Auto en base a energía solar (¡Casero!)
Para nuestro proyecto, escogimos un Auto en base a energía solar, hay varias razones convincentes para determinar el porqué esta decisión, por ejemplo:
Utilizar energía solar como fuente de energía es significativo, pues es renovable y limpia, reduce la dependencia de combustibles fósiles, y la reducción de emisiones de carbono. A pesar de ser una construcción casera convencional podemos recalcar esta clase de puntos llegando a un resumen holístico.
También podemos hablar sobre su autonomía, pues no depende de un acumulador eléctrico o una fuente no renovable de energía. Podemos considerarlo un proyecto educativo desafiante que puede proporcionar valiosas lecciones sobre energía, ingeniería y tecnología solar.
Por supuesto, tenemos en consideración que contribuir al desarrollo de tecnologías sostenibles es una forma importante de abordar los desafíos ambientales, así promovemos practicas que favorecen a la experiencia. Los avances en la tecnología pueden llevar a una adopción generalizada y tiene un impacto positivo en el medioambiente.
En conclusión, si bien hay beneficios sustanciales, también hay desafíos técnicos y logísticos asociados con la construcción y operación de un auto en base a energía solar casero. Sin embargo, abordar estos desafíos puede llevar a avances significativos en el campo de la energía solar y un entretenimiento sostenible.
Las TGS y su relación con el pensamiento sistémico
Las TGS son un marco conceptual que describe cómo los sistemas compuestos por elementos interconectados, funcionan en conjunto más complejo que es la suma de sus partes individuales.
El pensamiento sistémico es una forma de abordar el mundo basado en los principios de las TGS. Se centra en comprender los sistemas en su totalidad, enfatizando las interacciones, patrones y dinámicas entre sus elementos.
Ambos enfoques reconocen la complejidad inherente a los sistemas pues tienen aplicaciones amplias en campos como biología, negocios y más. En el caso del proyecto de un auto en base a energía solar casero, aplicar estos conceptos ayudará a comprender y mejorar su diseño y rendimiento.
Descripción de nuestro Auto en base a energía solar
En esta sección, describiremos cada elemento que formará parte de nuestro proyecto de aula.
Motor Pequeño:
El motor es el componente encargado de transformar la energía eléctrica en movimiento mecánico. En este caso, es el motor que impulsa el funcionamiento del auto.
Engranaje de Plástico:
Un engranaje es un dispositivo mecánico que transfiere movimiento de rotación entre dos ejes. El engranaje de plástico es parte de un sistema de transmisión que convierte el movimiento del motor en un movimiento adecuado para las ruedas.
Tapas de Plástico como Ruedas:
Las ruedas son componentes cruciales que permiten al vehículo moverse. En este caso, las tapas de plástico se utilizan como ruedas para proporcionar un punto de contacto con la superficie, para adicional permitir el movimiento.
Cuerpo de Cartón:
El cuerpo es la estructura que da forma y soporte al auto. En nuestro proyecto, el cartón fue escogido pues al ser un material ligero pero resistente, sirve como base para montar y sostener los componentes.
Cables para Conexiones:
Los cables son conductores eléctricos que permiten la transmisión de corriente entre los diferentes componentes eléctricos del sistema. En este caso, los cables conectarán el motor a una fuente de energía, en este caso un panel solar.
Palitos de Madera:
Los palitos de madera pueden funcionar como conexiones o ejes entre los diferentes componentes, además pueden utilizarse para transmitir movimiento del engranaje a las ruedas o para reforzar la estructura del vehículo.
Panel solar pequeño:
Un panel solar es un dispositivo que convierte la energía de la luz solar en electricidad. Está compuesto por celdas fotovoltaicas que contienen materiales que liberan electrones cuando son expuestos a la luz solar, a causa de esto se genera corriente eléctrica. Esta electricidad puede ser utilizada para alimentar dispositivos o ser almacenada en baterías para su uso posterior.
