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AUTOS
SOLARES MAURICIO FONSECA CLAVIJO
KAREN JULIETH GOMEZ
LUISA FERNANDA LOZADA OTALORA
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IN ROD CCIN
Cada da cae sobre la Tierra ms energa proveniente de los
rayos solares que la cantidad total de energa que los 5,9 mil
millones de habitantes terrestres consumiran en 27 aos
!"lo en las #ltimas d$cadas cuando hay mayores demandas
de energa, problemas ambientales crecientes y unadisminuci"n de las %uentes de combustibles %"siles& hemos
volcado la atenci"n hacia las opciones de energa alternativa
y concentrado nuestra atenci"n en e'plotar con seriedad
estos tremendos recursos
(l presente traba)o muestra las cualidades de la energasolar y su uso en el mbito automotri*, viendo como el
hombre se ha es%or*ado por tratar de aprovechar al m'imo
la energa solar
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OBJE IVOS
(ntender el proceso de conversi"n de la energa solar para
poder ser utili*ada por el hombre
Como puede ser utili*ada en medios de transporte terrestre
+a importancia del vehculo solar
uncionamiento de un vehculo solar
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COMO TRABAJA LAENERGIA SOLAR?
+a celdas solares -. o %otovoltaicas %uncionan ba)o el
principio de que la electricidad circular entre dos
semiconductores dismiles al ponerlos en contacto uno con
el otro y ser e'puestos a la lu* Conectando un n#mero de
estas celdas entre s, se apreciar que se produce una #til yabundante circulaci"n de corriente el$ctrica /n con)unto de
dos o ms unidades de celdas %otovoltaicas de iguales
caractersticas constituyen un m"dulo %otovoltaico
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GENERACIONELCTRICA
-or causa de sus propiedades el$ctricas, los m"dulos
%otovoltaicos producen corriente continua en lugar de corriente
alterna 0C1 +a corriente continua 0CC se caracteri*a por el
pasa)e de electrones circulando en una sola direcci"n 0el tipo de
corriente que obtiene de una pila o de un elemento de linterna+a corriente alternada es una circulaci"n de electrones que
invierte su direcci"n a intervalos regulares, como por e)emplo la
provista por las compaas generadoras a trav$s de la red de
distribuci"n nacional +a C1 es necesaria para accionar la
mayora de los arte%actos grandes, re%rigeradoras, etc
(n los sistemas %otovoltaicos ms sencillos, la corriente
continua se usa directamente (n las aplicaciones en donde es
necesaria la C1, se agrega al sistema un 3inversor3, que
convierte la cc en ca
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COMPONENTES BSICOSDE UN SISTEMA
+os paneles solares son s"lo uno de los elementos de un
sistema solar completo -ara poder ser usado en
aplicaciones similares a la que se obtiene a trav$s de la
distribuci"n domiciliaria, necesita un inversor para convertir
la electricidad de CC en C1, compatible con laalimentaci"n de la lnea de canali*aci"n Tambi$n es
necesario contar con un sistema de bateras y un regulador
de carga, adems de un conmutador de control para
accionar dispositivos de emergencia (n instalaciones ms
sencillas, tambi$n necesitar una batera para cargasdiurnas, un regulador de carga para llevar a cabo con
e%iciencia esta %unci"n, y un inversor & en caso que necesite
C1
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EFECTOFOTOELCTRICO
(l (%ecto otoel$ctrico es la %ormaci"n y liberaci"n de
partculas el$ctricamente cargadas que se produce en la
materia cuando es irradiada con lu* u otra radiaci"n
electromagn$tica (l t$rmino e%ecto %otoel$ctrico designa
varios tipos de interacciones similares (n el e%ecto%otoel$ctrico e'terno se liberan electrones en la super%icie de
un conductor metlico al absorber energa de la lu* que
incide sobre dicha super%icie (ste e%ecto se emplea en la
c$lula %otoel$ctrica, donde los electrones liberados por un
polo de la c$lula, el %otoctodo, se mueven hacia el otro polo,el anodo, ba)o la in%luencia de un campo el$ctrico(l t$rmino
e%ecto %otoel$ctrico tambi$n puede re%erirse a otros tres
procesos4
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FOTOIONIZACIN
+a %otoioni*aci"n es la ioni*aci"n de un gas por la lu* u otra
radiaci"n electromagn$tica -ara ello, los %otones tienen que
