FORMATO ANTEPROYECTO

INFORMACIÓN GENERAL

Título del proyecto: Diseño del sistema eléctrico de un automóvil convencional impulsado por energías renovables. (Solar, eólica)

GRADO: 10 GRUPO: º 2

Nombre de los investigadores Roles Dirección electrónica

Cristian Torres Álvarez Líder Cristiant725@gmail.comDavid Alejandro Quintero Toro

Utilero davvidhr@gmail.com

Juan Daniel Galeano Usuga Vigía del tiempo- Comunicador Juangaleano22@gmail.comSantiago Arenas David Relator sarenasdavid@gmail.com

- Nombre del profesor asesor:

CATEGORÍA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ÁREA TEMÁTICAIngeniería eléctrica mecánica

- Tutor (asesor externo- adulto responsable administrativo para el manejo de recursos financieros y físicos):____________________________________________________________________________

Duración del proyecto Valor del proyecto Aporte externo Aporte Institucional

2 AÑOS $$$$$$ Universidad Pontificia Bolivariana (UPB)

ASESORA Paola vallejo Uribe SENAJuan Pablo Rivera

- ¿El proyecto es continuación de una propuesta presentada anteriormente?:

SI NO ¿Cuál es la innovación? Este proyecto está encaminado en diseñar un sistema eléctrico para un auto convencional utilizando energías renovables (eólica o solar) para funciones como encendido del radio, aire acondicionado, etc. Ya que la batería química que tiene incorporada el automóvil solo sea para su encendido

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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN

Diseño del sistema eléctrico de un automóvil convencional impulsado por energías renovables. (Solar, eólica)

PREGUNTA DE INNOVACIÓN

¿De qué manera se puede diseñar un sistema eléctrico para un vehículo convencional utilizando energías renovables? (Solar y eólica)

RESUMEN

Son innumerables los daños que son provocados por los automóviles por las emisiones de CO2, al ambiente y a los seres vivos, pero poco se han estudiado otros factores de estos sistemas que provocan contaminación, como las baterías que usualmente están hechas de Plomo-Acido que son componentes químicos extraídos por medio de la minería y son responsables de múltiples enfermedades respiratorias para las seres vivos, además, no se realizan procesos de reciclaje adecuados que garanticen su buen almacenamiento al final de su vida útil. El proyecto de investigación BUILDTRIC diseñará un sistema eléctrico alimentado por energías renovables (eólica y solar) para reemplazar las principales funciones del sistema eléctrico del automóvil. Aunque hemos concluido que inicialmente es difícil sustituir del todo la batería, la idea a largo plazo es lograr esto mediante paneles y generadores de mejor rendimiento.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Todo el mundo está consciente y habla sobre los automóviles y el problema de contaminación que conllevan, pero han sido pocas personas las cuales tomaron en consideración otras partes del vehículo como posibles contaminantes. Entre estos está la batería, las cuales en su mayoría están hechas de plomo-ácido, componentes químicos que al contacto con el ambiente ocasionan grandes anormalidades en este como destrucción de la capa de ozono y lluvias acidas entre otras.Las baterías de plomo-ácido son reciclables, cosa que casi nadie sabe, sin embargo su mal reciclaje ocasionan “las baterías de plomo-ácido plantean un riesgo al medio ambiente y a la salud humana. La fundición de plomo en el reciclaje de baterías presenta una amenaza a la salud de niños y trabajadores que están al contacto de este. Los efectos en la salud son: impactos negativos en el funcionamiento neurológico, deterioro cognitivo irreversible, daño renal, anemia y otras enfermedades.

ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS

Si no son recicladas correctamente, las baterías de plomo-ácido plantean un riesgo al medio ambiente y a la salud humana. Estas baterías se utilizan en los vehículos, en aplicaciones industriales, y en instalaciones de energía solar y eólica. Aunque la mayoría de las baterías de plomo-ácido son recicladas en países desarrollados, en otros países no lo hacen de una manera segura. La contaminación con plomo es un problema serio en países en vías de desarrollo. “Son 120 millones de personas las que están sobre expuestas al plomo en el mundo,” dice Perry Gottesfeld, presidente de OK International, una organización no-gubermental que pretende monitorear y reducir la exposición a contaminaciones industriales. La fundición de plomo en el reciclaje de baterías presenta una amenaza a la salud de niños y trabajadores en países en vías de desarrollo. Los efectos en la salud son: impactos negativos en el funcionamiento neurológico, deterioro cognitivo irreversible, daño renal, anemia y otras enfermedades. Gottesfeld acaba de publicar un estudio en la revista Energy Policy que subraya la importancia de reciclar baterías de plomo-ácido de una manera correcta.

