CARRERA SOLAR 1
La unidad introduce al alumno en el tema de la energía solar fotovoltaica. Comienza con una introducción a nivel de conceptos generales básicos para comprender el funcionamiento de la generación de este sistema energético. Continúan las actividades con pequeñas investigaciones sobre la forma de aprovechar la orientación del sol para la optimización del rendimiento de las placas fotovoltaicas. Para ello será necesaria la realización de cálculos sencillos y estimaciones, así como la toma de decisiones. La unidad concluye con el proyecto de diseño y realización de un pequeño móvil accionado por energía solar con el que experimentar lo aprendido en la misma. OBJETIVOS DE LA UNIDAD: - Comprender y analizar noticias relacionadas con las energías. - Buscar información en Internet, extraer las ideas principales y elaborar una síntesis de lo más importante. - Averiguar la composición y el funcionamiento de las placas solares. - Comprender la trayectoria solar a lo largo del año y la incidencia de los rayos solares en la Tierra. - Realizar cálculos sencillos de superficies, energías y potencias. - Diferenciar entre instalaciones aisladas y conectadas a la red. - Utilizar el polímetro para medir tensiones y corrientes en las placas. - Realizar conexiones serie y paralelo. - Obtener conclusiones de todas las experiencias. - Diseñar y construir un prototipo de coche solar siguiendo las fases de un proyecto tecnológico. - Averiguar cómo el coche puede obtener más velocidad o más fuerza. RELACIÓN CON LOS OBJETIVOS DE LA ETAPA: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12 CONTENIDOS DE LA UNIDAD: - La energía solar fotovoltaica en Aragón. - Consecuencias del cambio climático. - Composición y funcionamiento de las placas solares. - Estaciones y trayectoria solar: ubicación de las placas. 2
- Cálculos de superficies, potencia y energía. - Elementos de una instalación conectada a la red eléctrica general. - Medida de las características eléctricas de una placa solar. - Conexión serie y paralelo de placas solares. - Diseño y construcción de un vehículo solar. RELACIÓN CON LOS CONTENIDOS DE LA ETAPA: - Bloque 1.- Proceso de resolución de problemas tecnológicos. - Bloque 3.- Materiales de uso técnico. - Bloque 4.-Técnicas de expresión y comunicación. - Bloque 7: Electricidad y Electrónica. Energía y su transformación - Bloque 8.-Tecnologías de la información y de la Comunicación. Internet. - Bloque 9.- Tecnología y Sociedad. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: - Comprender la lectura de los textos propuestos y valorar la potencialidad energética de Aragón. - Buscar información en Internet y elaboración de un resumen. - Describir las características básicas de las placas fotovoltaicas. - Determinar la mejor ubicación de las placas en el I.E.S y justificarla. - Realizar cálculos matemáticos sencillos. - Identificar los elementos necesarios para conectar las placas solares a la red y describir su función. - Medir tensiones y corrientes con el polímetro. - Realizar circuitos serie y paralelo con las placas. - Extraer conclusiones. - Seguir correctamente las fases de diseño y construcción de un proyecto tecnológico. - Trabajar en equipo aportando ideas y con tolerancia hacia los demás. - Elaborar documentos técnicos empleando los recursos verbales y gráficos aprendidos. - Seguir las operaciones técnicas previstas en el plan de trabajo. - Utilizar de forma correcta los materiales, las máquinas y las herramientas del taller. 3
