Diseño y construcción de tricicleta solar - GEA - Universidad ...
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Fig. 2.1 Esquema de la interacción de los procesos energéticos La energía primaria que proviene del Sol es convertida en energía eléctrica a través de los paneles fotovoltaicos. Esta energía alimenta en forma directa al motor (con un controlador), que a su vez mueve el vehículo. En este proceso de conversión electromecánica la energía eléctrica se transforma en energía cinética, potencial y pérdidas. Las pérdidas del sistema son representadas en forma general ya que corresponden a la suma de pérdidas en los distintos procesos de conversión. Cuando la energía para mover el vehículo proviene de la energía potencial, tanto los paneles fotovoltaicos como el motor (operando como generador) suministran energía al banco de baterías (controladas por un regulador de carga). Si la energía suministrada desde los paneles no es suficiente para mover el vehículo, es necesario accionar el vehículo con los pedales. Si la energía aún no alcanza, la batería se conecta al motor para mover el sistema mecánico. 2.3 Criterios de Diseño 2.3.1 Confort y Seguridad El usuario contará con un asiento blando adaptado a la forma del cuerpo. Otro aspecto importante es que el usuario podrá controlar el ángulo de inclinación y distancia con los pedales del asiento. El volante contará con manillas de goma blanda, lo que no reemplaza el uso de guantes para ciclistas debido a que con estos se minimizan el roce con las manos. Los tapabarros permitirán minimizar la salpicadura de agua, barro o piedras, pero se hace imprescindible por lo mismo el uso de gafas durante el desplazamiento. 2-2
La cadena y las piolas estarán ubicadas de manera de resguardar el contacto directo con el usuario. En zonas críticas de operación y disposición se tomarán las medidas para minimizar los riesgos. El uso de casco es obligatorio así como todos los elementos mencionados. En distintas zonas del vehículo se agregarán elementos refractantes (considerados por norma) además de luces especiales. 2.3.2 Autonomía Energética El vehículo estará diseñado para tener autonomía en la ruta sin necesidad de fuentes energéticas adicionales a las establecidas. La carga del banco de baterías podrá ser con los paneles fotovoltaicos y/o la energía del frenado dinámico cuando el vehículo este en movimiento, o bien con los paneles fotovoltaicos y/o una fuente externa (cargador de baterías) si el vehículo se encuentra detenido. Al tener baja radiación solar en pequeños lapsos de tiempo debido a nubes en un día de “buenas condiciones” (la radiación solar diaria en general es buena) puede ocasionar problemas en el desplazamiento si la batería se encuentra con baja carga. La filosofía de operación del sistema establece que se puede esperar detenido hasta que existan las condiciones para proseguir. Debido a la aleatoriedad de las condiciones de radiación solar, un programa para la administración de la energía que establecerá según información solarimétrica las condiciones críticas de operación para recorrer la ruta en cuestión. Este programa estará apoyado por información metereológica y datos de la ruta. El vehículo podrá desplazarse con los pedales sin necesidad de otra energía, pero estas no son las condiciones normales de operación debido a que el gasto energético del usuario es muy importante para esta aplicación. 2.3.3 Dimensiones Los paneles fotovoltaicos en primera aproximación determinarán el ancho máximo del vehículo puesto que poseen dimensiones definidas de fábrica. Los paneles estarán ubicados en la parte superior en forma horizontal. El asiento del conductor, la rueda de tracción, pedales, motor y baterías determinarán el largo. La posición del motor y banco de baterías estarán ubicados atrás del asiento sujetas a la estructura principal. 2.3.4 Peso y Centro de masa Este parámetro es fundamental para la operación eficiente del sistema puesto a que la variación de energía potencial y cinética, además de las pérdidas se asocian directamente al peso. 2-3
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Fig. 2.1 Esquema <strong>de</strong> la interacción <strong>de</strong> los procesos energéticos<br />
La energía primaria que proviene <strong>de</strong>l Sol es convertida en energía eléctrica a través <strong>de</strong> los<br />
paneles fotovoltaicos. Esta energía alimenta en forma directa al motor (con un controlador),<br />
que a su vez mueve el vehículo. En este proceso <strong>de</strong> conversión electromecánica la energía<br />
eléctrica se transforma en energía cinética, potencial y pérdidas.<br />
Las pérdidas <strong>de</strong>l sistema son representadas en forma general ya que correspon<strong>de</strong>n a la suma <strong>de</strong><br />
pérdidas en los distintos procesos <strong>de</strong> conversión.<br />
Cuando la energía para mover el vehículo proviene <strong>de</strong> la energía potencial, tanto los paneles<br />
fotovoltaicos como el motor (operando como generador) suministran energía al banco <strong>de</strong><br />
baterías (controladas por un regulador <strong>de</strong> carga). Si la energía suministrada <strong>de</strong>s<strong>de</strong> los paneles<br />
no es suficiente para mover el vehículo, es necesario accionar el vehículo con los pedales. Si la<br />
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2.3.1 Confort y Seguridad<br />
El usuario contará con un asiento blando adaptado a la forma <strong>de</strong>l cuerpo. Otro aspecto<br />
importante es que el usuario podrá controlar el ángulo <strong>de</strong> inclinación y distancia con los<br />
pedales <strong>de</strong>l asiento.<br />
El volante contará con manillas <strong>de</strong> goma blanda, lo que no reemplaza el uso <strong>de</strong> guantes para<br />
ciclistas <strong>de</strong>bido a que con estos se minimizan el roce con las manos.<br />
Los tapabarros permitirán minimizar la salpicadura <strong>de</strong> agua, barro o piedras, pero se hace<br />
imprescindible por lo mismo el uso <strong>de</strong> gafas durante el <strong>de</strong>splazamiento.<br />
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