poseer la su%iciente energa para separar uno o ms
electrones e'ternos de los tomos de gas
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FOTOCONDUCCIN
(n la %otoconducci"n, los electrones de materiales
cristalinos absorben energa de los %otones y llegan as a la
gama de niveles de energa en la que pueden despla*arse
libremente y conducir electricidad
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EFECTOFOTOVOLTAICO
(n el e%ecto %otovoltaico, los %otones crean pares electr"n&
hueco en materiales semiconductores (n un transistor, este
e%ecto provoca la creaci"n de un potencial el$ctrico en la
uni"n entre dos semiconductores di%erentes
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FABRICACIN DECELULAS SOLARES
(l proceso de %abricaci"n de una c$lula %otovoltaca consta de
dos partes bien di%erenciadas4
(laboraci"n y puri%icaci"n del semiconductor a utili*ar, bien seasilicio, germanio, arseniuro de galio
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FABRICACIN CLULAFOTOVOLTICA+a %abricaci"n de una c$lula de silicio mono cristalino es el siguiente4
+a materia prima es el slice, que se e'trae mediante reducci"n, obteniendo el llamado
silicio metal#rgico, con una pure*a del 96, se vuelve a puri%icar hasta llegar al silicio
en grado semiconductor, con una pure*a del 99,9996
!e introduce el silicio en un crisol con impure*as de boro, %ormando una masa %undida
que alcan*a una temperatura de unos 88:C !e dispone de una varilla en cuyoe'tremo se sit#a un germen de silicio que hace que comience el proceso de
solidi%icaci"n al ponerse en contacto con la masa !e denomina m$todo !*chrals;y
/na ve* obtenido el cilindro de silicio mono cristalino, se corta en delgadas obleas, de
unos ,< mm +a capa super%icial se restaura del corte mediante baos qumicos y,
posteriormente, la oblea se introduce en hornos especiales que alcan*an entre y
:C y que contienen una atm"s%era rica en %"s%oro 1h, el %"s%oro se va di%undiendoes la cara que se quiere dopar y %orma as la uni"n -&= 1 continuaci"n se dota a la
oblea de una capa anti re%lectante para un mayor aprovechamiento de la radiaci"n solar,
as como los contactos "hmicos para poder conectar la oblea %otovoltaica y, para
%inali*ar, se comprueba y se miden las caractersticas espectrales de la c$lula solar
%abricada
+as c$lulas solares de silicio mono cristalino estn basadas en la uni"n del silicio, uhomouni"n, en contraposici"n a otros tipos de c$lulas solares, como el arseniuro de
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!>+>C>? /=@>@?
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EL SILICIO
(l silicio es un elemento qumico metaloide, su numero
at"mico es 8 y situado en el grupo 8 de la tabla peri"dica de
los elementos qumicos %ormando parte de la %amilia de los
carbonoideos de smbolo !i (s el segundo elemento ms
abundante en la corte*a terrestre 027,76 en peso despu$sdel o'igeno !e presenta en %orma amor%a y cristali*adaA el
primero es un polvo pardu*co, ms activo que la variante
cristalina, que se presenta en octaedros de color a*ul
grisceo y brillo metlico
(l silicio cristalino tiene una dure*a de 7, su%iciente pararayar el vidrio, de dure*a de 5 a 7 (l silicio tiene un punto de
%usi"n de 8 BC, un punto de ebullici"n de 2
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(l !ilicio es todava el material ms popular para la %abricaci"n de
la mayora de las c$lulas solares para aplicaciones comerciales
porque es abundante en la naturale*a -ara ser #til en las c$lulas
solares, debe ser re%inado al 9999996 de pure*a+a estructura molecular de una celda individual de silicio es
uni%orme, lo que es ideal para una e%iciente trans%erencia de
electrones -ara hacer una celda %otovoltaica e%ectiva, se le
agregan 3impure*as3 0dopado para que se convierta en tipo&n o
tipo&p /na segunda manera mucho ms econ"mica lo constituyeel silicio semicristalino, que consiste de varios cristales ms
pequeos conocidos como 3semillas,3 que introducen 3lmites
entre gracutenulos3 al s"lido !on estas barreras lo que impide la
circulaci"n o pasa)e de electrones y los estimulan a recombinarse
con las 3lagunas3 Day un compromiso entre el costo y la
reducci"n de potencia -ara crear las di%erentes capas