RELACIÓN CON LOS CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LA ETAPA: 1, 3, 6, 9, 10, 11 COMPETENCIAS BÁSICAS Esta Unidad contribuye a la adquisición de la competencia en el conocimiento y la interacción con el medio físico, mediante el conocimiento y comprensión del funcionamiento de las placas solares fotovoltaicas y a través de las experiencias propuestas con ellas. La contribución a La Autonomía e iniciativa personal y la competencia social y ciudadana se consiguen en las actividades de grupo propuestas: en las actividades de búsqueda y tratamiento de información, en las actividades prácticas planteadas y en las fases de diseño y construcción de un vehículo solar, en las que los alumnos deben enfrentarse a la tarea de manera autónoma y creativa, desarrollando cualidades personales como la iniciativa, el espíritu de superación, la mejora de la autoestima y la tolerancia hacia sus compañeros. La competencia matemática se trabajará en el cálculo de magnitudes básicas: superficies, energías y potencias.. La contribución a la competencia lingüística se realiza durante toda la Unidad: mediante la lectura, interpretación y resumen de textos, en los ejercicios propuestos, y en la redacción del anteproyecto y el proyecto. Por último, para desarrollar la competencia de tratamiento de la información y la competencia digital, los alumnos deben utilizar Internet y otras fuentes de información en algunas de las actividades propuestas y en la fase de Búsqueda de Información del Anteproyecto. 4
METODOLOGÍA La Unidad está diseñada para que los alumnos realicen las actividades por grupos durante unas 15 horas (si se hacen todas ellas). Las dos primeras actividades se pueden hacer en clase o en el taller, con equipos que tengan acceso a Internet, para poder buscar la información requerida. La tercera actividad tiene una metodología muy diversa, en primer lugar se requiere tener acceso a Internet para mostrar a los alumnos las animaciones de la trayectoria solar, a continuación se propone salir al patio para buscar la mejor ubicación de las placas en el I.E.S. y calcular la superficie que podrían ocupar, seguidamente se pueden realizar los cálculos propuestos en clase o en el taller y por último investigar en Internet los elementos necesarios en una instalación conectada a la red. El resto de las actividades propuestas se llevarán a cabo entre el patio de recreo, donde se efectuarán las mediciones y las pruebas, y el taller de Tecnología donde se pondrán en común los resultados y se diseñará y construirá el prototipo. 5
Para situar a los alumnos en el problema de la necesidad de buscar alternativas energéticas que contribuyan a paliar la emisión de gases contaminantes a la atmósfera, que sean renovables y respetuosas con el medio ambiente, se comienza con la lectura de dos noticias relacionadas con la energía solar en Aragón. Se proponen dos tipos de actividades en este apartado. Unas de comprensión de los textos ofrecidos y otras de investigación sobre los temas que tratan. La lectura de las dos noticias relacionadas con la energía solar en Aragón, y las actividades propuestas serán la introducción al alumno en el tema de la energía solar fotovoltaica. ACTIVIDAD 1: INTRODUCCIÓN Situación de la energía solar fotovoltaica en Aragón. Fuente: El recorrido de la Energía en la Comunidad de Aragón. Gobierno de Aragón. La escasa participación de la energía solar fotovoltaica no debe compararse con las grandes producciones de otro tipo de tecnologías, sino contrastarla dentro del ámbito en el que se desenvuelve actualmente, que es el de la generación aislada, con una alta aportación cualitativa en una región con multitud de pequeños núcleos diseminados por toda su geografía. Son pocas las instalaciones solares fotovoltaicas conectadas a red funcionando actualmente en Aragón, aunque en un futuro se espera que la cifra aumente. Aún así, todo parece indicar que la potencia y la generación asociada a la energía solar se moverá en magnitudes muy diferentes de las de la energía eólica o hidráulica a todos los niveles. La potencia instalada en Aragón en el año 2004, tanto de equipos conectados a la red como aislados, era de 0,912MW y se tiene prevista la instalación de 50MW más, lo que supondrá un incremento de 75.135MWh en la producción de energía eléctrica en el periodo 2005-2012. Greenpeace presenta en Zaragoza el informe Renovables 100%. 05-Junio-2007 El informe propone un sistema eléctrico renovable para la España peninsular y demuestra que es viable plantearse un sistema de generación basado al 100% en energías renovables, tanto para cubrir la demanda eléctrica como la demanda de energía total, a unos costes totales perfectamente asumibles y muy favorables 6
