dota a la oblea de una capa antirreflectante para un mayor aprovechamiento de la radiación solar, así como los contactos óhmicos para poder conectar la oblea fotovoltaica y, para finalizar, se comprueba y se miden las características espectrales de la célula solar fabricada.
Las células solares de silicio monocristalino están basadas en la unión del silicio, u homounión, en contraposición a otros tipos de células solares, como el arseniuro de silicio o heterounión. Debido al alto coste de este tipo de materiales, a pesar de que mejoren el rendimiento del silicio, se comenzaron a estudiar las células fotovoltáicas policristalinas, con rendimiento inferior pero considerablemente más baratas. en la década de los 60 empezaron a considerarse en la Física del Estado Sólido los materiales amorfos, principalmente el silicio, el único empleado hasta ahora en esta forma para la utilización en células fotovoltáicas. Una de las características más comunes en los sólidos amorfos es el gran número de estados o impurezas en la banda prohibida, que aumentan así su rendimiento en la absorción de luz, el espesor de una muestra de silicio cristalino es de 100 micras, mientras que el silicio amorfo sólo necesita un espesor de 1 micra, en 1986 el silicio amorfo había desplazado al cristalino.
Para mejorar el rendimiento, un español aprovechó no solo la radiación procedente del sol, sino también la que era reflejada por la superficie terrestre, creando así las células bifaciales. La tecnología de estas células está basada en una doble unión, normalmente NP-P. El problema de este tipo de células radica en el elevado coste de producción a causa de su específica fabricación. Las técnicas de producción en serie son las indicadas para fabricar láminas finas, que requieren muy pequeñas cantidades de material activo, con lo que se abarataría su coste.
RESULTADOS OBTENIDOS Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
ANTECEDENTES CARRITO SOLAR
En la actualidad, el combustible en Colombia es un problema económico, ya que este sube de precio des considerablemente. Un gran porcentaje de la población usa el automóvil para el uso diario, y el gobierno poco hace para arreglar este problema.
Otro problema mundial es la contaminación que, por motivos del crecimiento tecnológico, la alta contaminación de basuras y el uso de baterías de todo tipo son problemas que van aumentando día a día y poco se está haciendo para detener tal velocidad.
El carro solar es un gran proyecto de investigación de alta calidad, que busca ayudar tanto ecológica y económicamente ya que reduciría altos niveles de CO2 en la capa de ozono que los automóviles actuales producen.
Hoy en día, vemos que la industria automotriz viene tomando muy en serio el desarrollo de este tipo de vehículos, inspirados quizás en la conservación del medio ambiente o en la necesidad de buscar un sustituto para los combustibles carburantes que cada día aumentan sus precios y que, por cierto, son energías no renovables. Eventualmente, somos testigos de algunos alcances que viene logrando la industria, pero quizás muchos no saben cuándo se dieron los primeros pasos con esta nueva tecnología.
Fue en 1982, cuando el australiano de origen danés Hans Tholstrup junto al piloto de carreras Larry Perkins, logran desarrollar el primer auto impulsado por energía solar. Luego de la construcción del “BP Quiet Achiever”, lo condujeron desde Perth hasta Sidney, cruzando Australia en un recorrido de más de 4.000 kilómetros que les tomó cerca de 20 días a una velocidad promedio de 23 km/h.
Tholstrup y Perkins se habían volcado a la idea de demostrar que la energía solar era muy importante para el desarrollo del futuro inmediato del ser humano, que la sustitución de combustibles fósiles era posible y que existían alternativas no contaminantes que podrían utilizarse no sólo en los automóviles, sino en otros tipos de transportes o para su uso en las distintas industrias.
Fabricación de la propia célula fotovoltáica.
La fabricación de una célula de silicio monocristalino es el siguiente:
La materia prima es el sílice, que se extrae mediante reducción, obteniendo el llamado silicio metalúrgico, con una pureza del 98%, se vuelve a purificar hasta llegar al silicio en grado semiconductor, con una pureza del 99,999%.
