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8/17/2019 proyecto de automovil turistico
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE
QUERETARO
Taller de investigación II
“Colocación de un otor el!ctrico alientado
"or "aneles solares en ve#$culo de trans"ortetur$stico en "o%lado de &ernal '"io( E)e*uiel
'ontes+(
ALU'NOS
'ar$a del Rosario 'art$ne) ,-.e)'ar$a Leticia /ara)0a 1ern-nde)
2RO3R( LAURA GUADALU2E A2ONTE ALDANA
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Planteamiento del problema
Actualmente se encuentra un servicio de unidades de transporte turístico en elpoblado de Bernal, el cual traslada a las personas desde el jardín hasta el pie del
monolito los cuales son vehículos motorizados de 3 llantas con un motor de
motocicleta a base de gasolina como combustible.
En este vehículo se transporta el máximo de 4 personas incluendo al conductor.
Este servicio usa combustible de gasolina por lo !ue se hace mu caro para los
propietarios, pues tienen !ue aumentar el precio para transportar a las personas
"recuentemente al igual !ue se incrementa el precio de la gasolina, lo cual hace
!ue este servicio sea menos disponible para los usuarios !ue haa pocasunidades en servicio.
Al haber "altante de unidades los pobladores turistas se !uejan, de !ue los
conductores solo transportan a las personas !ue pagan más por el servicio. #e
necesita bajar el precio del pasaje para hacer !ue el servicio sea más accesible
para los visitantes pobladores.
El poblado de Bernal es pe!ue$o pero al mismo tiempo es transitado mu
visitado por personas de todo el mundo.
En Bernal las calles son angostas mu inclinadas por lo !ue se di"iculta entrarcon vehículos al centro del poblado esto genera !ue el visitante pierda tiempo
por el transito el recorrido por las calles hasta el nacimiento de la pe$a.
%or lo !ue estos transportes pe!ue$os motorizados se vuelven como el más
id&neo para la in"raestructura del poblado.
En este sitio ha lugares donde uno puede descansar pero al mismo tiempo ha
lugares lejanos !ue tambi'n son bonitos para visitar, es por eso !ue la "acilidad
para transportarse en estos vehículos pe!ue$os se vuelve atractivo para el turista
una opci&n de traslado para los mismos pobladores.
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Justificación del problema
(a colocaci&n de un motor el'ctrico alimentado por paneles solares en losvehículos de 3 ruedas utilizados como transporte turístico del poblado de Bernal
será una mejora en el medio ambiente en la sustituci&n de los actuales motores.
)mplementamos este proecto para determinar un mejor "uncionamiento
rendimiento del vehículo sin utilizar combustibles como la gasolina utilizando el
motor el'ctrico alimentado de paneles solares para !ue de esta manera se ahorre
dinero disminua la contaminaci&n.
(os due$os de la unidad podrán mantener un precio accesible para los turistas
toda persona !ue re!uiera sus servicios, como son el transporte para el trasladode los mismos pobladores colaborando para conocer el poblado de Bernal sus
hermosos lugares aleda$os.
%or lo tanto esto generara !ue las unidades sean más rentables disminua la
contaminaci&n en este poblado a !ue es mu visitado por personas !ue son de
di"erentes lugares.
El motor el'ctrico alimentado por paneles solares es más e"iciente por!ue el lugar
es mu soleado por lo tanto la energía !ue se podría capturar nos brindara la
potencia !ue necesitamos para el motor el'ctrico.
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Hipótesis
#e espera !ue con el motor el'ctrico en el vehículo "uncione mejor para !uecomparado con el motor de gasolina pueda tener la misma capacidad
*rendimiento, velocidad+ para incrementar la potencia !ue se le apli!ue a este
vehículo !ue es utilizado para transportar a los habitantes turistas.
Al guardar la energía solar, los paneles solares, alimentaran el motor el'ctrico,
esto nos permita reutilizar energía sin necesidad de usar gasolina, así reduciremos
costos !ue serán en bene"icio de la poblaci&n !ue los utiliza.
(a contaminaci&n se verá reducida al utilizar motores el'ctricos, a !ue el gas
!ue genera el motor a base de gasolina contamina este lugar !ue es un atractivoturístico por ser un lugar con una amplia diversidad de "auna en la puerta de la
sierra.