respecto a los que podemos esperar en 2050 si seguimos con el actual modelo de energías sucias. En concreto, el informe de la organización ecologista, Renovables 100%, revela datos muy significativos para Aragón: Zaragoza y Teruel se encuentran situadas en la mejor categoría peninsular de eólica terrestre en cuanto al menor coste de la electricidad producida en 2050. Huesca y Teruel se encuentran situadas en la mejor categoría peninsular de solar fotovoltaica en cubierta de edificación en la misma categoría. Para hacerlo realidad, Greenpeace pide al Gobierno español que establezca objetivos de obligatorio cumplimiento de planificación energética de medio y largo plazo, principalmente que la contribución de las energías renovables a la generación de electricidad alcance un 50% en 2020 y un 100% en 2050. Los ecologistas quieren que estos objetivos se reflejen en la planificación que el Gobierno central está preparando, por primera vez, para el horizonte 2030. Con este informe, Greenpeace aporta un elemento nuevo y fundamental al debate sobre el cambio climático. Una vez confirmado por el grupo de expertos de Naciones Unidas (IPCC) la gravedad de los impactos del cambio climático (especialmente negativos para los países del arco Mediterráneo) provocado por la quema de combustibles fósiles, la investigación promovida por la organización ecologista aporta un rayo de esperanza crucial: es posible evitar un cambio climático peligroso, si ponemos en marcha una revolución energética para lograr que las energías renovables sustituyan a las energías sucias. La solución es factible, y Greenpeace lo demuestra analizando un caso real y concreto como el sistema eléctrico español. Las barreras no son técnicas sino fundamentalmente de voluntad política. El Gobierno tiene que tomarse en serio la alarma del cambio climático. Estamos demostrando que la solución renovable es factible, así que ya no hay excusas para no poner en marcha la revolución renovable que la sociedad está esperando, ha declarado José Luis García Ortega, responsable de la campaña de energía de Greenpeace. El informe constituye el elemento central de la campaña Revolución Renovable, con la que Greenpeace pretende movilizar a la sociedad como forma de evitar un cambio climático peligroso. Con el mensaje Revolución Renovable: el cambio empieza aquí, la campaña tiene como objetivo hacer llegar a toda la sociedad en general, y en particular a los responsables de tomar decisiones sobre política energética, la información necesaria para asumir que un modelo energético limpio es posible. 7
El informe ha sido elaborado para Greenpeace por un equipo de expertos del Instituto de Investigación Tecnológica de la Universidad Pontificia Comillas. PRINCIPALES CONCLUSIONES DEL INFORME RENOVABLES 100% * Las tecnologías de menor coste en el horizonte 2050 serían las renovables. * Hay múltiples combinaciones posibles de sistemas de generación renovables que permitirían cubrir completamente a lo largo del año la demanda de electricidad, e incluso la de energía total. * Para alcanzar un mix renovable económicamente óptimo, es necesaria una adecuada planificación. * Las centrales renovables repartidas por toda la geografía generan electricidad de modo mucho más regular en el tiempo que si estuviesen todas en la misma zona. * Para mantener la generación aún cuando el recurso disponible disminuya, existen varias soluciones. * Se necesita muy poca capacidad de acumulación de energía. * La tecnología termosolar tiene ventajas únicas. * El uso más apropiado de la biomasa sería como energía de respaldo en centrales termosolares. DATOS RELEVANTES PARA ARAGÓN * El análisis de costes concluye que producir electricidad con energía eólica terrestre, termosolar y geotérmica en las tres provincias aragonesas resultaría en 2050 más barato de lo que actualmente cuesta hacerlo con térmicas de ciclo combinado. * Zaragoza y Teruel se encuentran situadas en la mejor categoría peninsular de eólica terrestre en cuanto al menor coste de la electricidad producida en 2050. * Huesca