Se introduce el silicio en un crisol con impurezas de boro, formando una masa fundida que alcanza una temperatura de unos 1.440ºC. Se dispone de una varilla en cuyo extremo se sitúa un germen de silicio que hace que comience el proceso de solidificación al ponerse en contacto con la masa. Se denomina método Szchralsky.
Una vez obtenido el cilindro de silicio monocristalino, se corta en delgadas obleas, de unos 0,3 mm. La capa superficial se restaura del corte mediante baños químicos y, posteriormente, la oblea se introduce en hornos especiales que alcanzan entre 800 y 1.000ºC y que contienen una atmósfera rica en fósforo. Ahí, el fósforo se va difundiendo es la cara que se quiere dopar y forma así la unión P-N. A continuación se dota a la oblea de una capa antirreflectante para un mayor aprovechamiento de la radiación solar, así como los contactos óhmicos para poder conectar la oblea fotovoltaica y, para finalizar, se comprueba y se miden las características espectrales de la célula solar fabricada.
Las células solares de silicio monocristalino están basadas en la unión del silicio, u homounión, en contraposición a otros tipos de células solares, como el arseniuro de silicio o heterounión. Debido al alto coste de este tipo de materiales, a pesar de que mejoren el rendimiento del silicio, se comenzaron a estudiar las células fotovoltáicas policristalinas, con rendimiento inferior pero considerablemente más baratas. en la década de los 60 empezaron a considerarse en la Física del Estado Sólido los materiales amorfos, principalmente el silicio, el único empleado hasta ahora en esta forma para la utilización en células fotovoltáicas. Una de las características más comunes en los sólidos amorfos es el gran número de estados o impurezas en la banda prohibida, que aumentan así su rendimiento en la absorción de luz, el espesor de una muestra de silicio cristalino es de 100 micras, mientras que el silicio amorfo sólo necesita un espesor de 1 micra, en 1986 el silicio amorfo había desplazado al cristalino.
Para mejorar el rendimiento, un español aprovechó no solo la radiación procedente del sol, sino también la que era reflejada por la superficie terrestre, creando así las células bifaciales. La tecnología de estas células está basada en una doble unión, normalmente NP-P. El problema de este tipo de células radica en el elevado coste de producción a causa de su específica fabricación. Las técnicas de producción en serie son las indicadas para fabricar láminas finas, que requieren muy pequeñas cantidades de material activo, con lo que se abarataría su coste.
RESULTADOS OBTENIDOS Vehículo alimentado por energía solar
En este antecedente no agregaron imagen, por lo tanto, no se muestra el resultado esperado.
ANTECEDENTES CARRITO SOLAR
En la actualidad, el combustible en Colombia es un problema económico, ya que este sube de precio des considerablemente. Un gran porcentaje de la población usa el automóvil para el uso diario, y el gobierno poco hace para arreglar este problema.
Otro problema mundial es la contaminación que, por motivos del crecimiento tecnológico, la alta contaminación de basuras y el uso de baterías de todo tipo son problemas que van aumentando día a día y poco se está haciendo para detener tal velocidad.
El carro solar es un gran proyecto de investigación de alta calidad, que busca ayudar tanto ecológica y económicamente ya que reduciría altos niveles de CO2 en la capa de ozono que los automóviles actuales producen.
Hoy en día, vemos que la industria automotriz viene tomando muy en serio el desarrollo de este tipo de vehículos, inspirados quizás en la conservación del medio ambiente o en la necesidad de buscar un sustituto para los combustibles carburantes que cada día aumentan sus precios y que, por cierto, son energías no renovables. Eventualmente, somos testigos de algunos alcances que viene logrando la industria, pero quizás muchos no saben cuándo se dieron los primeros pasos con esta nueva tecnología.
