Anteproyecto Tecnología de Carros Eléctricos

Transcripción

1 Anteproyecto Tecnología de Carros Eléctricos Integrantes: Juan Camilo del Prado Sánchez Walter Ospina Buitrago Tecnología e Informática Docente: Juan Camilo Osorio Ramírez 10º2 I.E Juan María Céspedes Medellín Colombia 2013

2 ANTEPROYECTO 1. ELECCIÓN DEL TEMA 1.1 PLANTEAMIENTO Un automóvil eléctrico ha de ser un vehículo impulsado mediante energía eléctrica. No obstante, existen diversos tipos de vehículos que pueden ser denominados como eléctricos debido a que la electricidad forma parte, en mayor o menor medida, de su modo de propulsión. 2. OBJETIVOS 2.1 GENERAL Dar a conocer la importancia del nuevo avance tecnológico como lo es el automóvil eléctrico, que además de su importancia, este ofrece un gran aporte para el cuidado del medio ambiente. 2.2 ESPECIFICOS Definición historia y características de los autos eléctricos Detalles de la composición y funcionamiento de los vehículos híbridos Desarrollo, eficacia y consumo de los autos eléctricos Ventajas y desventajas de los coches eléctrico y el almacenamiento en red DELIMITACION DEL TEMA 3.1 ALCANCES Y LIMITES Este trabajo se realizó con el fin de dar a conocer la importancia de los autos eléctricos y su influencia en el medio ambiente, por medio de energías renovables y no contaminantes para el entorno en el que vivimos. También reconocer su funcionamiento, ventajas y desventajas en el sector económico y social que influye en las personas. 3.2 RECURSOS HUMANOS Walter Ospina Buitrago y Juan Camilo del prado Sánchez, quienes van a presentar este proyecto. Profesor Juan Camilo Osorio a quien le presentamos el siguiente trabajo

3 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 4.1 DESCRIPCIÓN Los vehículos eléctricos son un gran ejemplo para la sociedad actual por que nos presentan un método efectivo para la preservación del ambiente y la no contaminación de los aires a diferencia de otros autos que funcionan por medio de combustibles fósiles que son dañinos para el entorno en que vivimos y causan impacto en la sociedad. La gran problemática que existe, es que estos autos tienen sus ventajas entorno al ambiente pero también sus desventajas por medio de su funcionamiento y energía que este necesita; para toda esta problemática se ha ido desarrollando nuevos cambios y avances de transformación que harán la diferencia en cuanto a su efectividad y eficacia para que las actuales y futuras generaciones tomen en cuenta su funcionalidad e importancia. 4.2 ELEMENTOS en una computadora e internet demostrare todo acerca de los autos eléctricos con sus respectivas características. 4.3 FORMULACIÓN Qué son y cómo funcionan los autos eléctricos? 5. CRONOGRAMA ACTIVIDADES Entrega anteproyecto de investigación Septiembre 08 del 2013 Presentación del anteproyecto Septiembre 09 del 2013

4 MARCO TEORICO LOS AUTOS ELÉCTRICOS Qué son? Los vehículos eléctricos obtienen su capacidad de movimiento por la energía eléctrica liberada por unas baterías o bien por una célula de combustible de hidrógeno. Actualmente la más usada son las baterías: Normalmente son baterías de litio que se cargan enchufándolas a una fuente de alimentación cuando el coche está parado. El sistema de generación y acumulación de la energía eléctrica constituye el sistema básico para mover un vehículo eléctrico. Un auto eléctrico y/o híbrido (sin entrar en detalles) posee 4 motores eléctricos independientes en cada rueda que son los que le dan el poder para rodar. Si el auto es híbrido, el mismo posee un motor de 4 tiempos que mueve un generador y ese generado alimenta a las baterías de litio, que son las encargadas de proveer electricidad a los motores eléctricos de las ruedas, ahorrando de esa manera 5 veces el costo de combustible respecto de un auto normal.