Este vehículo tiene bastantes cualidades a !ue es mu pe!ue$o, se podrá cargar
con electricidad lo cual reduce el costo a !ue si "uera de gasolina su vez la
batería de este vehículo la puedes cargar en cual!uier lugar donde haa una
conexi&n en cual!uier lugar así como cargar un celular sin necesidad !ue sean las
paneles solares el tiempo de cargar es poco.
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Marco Teorico
ehículo el'ctrico
-n vehículo el'ctrico es un vehículo de combustible alternativo impulsado por uno
o más motores el'ctricos. (a tracci&n puede ser proporcionada por ruedas o
h'lices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de
motores no rotativos, como los motores lineales, los motores inerciales, o
aplicaciones del magnetismo como "uente de propulsi&n, como es el caso de los
trenes de levitaci&n magn'tica.
/u' son las celdas solares0
(as celdas solares o paneles solares son dispositivos !ue convierten energía solar
en electricidad, a sea directamente vía el e"ecto "otovoltaico, o indirectamente
mediante la previa conversi&n de energía solar a calor o a energía !uímica.
(a "orma más com1n de las celdas solares se basa en el e"ecto "otovoltaico, en el
cual la luz !ue incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce
una di"erencia del "oto2voltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es
capaz de conducir una corriente a trav's de un circuito externo de modo de
producir trabajo 1til.
&mo se hacen las celdas solares0
(as celdas solares son de silicio se elaboran utilizando planchas *a"ers+
monocristalinas, planchas policristalinas o láminas delgadas. (as planchas
monocristalinas *de aproximadamente 563 a 567 de milímetro espesor+ se cortan
de un gran lingote monocristalino !ue se ha desarrollado a aproximadamente
54889, este es un proceso mu costoso. El silicio debe ser de una pureza mu
elevada tener una estructura cristalina casi per"ecta.
(as planchas policristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el
silicio "undido es vertido en un molde se lo deja asentar. Entonces se rebana enplanchas. omo las planchas policristalinas son hechas por moldeo son
apreciablemente más baratas de producir, pero no tan e"iciente como las celdas
monocristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imper"ecciones 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.
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(as celdas de lámina delgada tienen muchas ventajas incluendo una deposici&n
un ensamblado más "ácil, la capacidad de ser depositadas en substratos o
materiales de construcci&n baratos, la "acilidad de la producci&n en masa, la
gran conveniencia para aplicaciones grandes.
En la producci&n de celdas solares al silicio se le introducen átomos de impurezas*dopado+ para crear una regi&n tipo p una regi&n tipo n de modo de producir una
uni&n p2n. El dopado se puede hacer por di"usi&n a alta temperatura, donde las
planchas se colocan en un horno con el dopante introducido en "orma de vapor.
:a muchos otros m'todos de dopar el silicio. En la "abricaci&n de algunos
dispositivos de lámina delgada la introducci&n de dopantes puede ocurrir durante
la deposici&n de las láminas o de las capas.
-n átomo del silicio tiene 4 electrones de valencia *a!uellos más d'bilmente
unidos+, !ue enlazan a los átomos adacentes. #ubstituendo un átomo del silicio
por un átomo !ue tenga 3 o ; electrones de la valencia producirá un espacio sin
un electr&n *un agujero+ o un electr&n extra !ue pueda moverse más libremente
!ue los otros, 'sta es la base del doping. En el doping tipo p, la creaci&n de
agujeros, es alcanzada mediante la incorporaci&n en el silicio de átomos con 3
electrones de valencia, generalmente se utiliza boro. En el dopaje de tipo n, la
creaci&n de electrones adicionales es alcanzada incorporando un átomo con ;
electrones de valencia, generalmente "&s"oro.
-na vez !ue se crea una uni&n p2n, se hacen los contactos el'ctricos al "rente
en la parte posterior de la c'lula evaporando o pintando con metal la plancha. (a
parte posterior de la plancha se puede cubrir totalmente por el metal, pero el "rente
de la misma tiene !ue tener solamente un patr&n en "orma de rejilla o de líneas
"inas de metal, de otra manera el metal blo!uearía al sol del silicio no habría
ninguna respuesta a los "otones de la luz incidente.
uánto cuesta hacer celdas solares0
(a "abricaci&n de las celdas solares es mu costosa debido a la tecnología usada
así como tambi'n los materiales usados en las mismas. Aproximadamente su
precio oscila entre oscostara aproximadamente
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&mo "uncionan las celdas solares0
%ara entender la operaci&n de una c'lula "otovoltaica, necesitamos considerar la
naturaleza del material la naturaleza de la luz del sol. (as celdas solares están
"ormadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p silicio tipo n. (a
luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio el campo
interno producido por la uni&n !ue separa algunas de las cargas positivas*agujeros+ de las cargas negativas *electrones+ dentro del dispositivo "otovoltaico.