Señala que la expansión de instalaciones solares en India y China en la próxima década significará más contaminación con plomo, ya que la minería, la producción de baterías y su reciclaje son ineficientes en estos países. China pierde el 33 por ciento del plomo al medioambiente por estas vías, e India el 22 por ciento. “A diferencia de los residuos electrónicos (e-waste), hay mucho valor en estas baterías,” dice Gottesfeld. “Una batería se carro puede costar 20 dólares. A veces se venden en la calle y hasta se derriten en la calle.” Así se libera el plomo al medioambiente – al aire y por el suelo – afectando a los trabajadores y las comunidades cercanas. Gottesfeld dice que hay que ofrecer incentivos a los fabricantes locales de las baterías, para que haya un sistema de reciclaje eficiente y seguro. En México también hay contaminación con plomo a causa de las baterías. En Junio 2011, OK International y Fronteras Comunes A.C. publicaron un reporte sobre la exportación de las baterías de plomo-ácido a México desde los EE.UU. reporte subraya la diferencia entre plantas modernas de reciclaje y las operaciones informales: “Pero a diferencia de las plantas modernas, las plantas de reciclaje pequeñas y las operaciones informales de reciclaje, se basan en el trabajo manual para desmantelar las baterías: el ácido suele arrojarse al suelo y a las alcantarillas y las cubiertas plásticas son quemadas por lo general como aditivo para combustible o se mezclan con los componentes de plomo en el horno.

La eficiencia de las operaciones de reciclaje de plomo varía ampliamente al igual que el uso de tecnologías de control de contaminación utilizadas para atrapar plomo y otros contaminantes. “El reporte concluye que el control de emisiones de plomo en el reciclaje de baterías es “tecnológicamente posible y económicamente viable” pero por ahora el promedio de exposición de los trabajadores en la planta recicladora que miraron era 55µg/dl, cinco veces más alto que trabajadores en los EEUU. Con leyes más estrictas en los EEUU, la preocupación es de compañías exportando sus baterías a otros países para reciclarlas. La regulación de esta industria es sumamente importante para la salud pública no solo de los trabajadores en las plantas recicladoras sino también las comunas colindantes a la plata.

OBJETIVOS

GENERAL:

Diseñar e implementar un sistema eléctrico alimentado por energías renovables, para un automóvil convencional (eólica y solar)

ESPECIFICO:

• Caracterización de los paneles solares para evaluar su eficiencia y su

respuesta frente a diferentes condiciones ambientales.

• Caracterizar un generador eólico casero para evaluar su eficiencia y su

respuesta frente a diferentes condiciones ambientales.

• Diseño y construcción de un convertidor (AC-DC) para acondicionar para

acondicionar la potencia generada por el generador eólico

• Diseñar un convertidor DC-DC para acondicionar la potencia generada por

los paneles solares

• Diseñar un sistema eléctrico básico alimentado por energía directa para

un automóvil convencional.

• Implementar el diseño al sistema eléctrico en un vehículo a escala

METODOLOGÍA:

• Estudio bibliográfico de la historia de los automóviles y de los autos eléctricos

• Estudio bibliográfico de dispositivos generadores

• 1 fase es diseñar el sistema solar el cual se le pondrá al automóvil

• 2 fase es diseñar el sistema eólico el cual se le pondrá el automóvil

• 3 fase es unir los dos diseños que se tienen para hacer el final

• En la fase final hacer implementarlo a un automóvil a escala

• De 15 paneles se dividirán en 3 para convertirlos en una tabla para lograr

caracterizarlos

• caracterizar todos los paneles con un multímetro

• Se hará unas pruebas con un carro de juguete para finalizar la caracterización de

los paneles

• *se conseguirá un generador para poder cambiar la energía química que tiene el

panel a una energía eléctrica*

BIBLIOGRAFÍACathy Macharis1, P. L. (2013). Electric versus conventional vehicles for logistics: A total cost of ownership. Barcelona, España.