5 Historia Entre 1832 y 1839 (el año exacto es incierto), el hombre de negocios escocés Robert Anderson, inventó el primer vehículo eléctrico puro. La mejora de la pila eléctrica, por parte de los franceses Gastón Planté en 1865 y Camille Faure en 1881, allanó el camino para los vehículos eléctricos. En la Exposición Mundial de 1867 en París, el inventor austríaco Franz Kravogl mostró un ciclo de dos ruedas con motor eléctrico. Francia y Gran Bretaña fueron las primeras naciones que apoyaron el desarrollo generalizado de vehículos eléctricos. En noviembre de 1881 el inventor francés Gustave Trouvé demostró un automóvil de tres ruedas en la Exposición Internacional de la Electricidad de París. Justo antes de 1900, antes de la preeminencia de los motores de combustión interna, los automóviles eléctricos realizaron registros de velocidad y distancia notables, entre los que destacan la ruptura de la barrera de los 100 km/h. La introducción del arranque eléctrico del Cadillac en 1913 simplificó la tarea de arrancar el motor de combustión interna, que antes de esta mejora resultaba difícil y a veces peligroso. Esta innovación contribuyó a la caída del vehículo Eléctrico. Hace poco tiempo atrás se veía a los autos eléctricos como una posibilidad muy distante. Sin embargo en el mundo, por la actual crisis del petróleo y el daño notorio al ambiente que ocasionan productos, como la polución que provocan los autos de combustión interna, los autos eléctricos han llegado a ser más populares y bien pueden ser parte importante de nuestro futuro no muy distante..

6 Por qué? autos eléctricos y energías renovables. El desarrollo de una nueva tecnología hasta su masificación puede tomar 20 años, eso quiere decir que si el mundo va hacia el desabastecimiento energético y un daño ambiental, desde ahora se deben comenzar a aplicar soluciones que alivien el problema y nos permitan un estilo de vida responsable y armoniosa. Aunque un vehículo eléctrico también necesita energía, resulta que debido a su mayor eficiencia solo consume el 50% de lo que uno a combustión. Así que a partir de un mismo barril de petróleo con lo que funciona un coche de combustión podemos impulsar dos eléctricos. El auto eléctrico no contamina, no hace ruido y su energía es renovable con solo cargar las baterías, que puede ser hasta con la luz solar. Características Los autos eléctricos, son vehículos capaces de desplazarse sólo con el uso de baterías y de un motor capaz de convertir la electricidad en potencia para mover el vehículo. Los autos eléctricos crean menos polución que los autos alimentados con gasolina/diesel, por lo que son una alternativa menos contaminante. Producen menos contaminación acústica, lo cual se agradece sobre todo en las ciudades. Un auto eléctrico es movido por un motor eléctrico en lugar de un motor a gasolina. Desde el exterior, es casi imperceptible darse cuenta que se trata de un auto eléctrico, y de hecho muchos autos eléctricos son creados al convertir un vehículo de gasolina, limitando las diferencias. Lo primero que podemos notar cuando cogemos uno de estos vehículos, es que el coche es casi totalmente silencioso.

7 Detalles genéricos de los automóviles eléctricos: El motor de gasolina es reemplazado por un motor eléctrico. El motor eléctrico recibe su potencia de un controlador. El controlador recoge la potencia de un conjunto de baterías. Algunos de los cambios que se han de realizar en un coche eléctrico se pueden resumir en los siguientes puntos: El motor de gasolina, el silenciador, el convertidor catalítico, el tanque de la gasolina y la bufanda son retirados. El embrague es retirado, dejando la transmisión en su lugar. Un nuevo motor de corriente alterna es ajustada a la transmisión con un plato adaptador. Un controlador eléctrico es añadido para controlar el motor eléctrico. Una bandeja de baterías es instalada en el suelo del coche. 50 baterías de 12 voltios son puestas en la bandeja (2 grupos de 25 para crear 300 Voltios de corriente continua). Un inyector es añadido a los frenos, que solían funcionar con el motor en su momento. Un pequeño calentador eléctrico de agua es añadido para proveer de calefacción. Básicamente, estos son los cambios principales de un coche transformado a uno eléctrico, aunque existen más. Las estadísticas más comunes de este nuevo vehículo son las siguientes. La velocidad máxima suele estar en 120 Km/h. De 0 a 100 en aproximadamente 15 segundos. Las baterías pesan entre 100 y 200 Kilos. Las baterías duran unos tres o cuatro años.