Relaciones entre los Elementos:
Motor y Engranaje:
El motor proporciona el movimiento inicial, que luego se transmite al engranaje. Posteriormente, este mismo puede multiplicar o reducir la velocidad del movimiento antes de transmitirlo a las ruedas.
Engranaje y Ruedas:
El engranaje transfiere el movimiento rotacional a las ruedas, permitiendo que el vehículo se mueva.
Cables y Motor:
Los cables conectan el motor a la fuente de energía. Esto permite que el motor funcione y convierta la energía eléctrica en movimiento mecánico.
Estructura y Componentes:
El cuerpo de cartón proporciona un soporte para montar y sostener los componentes. Los palitos de madera pueden utilizarse para reforzar la estructura y asegurar los diferentes elementos en su lugar.
En conjunto, estos elementos y sus interacciones forman un sistema que permite que el vehículo funcione. El motor impulsa el movimiento, el engranaje transmite y ajusta ese movimiento, las ruedas proporcionan el contacto con la superficie y la estructura sostiene y conecta todos los componentes.
Retroalimentación y aspectos a considerar en el Auto en base a energía solar
Aspectos Positivos:
Creatividad y Originalidad: Utilizar materiales simples como cartón, plástico y madera para construir un auto solar es una idea creativa y de apoyo medioambiental. Tratamos de mostrar ingenio y capacidad para aprovechar recursos disponibles.
Enfoque en Energía Solar: La elección de utilizar energía solar como fuente de energía es muy relevante y actual, porque demuestra un compromiso con la sostenibilidad y la búsqueda de soluciones energéticas alternativas.
Comprensión de Componentes: Una parte importante es conocer al detalle los componentes que se utilizarán, incluyendo el motor, engranaje, ruedas, cuerpo y conexiones eléctricas. Esto es esencial para el éxito del proyecto.
Aplicación de Principios Mecánicos: La inclusión de un engranaje es una adición valiosa. Permite transmitir y multiplicar el movimiento del motor a las ruedas, lo que es fundamental en un sistema de propulsión.
Áreas de Mejora:
Eficiencia Energética y Potencia del Motor: Hemos explorado formas de mejorar la eficiencia del sistema. Esto podría incluir la optimización del diseño del engranaje y la selección de un motor que se adapte bien a las características del proyecto.
Estabilidad y Durabilidad: Dado a que se utilizan materiales ligeros como cartón y plástico, resulta importante considerar la estabilidad y durabilidad del auto. Exploramos formas de reforzar la estructura para garantizar que el vehículo funcione de manera efectiva y tenga una vida útil prolongada.
Alineación y Ajuste: Es importante asegurarse de que todos los componentes estén correctamente alineados y ajustados. Esto asegurará un funcionamiento suave y eficiente del sistema.
Pruebas y Optimización: Realizar pruebas exhaustivas es fundamental. Realizaremos ajustes y mejoras a medida que avancemos en el proyecto para maximizar el rendimiento del auto.
Seguridad Eléctrica: Dado a que estamos trabajando con componentes eléctricos tenemos que asegurarnos de seguir las prácticas de seguridad adecuadas para evitar cortocircuitos o riesgos eléctricos
Perspectivas Futuras:
El proyecto ofrece una excelente base para explorar aún más la integración de tecnologías solares en vehículos de pequeña escala, sin embargo hemos considerado la posibilidad de agregar capacidades de almacenamiento de energía o explorar formas de mejorar la eficiencia del sistema.
En contraste, consideramos que el proyecto a presentar muestra un enfoque innovador y un gran potencial para aprender sobre energía solar y sistemas mecánicos.
Adaptabilidad del prototipo
La adaptabilidad de la energía solar se refiere a la capacidad de esta fuente de energía para ser utilizada en una variedad de entornos y aplicaciones, así como para responder y ajustarse a condiciones cambiantes
La tecnología solar es altamente escalable. Puede ser implementada en proyectos de gran envergadura, como parques solares que generan megavatios de electricidad, o en sistemas más pequeños, como nuestro proyecto presentado.