y Teruel se encuentran situadas en la mejor categoría peninsular de solar fotovoltaica en cubierta de edificación en cuanto al menor coste de la electricidad producida en 2050. El informe presenta distintos ejemplos de mix energéticos renovables que cubren el 100% de la demanda eléctrica peninsular en 2050. En uno de estos mix, basado en una amplia diversidad tecnológica, de los 112.675 MW instalados en la península, en Aragón se ubicarían: 4.878 MW de eólica, 102 MW de biomasa, 95 MW de geotérmica y 47 MW de fotovoltaica en edificación. En otro de estos mix, con el objetivo de una optimización económica, el mismo objetivo se alcanza con 79.600 MW renovables instalados en la península, de los cuales 4.640 MW de eólica en Aragón. 8
1.-Lee atentamente los dos artículos y contesta a las preguntas - Para qué año desea Greenpeace que las energías renovables representen el 50% de la energía producida? Y el 100%? - 50% en 2020-100% en 2050 Cuáles son los países más afectados negativamente por el cambio climático según los expertos de las Naciones Unidas? Los países mediterráneos por la quema de combustibles fósiles Cuál es la propuesta de la organización ecologista para evitar un cambio climático peligroso? Una revolución energética para lograr que las energías renovables sustituyan a las energías sucias 2.-Discute con tus compañeros las siguientes cuestiones: - Qué dos tipos de instalaciones solares fotovoltaicas existen?. Cuál es su diferencia? - Equipos aislados: No están conectados a la red, la energía que producen las placas se consume insitu. - Equipos conectados a la red: Están conectados a la red eléctrica general y la energía que producen las placas la venden a la compañía suministradora. - A qué tipo de coste se refiere el informe de Greenpeace, si continuamos con el modelo energético actual de energías sucias? Se refiere a los problemas medioambientales producidos por la quema de combustibles fósiles, como son: el efecto invernadero, la lluvia ácida y el smog. Se puede pedir a los alumnos que busquen información y hagan un pequeño resumen de los tres efectos. 9
- Qué propuesta hace Greenpeace para Aragón en su informe Renovables 100%? En una de sus propuestas, basada en una amplia diversidad tecnológica, plantea instalar 4.878 MW de eólica, 102 MW de biomasa, 95 MW de geotérmica y 47 MW de fotovoltaica en edificación. Zaragoza y Teruel están situadas en la mejor categoría peninsular para la generación de energía eólica, en cuanto al coste de producción de electricidad. Asimismo, Huesca y Teruel están situadas en la mejor categoría para la producción de energía eléctrica con paneles fotovoltaicos en edificios. 10
ACTIVIDAD 2: PLACAS SOLARES FOTOVOLTAICAS 1.-Observa la animación de la web: 2.-Investiga y contesta: Se plantean las cuestiones a los alumnos y se les deja un tiempo para buscar información y contestarlas. Enlaces de interés: http://www.inta.es/descubreaprende/hechos/hechos07.htm http://www.eis.uva.es/helios/pagina_nueva_1.htm - Qué transformación energética se produce en las placas solares fotovoltaicas? Convierten la energía solar (luminosa) en energía eléctrica. - Qué materiales se utilizan para su construcción? Las placas están formadas por dos capas de material semiconductor, normalmente silicio, impurificadas con átomos de boro (zona P) y de fósforo (zona N). 11
- Cómo se produce el flujo de electrones entre las capas de la placa? Entre la zona N (con exceso de electrones) y la zona P (con defecto de electrones) se crea una diferencia de potencial. Cuando los fotones de la luz solar inciden sobre la placa, algunos electrones absorben la energía de los fotones y adquieren libertad de movimiento. Además, al salir de su estructura, el electrón deja un espacio o hueco que tiende a atraer a cualquier electrón que haya quedado libre, produciendo así una corriente eléctrica. - Cuáles son las principales aplicaciones de las placas solares fotovoltaicas? Señales de tráfico, farolas, viviendas, satélites, - Algunas aplicaciones que utilizan estas placas deben funcionar también por la noche cómo lo consiguen? Las aplicaciones deben disponer de una batería, que consuma parte de la energía eléctrica producida por las placas por el día y la almacene en forma energía química y por la noche suministre energía eléctrica cuando las placas no funcionan. - Qué tipo de corriente producen las placas? Corriente continua 12