8 Potencia Los automóviles normalmente tienen motores de combustión interna que rondan entre los 45 y 240 CV de potencia máxima. Esta potencia se requiere en situaciones particulares, tales como aceleraciones a fondo, subida de grandes pendientes con gran carga del vehículo y a gran velocidad. El hecho de que la mayoría del tiempo dicha potencia no sea requerida supone un despilfarro de energía, puesto que sobredimensionar el motor para posteriormente emplearlo a un porcentaje muy pequeño de su capacidad sitúa el punto de funcionamiento en un lugar donde el rendimiento es bastante malo. El hecho de desarrollar una potencia muy inferior a la que el motor puede dar supone un despilfarro por dos motivos: por una parte se incurre en gastos de fabricación del motor superior a lo que requeriría realmente. Este segundo factor es el principal responsable de que el consumo urbano de un mismo vehículo equipado con un motor de gran potencia consuma, en recorridos urbanos, muchísimo más que uno del mismo peso equipado con un motor más pequeño.

9 La eficiencia Dado que el mayor consumo de los vehículos se da en ciudad, los motores híbridos constituyen un ahorro energético notable, así como elevar la calidad de vida; mientras que un motor térmico necesita incrementar sus revoluciones para aumentar su par, el motor eléctrico en cambio tiene un par (fuerza del motor) constante, es decir produce la misma aceleración al comenzar la marcha que con el vehículo en movimiento. Otro factor que reduce la eficacia del rendimiento en recorridos muy transitados es la forma de detener el vehículo. Ésta detención se realiza mediante un proceso tan ineficiente cómo es disipar y desaprovechar la energía en forma de movimiento, energía cinética, que lleva el vehículo para transformarla en calor liberado inútilmente al ambiente junto con materiales de desgaste de las componentes de frenado. Consumo Los vehículos eléctricos destacan por su alto rendimiento en la transformación de la energía eléctrica de la batería en la energía mecánica con la que se moverá el vehículo (60-85%), frente al rendimiento de la transformación de la energía del depósito de gasolina en la energía mecánica que mueve un vehículo de gasolina (15-20%).4 El presente y futuro de las baterías del vehículo eléctrico parece pasar por la batería de ion de litio, que cada vez se fabrica con mayor densidad de carga y longevidad permitiendo mover motores más potentes, aunque por ahora la autonomía media de un utilitario eléctrico se encuentra en torno a los 150 km. En el motor de combustión, sólo el 18% de la energía del combustible es utilizada para mover el vehículo, el resto sirve para accionar el motor. En el vehículo eléctrico el 46% de la energía liberada por las baterías sirve para mover el vehículo, lo que indica una eficiencia entre 10-30% superior de este respecto al vehículo convencional con motor de explosión.

10 VENTAJAS Respetan el medioambiente, produce menos cantidad de CO 2 que un vehículo convencional. No hacen apenas ruido, su motor evita la contaminación acústica. Su uso permite prescindir de combustible y ahorra así petróleo, una materia prima limitada y se puede dedicar a otras materias también necesarias. Un coche eléctrico es un vehículo impulsado por motores eléctricos cuyo movimiento se produce por hélices impulsadas por motores rotativos. La energía para producir la electricidad puede provenir de diversas fuentes,pero actualmente la más usada son las baterías Reducción de las emisiones contaminantes DESVENTAJAS Su autonomía es muy limitada (en torno a unos 150/200 km por recarga comparado con los 800 km de media de un coche normal). Si se añaden más baterías se puede duplicar la autonomía pero aun así seguiría siendo inferior a la de un coche de combustión. El proceso de recarga es bastante lento comparado con el repostaje de un coche normal. Aunque el uso de electricidad no contamina, sí que lo hacen procesos de obtención de electricidad actuales, con carbón, petróleo o energía nuclear La poca accesibilidad que existe en cuanto a las recargas. Superioridad Los autos eléctricos se consideran ecológicos, pero muchos creen que esos vehículos no son los suficientemente poderosos o veloces para satisfacer a los fanáticos de los súper autos. Ecotricity, una compañía energética del Reino Unido, busca cambiar esa idea con su modelo Némesis, un auto eléctrico que alcanzó los 243 kilómetros por hora hace unos días El equipo de ingenieros de Ecotricity reconstruyó un Lotus de segunda mano. El resultado fue un auto que no solo rompió el récord de velocidad para los autos eléctricos sino que también recorrió 241 kilómetros con una sola carga. Los vehículos eléctricos actuales, incluyendo el Leaf de Nissan, en comparación, pueden llegar a los 177 kilómetros. El récord de velocidad anterior lo estableció en el año 2000 un vehículo eléctrico Bluebird. El mercado de los autos eléctricos no carece de velocidad. El Tesla Roadster puede alcanzar los 201 kilómetros por hora y completar un recorrido de 394 kilómetros por carga de batería, además de acelerar de cero a 60 en 3.7 segundos. Pero los autos eléctricos no han llegado a la cima del alto rendimiento (léase en velocidad y caballos de fuerza).