Su relación es que la variación en la disponibilidad de luz solar puede tener un impacto directo en el rendimiento y funcionamiento de nuestro proyecto, aspectos como la eficiencia energética, los días con poca luz, la autonomía que le demos al diseño u otros factores, determinan el rendimiento del prototipo.
Manifiesto Profundo de nuestro proyecto y conceptos completos
¿Qué es energía?
La capacidad de la materia para producir trabajo, luz y calor se expresa de diferentes formas, como fuerza, energía cinética, química, electricidad, magnetismo, núcleos, etc.
La mayor parte de la energía que tenemos proviene del sol porque hace que suba viento, agua, se formen nubes, lluvia, etc. El calor y la luz son la base de muchos procesos mecánicos necesarios para el crecimiento de plantas y animales, y a lo largo de los siglos sus residuos han dado lugar a la creación de combustibles: carbón, petróleo y gas natural.
¿Qué son las energías renovables?
La energía renovable es energía procedente de recursos naturales que se reemplaza más rápido de lo que se utiliza. Ejemplos de estas fuentes son la energía solar y eólica; estas fuentes se actualizan periódicamente. La energía renovable abunda y podemos encontrarla en todas partes.
En comparación, los combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural son fuentes de energía no renovables cuya producción tarda cientos de millones de años. Cuando se quema petróleo, libera energía y gases nocivos como el dióxido de carbono.
Producir energía renovable produce menos emisiones que quemar combustibles fósiles.
Para abordar los desafíos que plantea el cambio climático, es necesario hacer la transición de los combustibles fósiles, que actualmente emiten grandes cantidades de emisiones a fuentes de energía renovables.
Hoy en día, la energía renovable es escasa en muchos países y produce tres veces más energía que los combustibles fósiles.
Auto en base a energía solar, profundización
De todas las fuentes de energía, la energía solar es la más grande y se puede encontrar debajo de las nubes. La Tierra utiliza la energía solar 10.000 veces más rápido que la que utilizan los humanos.
La tecnología solar puede proporcionar calor, refrigeración, luz natural, electricidad y combustible para una variedad de usos. La tecnología solar convierte la luz solar en electricidad a través de paneles solares o mediante espejos que enfocan el sol.
Aunque no todos los países valoran la abundancia de energía solar, sabemos que todos los países pueden hacer contribuciones significativas a todas las fuentes de energía solar.
El costo de los paneles solares ha disminuido drásticamente durante la última década, lo que los convierte en la forma más barata y menos costosa de generar electricidad. Los paneles solares tienen una vida útil aproximada de 30 años y su tamaño variará
dependiendo del tipo de materiales utilizados en su construcción.
¿Qué es un panel solar y para qué sirve en nuestro auto?
Los paneles solares son conocidos como dispositivos que se utilizan para aprovechar la energía solar y producir electricidad o calor. Estos paneles solares suelen estar fabricados en aluminio, estando algunas células o celdas solares compuestas mayoritariamente de silicio, un material semiconductor. La instalación de estas placas es muy importante para no depender de la red eléctrica pública, además de contribuir a la energía renovable y reducir las emisiones de gases contaminantes. Cada panel solar se coloca en un lugar despejado y tiene la tarea de recolectar la energía solar para convertirla en energía eléctrica. En los siguientes apartados conoceremos mejor cómo funciona y las ventajas que aporta.
¿Cómo funcionan los paneles solares y como afecta al auto en base a energía solar?
Los paneles solares tienen todo lo necesario para captar la radiación solar y por tanto aprovechar el “efecto fotovoltaico”. ¿Cómo hiciste eso? Las células solares mencionadas anteriormente constan de una capa de fósforo y silicio, que crea una carga negativa, y una capa de boro, que crea una carga positiva. Por tanto, las células solares consiguen cargas duales y pueden generar electricidad. Por tanto, las células de los paneles solares absorben fotones cuando se exponen a la luz solar. Luego se genera una corriente eléctrica que permite que los electrones sobrantes se muevan desde su órbita atómica hacia el campo eléctrico creado por las placas. Todas las células funcionan alternativamente y se genera y utiliza eficazmente una corriente eléctrica dirigida.
