PROYECTO “CARRO SOLAR”

PROYECTO “CARRO SOLAR”

Introducción:

Hoy en día el problema de la contaminación nos afecta a todos los habitantes del

planeta tierra. Cada vez nuestro mundo se contamina más y mas debido a las

necesidades que nos implica la vida. Algunos contaminantes frecuentes son: El

ruido, la contaminación de la basura en el suelo, el alto índice de smog en el aire,

una gran de fuente de contaminación son las baterías comunes que todos usamos

en nuestra vida cotidiana, esto contamina en gran manera ya que las pilas dentro,

contienen componentes químicos que al ambiente son muy contraproducentes y al

dejar de funcionar las pilas es muy difícil eliminar o reciclar estos residuos que

tardarían miles de años para desintegrarse. La mayoría de los juguetes contienen

pilas que contaminan en gran manera por eso hoy se plantea una alternativa

agradable al ambiente.

La importancia de un automóvil solar no radica en que:

*Un automóvil solar es un verdadero proyecto de investigación y desarrollo de

adelantos tecnológicos en aerodinámica, materiales, fotoceldas, electrónica,

motores, baterías y llantas.

* Un automóvil solar, resalta los términos "eficiencia" y "energía solar" de una

manera por demás atractiva, lo que ha provocado un efervescente interés por estos

términos entre los ingenieros. El automóvil solar, es capaz de recorrer enormes

distancias y viajar a una velocidad promedio de 70 km/h con una potencia menor a

1 kw, potencia equiparable a aquélla que se podría encontrar en cualquier aparato

electrodoméstico. La idea de realizar grandes cantidades de trabajo utilizando muy

poca potencia, es exactamente lo que es la eficiencia. Esto se logra, gracias a que

el auto solar utiliza en su construcción materiales muy ligeros y resistentes,

logrando obtener el menor peso para una estructura con una resistencia que

cumple con los requisitos de seguridad, también, se reducen al máximo las

pérdidas mecánicas por fricción en rodamientos, y en la transmisión, se tiene una

forma aerodinámica de muy bajo coeficiente de arrastre, se reducen las pérdidas

en la electrónica usando componentes de calidad y diseñando circuitos que

manejen una adecuada relación voltaje-corriente.

PLANTEAMIENTO:

¿Cómo utilizar de manera eficaz los recursos naturales de energía en lugar de

baterías para buscar reducir la contaminación del medio ambiente?

OBJETIVO:

Utilizar la energía solar al construir un carro con un control remoto remplazando las

baterías. HIPOTESIS:

Si nuestro carro proporcionara una menor contaminación al medio ambiente,

entonces utilizará celdas solares aprovechando al máximo la energía del sol.

VARIABLES.

VARIABLE INDEPENDIENTE: Generar energía eléctrica mediante un panel solar.

VARIABLE DEPENDIENTE: Aprovechar mas la energía solar obteniendo un

funcionamiento correcto del vehículo.

MARCO TEORICO:

¿Qué son las celdas solares?

Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en

electricidad, ya sea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente

mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.

La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el

cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce

una diferencia del fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz

de conducir una corriente a través de un circuito externo de modo de producir

trabajo útil.

[1]

¿Cómo se hacen las celdas solares?

Las celdas solares son de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers)

monocristalinas, planchas policristalinas o láminas delgadas

Las planchas monocristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro

espesor) se cortan de un gran lingote monocristalino que se ha desarrollado a

aproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de

una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.

Las planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el

silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en

planchas. Como las planchas policristalinas son hechas por moldeo son

apreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas

monocristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la

estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.

En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde

como polvo durante el cortado. El silicio amorfo, una de las tecnologías de lámina delgada, es creado depositando

silicio sobre un substrato de vidrio de un gas reactivo tal como silano (SiH4). El

silicio amorfo es una de grupo de tecnologías de lámina delgada. Este tipo de

célula solar se puede aplicar como película a substratos del bajo costo tales como

cristal o plástico. Otras tecnologías de lámina delgada incluyen lámina delgada de

silicio multicristalino, las celdas de seleniuro de cobre e indio/sulfuro de cadmio, las

celdas de teluro de cadmio/sulfuro del cadmio y las celdas del arseniuro de galio.

Las celdas de lámina delgada tienen muchas ventajas incluyendo una deposición y

un ensamblado más fácil, la capacidad de ser depositadas en substratos o

materiales de construcción baratos, la facilidad de la producción en masa, y la gran

conveniencia para aplicaciones grandes.

[2]

En la producción de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas

(dopado) para crear una región tipo p y una región tipo n de modo de producir una

unión p-n. El dopado se puede hacer por difusión a alta temperatura, donde las

planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en forma de vapor.

Hay muchos otros métodos de dopar el silicio. En la fabricación de algunos

dispositivos de lámina delgada la introducción de dopantes puede ocurrir durante la

deposición de las láminas o de las capas.

Un átomo del silicio tiene 4 electrones de valencia (aquellos más débilmente

unidos), que enlazan a los átomos adyacentes. Substituyendo un átomo del silicio

por un átomo que tenga 3 o 5 electrones de la valencia producirá un espacio sin un

electrón (un agujero) o un electrón extra que pueda moverse más libremente que

los otros, ésta es la base del doping. En el doping tipo p, la creación de agujeros,

es alcanzada mediante la incorporación en el silicio de átomos con 3 electrones de

valencia, generalmente se utiliza boro. En el dopaje de tipo n, la creación de

electrones adicionales es alcanzada incorporando un átomo con 5 electrones de

valencia, generalmente fósforo.

Una vez que se crea una unión p-n, se hacen los contactos eléctricos al frente y en

la parte posterior de la célula evaporando o pintando con metal la plancha. La parte

posterior de la plancha se puede cubrir totalmente por el metal, pero el frente de la

misma tiene que tener solamente un patrón en forma de rejilla o de líneas finas de

metal, de otra manera el metal bloquearía al sol del silicio y no habría ninguna

respuesta a los fotones de la luz incidente.

(Fotos de la Fabricación de celdas solares)

[3] ¿Cuánto cuesta hacer celdas solares?

La fabricación de las celdas solares es muy costosa debido a la tecnología usada

así como también los materiales usados en las mismas.

Aproximadamente su precio oscila entre $200 con un voltaje de 4.5V y 300mAh

Mientras mas voltaje tenga es mayor su precio aproximadamente una celda solar

de 12 volts. Nos costara aproximadamente $400.

¿Se producen en México las celdas solares? ¿Dónde se producen?

En México actualmente si se fabrican las celdas solares en MITSUBISHI México.

Aunque en México aun no se establece un mercado extenso que fabriquen celdas

solares.

Actualmente se plantea la posibilidad de abrir una nueva fabrica con las siguientes

características.

Nueva fábrica de módulos foto voltaicos tipo tandem.

Esta fábrica tendrá una capacidad de fabricación de 40

MW por año y será construida a continuación de la

planta existente en Isahaya y la fecha de inicio de

operaciones será en abril de 2007.-

Las dimensiones de la planta a vista de pájaro son 150

m de ancho

...