semiconductoras, el silicio se deben introducir impure*as, sea
con un elemento que posea un electr"n en demasa 0sobrante o
por de%ecto 0%altante Euntando las capas FnG y FpG se crea la
)untura que provoca que el material genere electricidad cuando se
encuentra %rente a una %uente de lu*
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FUNCIN DEL SILICIO
Tres son las tecnologas disponibles, toda altamente
con%iables @os de estas tecnologas requieren cristal de
silicio, sea mono&cristalino o poli cristalino +a tercera
tecnologa utili*a delgadas pelculas de silicio 3amor%o3
impuri%icado+as Hono cristalinas
+as Hulti o poli cristalinas
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-ara los paneles solares de silicio 1mor%o, el material
es vapori*ado y depositado sobre vidrio o acero
ino'idable (ste procedimiento genera c$lulas menos
e%icientes, pero s"lo requieren de una pelcula de siliciode un espesor burdamente estimado en un quinto de
las celdas mono o poli 1l mismo tiempo los costos de
la tecnologa de producci"n son menores que la de los
otros m$todos Con esta tecnologa adopta laapariencia de 3vidrio coloreado3 I- !olare' posee dos
tecnologas de pelcula delgada de las cuales s"lo una
est ya disponible en volumen comercial
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CRISTAL DE SILICIO
POLICRISTALINO
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HISTORIA DE LOSAUTOS SOLARES
+a historia de los autos solares se remonta a 92, cuando un
visionario aventurero australiano, de origen dan$s, Dans
Tholstrup, y el piloto de carreras +arry -er;ins, construyeron
y mane)aron el primer auto solar, el 3I- Juiet 1chiever3 desde
-erth hasta !idney Cru*ar 1ustralia de oeste a este por untotal de 85 Km tom" 2 das con un promedio de velocidad
de 2< ;mLh
(l prop"sito de este primer auto, %ue el de mostrar al mundo
tres cosas bsicamente, que la energa solar era una %uente
muy importante y su%icientemente desarrollada para sustituir a
los combustibles %"siles, que el transporte terrestre tiene
alternativas no contaminantes como el vehculo el$ctrico, y
crear el inter$s en el mundo cient%ico por el desarrollo de
ambas
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(l primer %ruto de este prop"sito se dio en 95, cuando el sui*o /rs
HuntMyler cre" la primera competencia mundial de autos solares el 3Tour
de !ol3, misma que cre" una gran e'pectaci"n y atra)o la mirada del
mundo @esde entonces esta carrera se celebra anualmente en europa
1 pesar de que la historia del autom"vil el$ctrico es ms antigua que la de
los es evidente el gran auge que a tomado la idea del vehculo el$ctrico a
partir de este tipo de competencias que de%initivamente an logrado captar
el inter$s del mundo cient%ico, en%ocndolo al desarrollo del vehculoel$ctrico
+a Neneral Hotors, despu$s de haber ganado el Oorld !olar Challenge en
97 con su e'traordinario autom"vil solar, el 3!unraycer3, decidi"
disear y construir con miras comerciales, uno de los autos el$ctricos
ms prometedoresA el 3(.3 (ste autom"vil es capa* de desarrollar
velocidades de ;mLh y tiene una autonoma de 9 ;m a un velocidadde 9 ;mLh
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-P?T?T>-?!
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COMO FUNCIONA UNAUTO SOLAR?
& +a energa del !ol se convierte directamente en
electricidad por las celdas solares
2& (sta electricidad es almacenada en bateras
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CONCLUCIN
(n el presente traba)o in%ormativo hemos podido apreciar las
di%erentes virtudes de la energa solar, en %orma especial en
lo relacionado con el mundo automotri* y a su ves como el
hombre ha ido innovando da a da para su me)or
aprovechamiento, todo esto con la intenci"n de lograrm$todos de transporte mas sanos para el medio ambiente y
para la salud de las personas, sin embargo se han visto
a%ectados por los altos costos de producci"n que implica
poner en %uncionamiento un autom"vil solar y su adaptaci"n
al transporte urbano +a in%ormaci"n que mas abunda sobre
el tema solo se relaciona con vehculos de competencias, he
de esperar que se pueda per%eccionar y adaptar al transporte
de pasa)eros como una buena alternativa para combatir la
contaminaci"n