Básicamente, un motor eléctrico es un motor eléctrico en todos los aspectos que muestran su función y movimiento, solo difieren en la fuente de electricidad. Los coches solares no deben confundirse con los coches eléctricos solares, que son coches que utilizan la energía solar del exterior del coche para generar electricidad.
Las células solares instaladas en vehículos eléctricos convierten la energía solar en electricidad, que puede almacenarse en baterías o utilizarse directamente en el motor. En el pasado, los vehículos eléctricos se caracterizaban por su autonomía debido a la dificultad de controlar los paneles solares y los diseños destinados a reducir la resistencia aerodinámica.
Además, la mayoría de los modelos experimentales de coches solares están diseñados y
fabricados con los materiales más baratos para mejorar la eficiencia energética.
¿Cuál es el funcionamiento del motor y el panel solar en carro a energía solar casero?
Los coches eléctricos a base de energía solar funcionan utilizando la energía producida por paneles solares para generar electricidad para conducir el coche.
Paneles solares: Los coches tienen paneles solares, normalmente en el techo. Los paneles están hechos de células solares que convierten la luz solar en electricidad. La energía producida puede almacenarse en baterías o utilizarse directamente en la red.
Motor eléctrico: Los coches solares caseros están equipados con motores eléctricos en lugar de motores de combustión interna. El motor utiliza la electricidad almacenada en la batería para generar movimiento e impulsar el vehículo. La potencia del motor eléctrico determina la velocidad y el rendimiento del coche.
Batería: En la mayoría de los vehículos que funcionan con energía solar, la batería se utiliza para almacenar la electricidad generada por los paneles solares. Esto permite que el vehículo funcione incluso cuando no hay suficiente luz solar directa, como en días nublados o de noche. La batería funciona como un banco de energía que almacena electricidad para su uso posterior.
En conclusión
La energía es la capacidad de la materia para producir trabajo, luz y calor en diversas formas como fuerza, energía cinética, química, electricidad, entre otras. Gran parte de la energía proviene del sol, dando lugar a fenómenos como el viento, agua, formación de nubes y lluvia. Esta energía es esencial para el crecimiento de plantas y animales, y ha dado origen a combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas natural.
Las energías renovables son aquellas provenientes de recursos naturales que se renuevan a una velocidad mayor que su consumo. Ejemplos incluyen la energía solar y eólica, que están ampliamente disponibles.
En contraste, los combustibles fósiles son no renovables y su producción lleva cientos de millones de años. Su quema libera gases nocivos como el dióxido de carbono, contribuyendo al cambio climático. Por tanto, se busca hacer la transición de los combustibles fósiles a fuentes de energía renovable para abordar este problema.
La energía solar es la más grande de todas las fuentes de energía y está disponible en todo el mundo. La tecnología solar convierte la luz solar en electricidad a través de paneles solares o espejos que enfocan el sol. Esta tecnología ha experimentado una reducción drástica en costos durante la última década, convirtiéndola en una forma muy eficiente y económica de generar electricidad.
Finalmente, detallamos el funcionamiento de los paneles solares en vehículos eléctricos impulsados por energía solar. Estos paneles, ubicados en el techo, convierten la luz solar en electricidad que puede ser almacenada en baterías o utilizada directamente para alimentar el motor eléctrico. Esto permite a los vehículos funcionar incluso en ausencia de luz solar directa.
Autores: Juan Sebastián Tovar Quintana, Daniel Mauricio Monroy Pérez
Editor: Carlos Iván Pinzón Romero
Código: UCPS-1
Universidad: Universidad Central
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