ACTIVIDAD 3: INSTALACIÓN DE PLACAS FOTOVOLTAICAS EN EL I.E.S. Imagina que formas parte de un equipo de diseñadores e instaladores de energía solar y os piden que estudiéis la posible colocación de paneles solares fotovoltaicos en el Instituto. 1.-Determina la mejor ubicación de las placas solares en el I.E.S. Lo primero que tienes que averiguar es la trayectoria solar a lo largo del año en vuestra localidad. Para ello puedes observar indirectamente al Sol en distintas épocas del año, pero si no puedes esperar tanto tiempo analiza las siguientes animaciones: Movimiento de traslación: La Tierra, a la vez que gira sobre sí misma, se desplaza alrededor del Sol de forma continua y describiendo una órbita elíptica. Tarda 365 días y casi 6 horas en dar una vuelta completa. Como nuestro planeta describe una elipse en torno al Sol, su posición con relación a éste varía según la época del año. Además, el eje de rotación de la Tierra está inclinado respecto al plano de la elíptica (23º27 ), de esta forma la Tierra expone primero un hemisferio a los rayos solares y después el otro, dando lugar a las estaciones. Movimientos aparentes del Sol desde la Tierra: Suponiendo la Tierra fija y el Sol dando vueltas, un observador vería que el Sol sigue estas trayectorias, en las que, el Sol nace en un amplio sector hacia el Este y se pone dentro de otro sector igualmente amplio situado al Oeste. Sólo dos días al año (21 de marzo y 23 de septiembre), llamados equinoccios, el Sol nace por el Este y se pone por el Oeste dando lugar a días en los que el día y la noche duran doce horas exactas. El resto del año el día y la noche tienen períodos de duración diferentes, siendo el día más corto el solsticio de invierno (21 de diciembre) y el más largo el solsticio de verano (21 de junio). 13
Además de variar el tiempo, que está sobre el horizonte, el Sol varía la altura que es capaz de alcanzar al mediodía. La posición del Sol, queda determinada mediante dos ángulos que son la altura y el azimut. La altura se define como el ángulo que forma el Sol, el observador y el horizonte mientras que el azimut es el ángulo que forma la proyección de la línea Solobservador con la dirección Sur. - Explica porqué se producen las estaciones. Porque la Tierra está inclinada (23º 27 ) respecto al plano de la órbita que describe alrededor del Sol. Al mediodía en el solsticio de verano, los rayos solares nos llegan casi verticalmente, el hemisferio Norte está expuesto más a los rayos solares; en los equinoccios de primavera y otoño los rayos del Sol son paralelos al ecuador y el solsticio de invierno, los rayos nos llegan con una gran inclinación y es el hemisferio Sur el que está más expuesto a los rayos del Sol. - Por qué el Sol visto desde la Tierra no sigue siempre la misma trayectoria?. Es debido a la inclinación de la órbita del Sol (eclíptica) respecto al ecuador de la Tierra. Eso hace que el sol no salga cada día por el mismo punto y que la altura que alcanza sobre el horizonte vaya cambiando. - Dibuja la posición más idónea de las placas en cada época del año. 14
- Si las placas que se van a colocar en el Centro no pueden seguir al Sol, es decir, deben estar fijas, cuál será la mejor inclinación?, y con qué orientación?. En el ejercicio anterior, los alumnos han observado que las placas siempre están orientadas hacia el Sur y la mejor posición de las placas varía a lo largo del año, en invierno más verticales y en verano más horizontales, por lo que el ángulo más conveniente corresponde a la posición de los equinoccios. Los paneles los tenemos que exponer al Sol y procurar que recojan la mayor cantidad posible de energía. Para ello, los paneles se orientan al Sur y se inclinan un cierto ángulo con respecto al suelo. En general se procura dar la inclinación adecuada para captar más energía a lo largo del año. Eso se da cuando la inclinación del panel es la misma que la latitud del lugar 10º. 2.