JA Bohórquez, I. D. (2011). ANÁLISIS ANALISIS DE LA REGULACIÓN PARA LA COMERCIALIZACIÓN DE ENERGÍA PARA LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS. Medellin.

Kazimierczuk, D. M. DC-DC CONVERTERS FOR ELECTRIC VEHICLE APPLICATIONS.

Keoun, B. C. DESIGNING AN ELECTRIC VEHICLE CONVERSION. Melbourne.

Ming-Shi Huang, Y.-C. C.-Y.-C. Comprehensive Design of an Isolated AC-DC Converter to Emulate On-road Current of Electricaln Scooter for Testing ithium Battery.

Tanmay Sarkar, M. S. (2014). A Generalized Approach to Design the Electrical Power System of a Solar Electric Vehicle. Bhopal, India.

AVANCES

Nosotros hasta el momento hemos hecho de las etapas que dice el compañero en la metodología nosotros ya hicimos el barrido bibliográfico, nosotros exploramos los diferentes tipos de conexiones de los paneles solares hay diferentes estructuras de conexión nosotros hemos escogido una conexión en serie que nos permite aumentar el voltaje y a estos grupos que se unieron de esta manera también los conectamos en paralelo para ganar corriente y tener un dispositivo de mejor potencia. La potencia de nuestro dispositivo 17 voltios y 1.500 miliamperios (1.5) amperios nosotros ya hemos terminado la etapa de caracterización, los resultados de dicha caracterización son estos:ahora ya que tenemos caracterizado el panel y haber visto sus reacciones frente a diferentes condiciones ambientales vamos a empezar la caracterización de los generadores pero aún no se ha empezado con esa etapa del proyecto sobre el diseño de las aspas del generador eólico, hemos vistos algunos diseños los cuales estamos tomando en cuenta para nuestro generador. La idea de esto es hacer también una caracterización similar como los paneles solares. Nosotros pensamos ubicarlo en la rejilla del automóvil (el bómper) la idea es caracterizarlo con diferentes diseños de aspasEn que consiste caracterizar el generador en que vamos a probar distintas elises cual nos genera mayor voltaje y corriente, y también es buscar en qué lugar del auto se pondrá. Nosotros inicialmente lo queremos poner en el bomper pero ya con el tiempo veremos donde es más conveniente. Las pruebas iniciales serian someterlo a unos ventiladores explorar eso y al final sería ponerlo en un automóvil de alguno de los padres de mis compañeros para probarlo

AVANCES

Nosotros hasta el momento hemos hecho de las etapas que dice el compañero en la metodología nosotros ya hicimos el barrido bibliográfico, nosotros exploramos los diferentes tipos de conexiones de los paneles solares hay diferentes estructuras de conexión nosotros hemos escogido una conexión en serie que nos permite aumentar el voltaje y a estos grupos que se unieron de esta manera también los conectamos en paralelo para ganar corriente y tener un dispositivo de mejor potencia. La potencia de nuestro dispositivo 17 voltios y 1.500 miliamperios (1.5) amperios nosotros ya hemos terminado la etapa de caracterización, los resultados de dicha caracterización son estos:ahora ya que tenemos caracterizado el panel y haber visto sus reacciones frente a diferentes condiciones ambientales vamos a empezar la caracterización de los generadores pero aún no se ha empezado con esa etapa del proyecto sobre el diseño de las aspas del generador eólico, hemos vistos algunos diseños los cuales estamos tomando en cuenta para nuestro generador. La idea de esto es hacer también una caracterización similar como los paneles solares. Nosotros pensamos ubicarlo en la rejilla del automóvil (el bómper) la idea es caracterizarlo con diferentes diseños de aspasEn que consiste caracterizar el generador en que vamos a probar distintas elises cual nos genera mayor voltaje y corriente, y también es buscar en qué lugar del auto se pondrá. Nosotros inicialmente lo queremos poner en el bomper pero ya con el tiempo veremos donde es más conveniente. Las pruebas iniciales serian someterlo a unos ventiladores explorar eso y al final sería ponerlo en un automóvil de alguno de los padres de mis compañeros para probarlo