11 El auto eléctrico y el almacenamiento en red Sabemos que el desarrollo del vehículo eléctrico supondrá una mejora de la eficiencia energética y permitirá una fácil introducción de energías renovables en el sector del transporte, reduciendo en consecuencia las emisiones, la dependencia energética nacional y la contaminación atmosférica urbana. Debido al uso típico de los vehículos, la mayoría son susceptibles de ser cargados por la noche, optimizando el uso de las infraestructuras ya realizadas y facilitando una mayor penetración de fuentes renovables en el sector eléctrico. El vehículo eléctrico supone la modernización del sector del transporte enfocándolo este sector hacia un modelo más sostenible El desarrollo tecnológico está permitiendo vislumbrar aplicaciones del vehículo eléctrico en el sector eléctrico, tales como servicios complementarios y el conceptov2g. V2G son las siglas en inglés de Vehicle-to-Grid (en castellano, del vehículo a la red) y es la tecnología que permite el almacenamiento desde las baterías de los vehículos eléctricos a la red en las horas valle (cuando el kwh es más barato) y la recuperación de la electricidad en las horas punta (cuando el kwh es más caro). Con V2G, que requiere desarrollar una importante infraestructura, todos podemos ganar: propietarios de vehículos, empresas eléctricas, la sociedad y el planeta. Antes de continuar nos gustaría mostrar los 3 tipos de vehículos eléctricos que son relevantes para el concepto de V2G. Estos tipos de vehículos utilizan un motor eléctrico para proveer toda o parte de la energía mecánica necesaria para mover el vehículo. Además, estos vehículos tienen integrada la electrónica de potencia necesaria para variar la frecuencia de su corriente alterna a la frecuencia de la red. WEB GRAFIA A9ctrico 8.

12 MARCO REFERENCIAL Para elaborar este proyecto se utilizaron algunos implementos, entre los cuales están los conocimientos propios, algunos sitios web como lo es en el cual nos dan las bases sobre cómo hacer un anteproyecto y además nos explican todas las ramas de este. También podemos denotar páginas más conocidas como google, wiki pedía, etc. Fue realizada una pequeña investigación sobre los autos eléctricos porque además de ser un gran avance en la tecnología son de gran ayuda para el medio ambiente ya que su nivel de contaminación es casi nulo, esto fue una gran ventaja para la sociedad. LA ENERGIA MARCO DE TITULACION La energía presenta distintos temas como: fuentes de energía renovable y no renovable, tipos, y propiedades que resultan de esta. DEFINICION Es la capacidad que tienen los cuerpos para producir un cambio o realizar un trabajo. Todos los cuerpos tienen energía. La energía provoca todos los cambios que vemos a nuestro alrededor. LAS FUENTES DE ENERGIA Son aquellos materiales y fenómenos que pueden proporcionar energía. El sol, el viento, la leña, los alimentos y el carbón. También se les llama recursos energéticos. Las fuentes de energía pueden ser: no renovables o renovables. LAS FUENTES DE ENERGIA NO RENOVABLES Son fuentes de energía que se agotan a medida que se utilizan. Además estas energías (petróleo, carbón y gas natural), que son fuentes susceptibles de agotamiento y que además deterioran el medio ambiente. Son el carbón, el petróleo, el gas natural y los materiales radiactivos. Petróleo El petróleo es actualmente una de las principales fuentes de energía que utiliza el hombre. Está formado por una mezcla de ciertos compuestos denominados hidrocarburos constituidos por carbono e hidrógeno. Se calcula que, de continuar el actual ritmo de extracción, el petróleo se acabará en unos doscientos años. Energía nuclear Está contenida en los núcleos de los elementos químicos y se aprovecha en las centrales nucleares. Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Nuclear es la energía que tienen las sustancias radiactivas, como el uranio o el plutonio. Una pequeña cantidad de esas sustancias produce mucha energía.