-Cálculo de la potencia de la instalación. - Determina la mejor ubicación de las placas en tu centro y calcula la superficie que podrían ocupar. Los alumnos ya saben que las placas fotovoltaicas deben estar instaladas mirando hacia el Sur, por lo que es el momento de buscar en el Instituto la mejor ubicación para éstas y calcular la superficie que podrían ocupar. - Cuánta energía recibirían las placas al día? Zona I II III IV V Irradiación media (KW-h/m2) <3,8 3,8-4,2 4,2-4,6 4,6-5 >5 Si el Centro está ubicado en la zona III, recibe una irradiación solar media de 4,4 KW-h. Si la superficie que pueden ocupar las placas es de p.e. 100m 2 La energía que recibirían sería igual a 440 KW-h Irradiación media diaria en España según zonas climáticas. FUENTE: INM 15
- Determina la potencia eléctrica media que desarrollarán las placas si su rendimiento está en torno al 12%. Si en un día producen de media 440KW-h y consideramos que el número de horas de Sol es igual a 12 (equinoccios), la potencia solar que llega a las placas es de 36,6KW. Como el rendimiento es igual al 12%, la potencia eléctrica media que producen resulta: 4,4KW. - Calcula la potencia eléctrica que podrán tener las placas. La radiación óptima a mediodía en un día soleado es de 1.000W/m 2. P=1.000W/m 2.100m 2.0.12=12.000W=12KW (potencia máxima o potencia pico) 3.-Elementos necesarios para la conexión a la red eléctrica. - Investiga qué elementos son necesarios para conectar las placas eléctricas a Paneles solares fotovoltaicos, convierten la energía solar en energía eléctrica (continua) la red eléctrica general. Inversor: Convierte la corriente continua en corriente alterna. Contadores de energía eléctrica Red eléctrica Cuadros de seguridad FUENTE: http://www.solarizate.org/castellano/docencia/fichasalumnos.htm La investigación consiste en averiguar cuáles son los elementos necesarios para conectar las placas solares a la red eléctrica general. Las fuentes de información pueden ser diversas: Internet, libros, instalaciones existentes 16
Una instalación conectada a la red es aquella que vierte toda la energía que genera a la red eléctrica general, de manera que esté disponible para cualquier usuario. Los elementos que necesita la instalación conectada a la red son: los paneles fotovoltaicos, el inversor, las protecciones y los contadores. Para que sea posible la conexión con la red, la energía que producimos debe tener las mismas características que la existente en la red. Los paneles fotovoltaicos producen corriente continua y la corriente de la red es alterna; el inversor es el encargado de convertir la corriente continua en alterna y mantener los valores de tensión y frecuencia iguales a los de la red. Los equipos de seguridad están formados por interruptores automáticos: magnetotérmicos y diferenciales que protegen a las personas y a las instalaciones, ante cortocircuitos, sobrecargas y contactos indirectos. Por último los contadores, uno de entrada y otro de salida, se encargan de cuantificar la energía que hemos inyectado en la red y la que hemos consumido en el edificio. - Por qué hay dos contadores? Porque toda la energía producida en las placas hay verterla y venderla a la red general, por lo que hay un contador de salida o venta de energía y otro contador de entrada o compra de energía. Fuente: http://www.solarizate.org/pdf/castellano/profesor/profesor.pdf 17
ACTIVIDAD 4: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Con la ayuda de un polímetro determina las características eléctricas de una pequeña placa, en un día soleado y en un día nublado y con distintas inclinaciones. 1.-Medición de la Tensión o Voltaje Los alumnos, por equipos, realizarán las siguientes prácticas con pequeñas placas solares y un polímetro. Al final de cada una de las experiencias habrá una puesta en común, para comprobar los resultados obtenidos y extraer las conclusiones. 2.-Medición de la Intensidad de Corriente Día Soleado Día Nublado V 0º = V 45º = V 90º = I 0º = I 45º = I 90º = V 0º = V 45º = V 90º = I 0º = I 45º = I 90º = CONCLUSIONES: La tensión no varía prácticamente al cambiar la inclinación ni al recibir más o menos luz. La intensidad de corriente varía linealmente con la cantidad de luz que recibe. 18