Fue en 1982, cuando el australiano de origen danés Hans Tholstrup junto al piloto de carreras Larry Perkins, logran desarrollar el primer auto impulsado por energía solar. Luego de la construcción del “BP Quiet Achiever”, lo condujeron desde Perth hasta Sidney, cruzando Australia en un recorrido de más de 4.000 kilómetros que les tomó cerca de 20 días a una velocidad promedio de 23 km/h.
Tholstrup y Perkins se habían volcado a la idea de demostrar que la energía solar era muy importante para el desarrollo del futuro inmediato del ser humano, que la sustitución de combustibles fósiles era posible y que existían alternativas no contaminantes que podrían utilizarse no sólo en los automóviles, sino en otros tipos de transportes o para su uso en las distintas industrias.
La primera competencia mundial de autos solares se dio en 1985, gracias a la gestión del suizo Urs Muntwyler, en un evento llamado “Tour del Sol”, el mismo que atrajo la atención del mundo entero. Desde esa fecha, la competencia se desarrolla anualmente en Europa.
Cuando la General Motors ganó en 1987 el World Solar Challenge con un fantástico auto solar llamado “Sunraycer”, comenzó la era de los diseños en las empresa con la esperanza de poder construir automóviles a fin de poder comercializarlos.
Cuando la General Motors ganó en 1987 el World Solar Challenge con un fantástico auto solar llamado “Sunraycer”, comenzó la era de los diseños en las empresa con la esperanza de poder construir automóviles a fin de poder comercializarlos.
Uno de eso vehículos fue el “EV1”, automóvil que es capaz de llegar a los 160 km/h, logrando una autonomía de 190 km a una velocidad de 90 km/h.
Sólo esperamos hoy día, que los costos sean más accesibles a los bolsillos del usuario común y poder lograr la transformación de los hábitos en el uso de los combustibles que poco a poco se van extinguiendo y las piezas que lo componen son:
1. Cabina del piloto
2. Sistema eléctrico
3. Tren de transmisión
4. Sistemas mecánicos
5. Paneles solares
6. Carrocería y chasis
Un vehículo solar es un vehículo propulsado por un motor eléctrico (vehículo eléctrico) alimentado por energía solar fotovoltaica obtenida de paneles solares en la superficie del automóvil, lo que los diferencia de los vehículos de carga solar, en los que se emplea electricidad renovable que fue obtenida fuera del vehículo. Las celdas fotovoltaicas convierten la energía del sol directamente a electricidad, que puede o bien ser almacenada en baterías eléctricas o utilizada directamente por el motor.
Sólo esperamos hoy día, que los costos sean más accesibles a los bolsillos del usuario común y poder lograr la transformación de los hábitos en el uso de los combustibles que poco a poco se van extinguiendo y las piezas que lo componen son:
1. Cabina del piloto
2. Sistema eléctrico
3. Tren de transmisión
4. Sistemas mecánicos
5. Paneles solares
6. Carrocería y chasis
Un vehículo solar es un vehículo propulsado por un motor eléctrico (vehículo eléctrico) alimentado por energía solar fotovoltaica obtenida de paneles solares en la superficie del automóvil, lo que los diferencia de los vehículos de carga solar, en los que se emplea electricidad renovable que fue obtenida fuera del vehículo. Las celdas fotovoltaicas convierten la energía del sol directamente a electricidad, que puede o bien ser almacenada en baterías eléctricas o utilizada directamente por el motor.
A diferencia de los vehículos de carga solar, los automóviles solares no son actualmente una forma de transporte práctica. Aunque pueden operar por distancias limitadas sin el sol, las celdas son generalmente muy frágiles. Además, los equipos de desarrollo han enfocado sus esfuerzos hacia la optimización de la funcionalidad del vehículo, preocupándose poco por la comodidad del pasajero. La mayoría de los automóviles solares sólo tienen espacio para una o dos personas.
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