13 LAS FUENTES DE ENERGIA RENOVABLE Son fuentes de energía que no se agotan cuando se usan. Se trata de las energías renovables o energías del futuro, y son aquellas que producen electricidad a partir del sol, el viento y el agua. Son fuentes inagotables pero que todavía presentan grandes dificultades de almacenamiento y son menos eficientes ya que las instalaciones tienen poca potencia y el coste de producción es elevado. Son el viento, el agua y el sol. Energía Solar Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos (pedacitos) de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. Energía Hidráulica Hace más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para producirla. Energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica. Energía Eólica El viento, es decir, el aire en movimiento, posee una energía cinética que puede transformarse en otras energías en las centrales eólicas. Una central eólica está compuesta por varias hélices, conectadas a generadores de corriente eléctrica, que están situadas en los extremos de torres de gran altura. Cuando el viento sopla, se produce un movimiento giratorio de las hélices, movimiento que, trasladado al generador, hace que este produzca una corriente eléctrica. LOS TIPOS DE ENERGIA Los principales tipos de energía son: energía mecánica, energía sonora, energía luminosa, energía calorífica, energía eléctrica, energía química y energía nuclear. La energía eléctrica La energía eléctrica es la energía que transporta la corriente eléctrica en un circuito. Hace funcionar a muchos aparatos, como un televisor o un frigorífico. La energía química La energía química es la energía interna que tienen algunas sustancias, como los combustibles o los alimentos.

14 LAS PROPIEDADES DE LA ENERGIA La energía tiene unas propiedades que nos resultan muy útiles en nuestra vida. Algunas de las propiedades de la energía son: - La energía se transfiere. - La energía se puede almacenar. - La energía se transporta. - Y la energía se transforma. WEB GRAFIA la_energia/energia/energia.html 3. K7sc 4. PROPUESTA DE SOLUCION La calidad de vida de la población empeora día a día. Muchos son las causas que provocan esta situación pero, en gran medida, es producto del deterioro en que se encuentra el Ambiente. Hoy, todo el mundo sabe que si no se cuida el Ambiente, el futuro de las generaciones venideras estará muy comprometido. Estos problemas ambientales afectan ciudades, áreas rurales, regiones del Planeta en general, en distinta escala. Pregunta Cómo podemos contribuir para garantizar un entorno ambiental digno donde todos podamos vivir? Solución Todos debemos tomar más conciencia del problema, exigir respeto por el medio ambiente y no contribuir a su deterioro. El aporte de los ciudadanos, individualmente, puede ser muy grande en algunos aspectos: Erradicar hábitos sumamente contaminantes como las emisiones de gases dañinos para el ambiente, arrojar desechos químicos y perjudiciales para el ambiente Sembrar árboles y colaborar en el mantenimiento de las áreas verdes. No utilizar productos que contienen contaminantes, como CFC (desodorantes en aerosol), gasolina con plomo, etc. Si utilizan vehículos automotores, regular periódicamente la combustión del motor para evitar la producción de gases tóxicos..educar a la población a través de las escuelas y medios de comunicación (TV, radio, periódicos) en el respeto por el medio ambiente y en la erradicación de pésimas costumbres de contaminación ambiental.

15 ANEXOS

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