ACTIVIDAD 5: CONEXIÓN SERIE Y PARALELO 1.-Conexión de placas en serie Conecta dos o más placas en serie y mide los valores de tensión y de corriente con el polímetro. - Dibuja el esquema eléctrico. - Anota los valores obtenidos: (ejemplo) Valores para 1 placa V= 1,12v I= 0,35 A Valores para 3 placas V= 3,33 v I= 0,35 A - Conclusiones: La tensión producida, por un conjunto de placas en serie, es la suma de las tensiones de cada una de ellas y la intensidad de corriente que suministran es la misma. 19
2.-Conexión de placas en paralelo Conecta dos o más placas en paralelo y mide los valores de tensión y de corriente con el polímetro. - Dibuja el esquema eléctrico. - Anota los valores obtenidos: (ejemplo) Valores para 1 placa V= 1,12 v I= 0,35A Valores para 3 placas V= 1,12v I= 1A - Conclusiones: La intensidad de corriente producida, por un conjunto de placas en paralelo, es la suma de las intensidades producidas por cada una de ellas y la tensión que produce el conjunto es la misma. 20
ACTIVIDAD 6: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN PROTOTIPO SOLAR En esta actividad se les propone a los alumnos la construcción de un prototipo solar, que funcione con un número de placas determinado. Al finalizar la construcción, se puede hacer una carrera solar en el patio del Instituto y así comprobar cuál es el coche más eficiente. El número de placas para cada grupo dependerá de las disponibles en el taller, no obstante, se recomienda utilizar un número par que permita hacer varias combinaciones, por ejemplo, con doce placas se pueden hacer dos ramas en paralelo de seis placas cada una, tres ramas en paralelo con cuatro placas cada una o cuatro ramas con tres placas en cada una. Se recomienda que para la carrera solar, la conexión entre las placas sea la misma para todos los grupos. 1.-Anteproyecto y proyecto Siguiendo las fases de un proyecto tecnológico diseña, junto con tu grupo, un coche eléctrico solar con un número determinado de placas. 2.-Construcción del prototipo 1º.-Medir y marcar las piezas de la carrocería teniendo en cuenta el tamaño de las placas y del resto de las piezas. 21
2º.-Soldar con estaño los terminales a la placa. 3º.-Cortar y ensamblar las piezas. 4º.-Fijar el motor a la estructura 5º.-Colocar las placas en la superficie del vehículo. 22
6º.-Conectar las placas en serie y/o en paralelo 3.-Evaluación Por último, se realiza la carrera solar en el patio del Instituto, con todos los prototipos construidos para valorar el diseño y la construcción. Os presentamos los prototipos situados en línea de salida construidos por: - Said Kassal - David Puerta - Jorge Sánchez - Bryan Yuste IES Salvador Victoria de Monreal del Campo (Teruel) 23
ACTIVIDAD 7: VELOCIDAD Y FUERZA Realiza distintas asociaciones de placas en serie y ramas en paralelo y comprueba cuando el coche solar tiene más velocidad y cuando tiene más fuerza. Para comprobar la velocidad, debes medir una distancia y el tiempo que le cuesta hacer el recorrido en cada caso. La velocidad la conseguirán obteniendo la máxima cantidad de tensión posible (la que aguante el motor), si por ejemplo se utilizan doce placas, pueden tener dos ramas con seis placas en serie en cada una. Para comprobar la fuerza en cada caso, haz que el coche suba por una rampa. Comienza con una inclinación pequeña y ve subiéndola poco a poco, hasta que el coche no disponga de la fuerza suficiente para ascender. Para obtener un par de fuerzas mayor en las ruedas, necesitarán más intensidad de corriente, por lo que si disponen de doce placas, pueden observar que el coche tiene más fuerza cuando conectan cuatro ramas en paralelo con tres placas en serie cada una, que cuando tienen sólo dos ramas. CONCLUSIONES - Al aumentar la tensión aumenta la velocidad del motor - Al aumentar la corriente aumenta la fuerza del motor 24