(os agujeros se mueven hacia la capa positiva o capa de tipo p los electroneshacia la negativa o capa tipo n. Aun!ue estas cargas opuestas se atraenmutuamente, la maoría de ellas solamente se pueden re combinar pasando atrav's de un circuito externo "uera del material debido a la barrera de energíapotencial interno. %or lo tanto si se hace un circuito se puede producir unacorriente a partir de las celdas iluminadas, puesto !ue los electrones libres tienen!ue pasar a trav's del circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
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(a cantidad de energía !ue entrega un dispositivo "otovoltaico está determinado
por
C El tipo el área del material
C (a intensidad de la luz del sol
C (a longitud de onda de la luz del sol
%or ejemplo, las celdas solares de silicio monocristalino actualmente no pueden
convertir más el de 7;D de la energía solar en electricidad, por!ue la radiaci&n en
la regi&n in"rarroja del espectro electromagn'tico no tiene su"iciente energía como
para separar las cargas positivas negativas en el material.
(as celdas solares de silicio policristalino en la actualidad tienen una e"iciencia de
menos del 78D las celdas amor"as de silicio tienen actualmente una e"iciencia
cerca del 58D, debido a p'rdidas de energía internas más altas !ue las del siliciomonocristalino.
-na típica c'lula "otovoltaica de silicio monocristalino de 588 cm7 producirá cerca
de 5.; vatios de energía a 8.; voltios de orriente ontinua 3 amperios bajo la
luz del sol en pleno verano *el 5888m27+. (a energía de salida de la c'lula es
casi directamente proporcional a la intensidad de la luz del sol. *%or ejemplo, si la
intensidad de la luz del sol se divide por la mitad la energía de salida tambi'n será
disminuida a la mitad+.
-na característica importante de las celdas "otovoltaicas es !ue el voltaje de la
c'lula no depende de su tama$o, sigue siendo bastante constante con el cambio
de la intensidad de luz. (a corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi
directamente proporcional a la intensidad de la luz al tama$o. %ara comparar
diversas celdas se las clasi"ica por densidad de corriente, o amperios por
centímetro cuadrado del área de la c'lula.
(a potencia entregada por una c'lula solar se puede aumentar con bastante
e"icacia empleando un mecanismo de seguimiento para mantener el dispositivo
"otovoltaico directamente "rente al sol, o concentrando la luz del sol usando lentes
o espejos. #in embargo, ha límites a este proceso, debido a la complejidad de los
mecanismos, de la necesidad de re"rescar las celdas. (a corriente es
relativamente estable a altas temperaturas, pero el voltaje se reduce, conduciendo
a una caída de potencia a causa del aumento de la temperatura de la c'lula.
Ftros tipos de materiales "otovoltaicos !ue tienen potencial comercial incluen el
diselenide de cobre e indio *u)n#e7+ teluo de cadmio *d@e+ silicio amor"o
como materia prima.
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&mo Gunciona un Auto #olar0
52 (a energía del #ol se convierte directamente en electricidad por las celdas
solares.
7.2 Esta electricidad es almacenada en baterías.
3.2 -n controlador recibe la energía de las baterías mueve un motor el'ctrico !ue
por medio, la transmisi&n mueve las ruedas. El piloto dentro de la cabina tiene los
elementos básicos !ue ha en cual!uier otro auto, como son, volante, acelerador
"reno. (o 1nico !ue no tiene es un HclutchH o embrague, a !ue un auto solar no
necesita caja de velocidades.
Existen tres tipos de categoría de vehículos solares
52(os !ue pueden "uncionar prácticamente con el #ol, sin re!uerir apenas batería.
Este tipo tiene el l&gico inconveniente de !ue si pasa por lugares con sombras o sise nubla se reduce en gran medida sus posibilidades o se para. Básicamente este
tipo de vehículo solo se construen para los grandes Ialls #olares pues son poco
utiles en la vida cotidiana por su gran envergadura.
72(os !ue usan los paneles para acumular energía en una o varias baterías el
motor se alimenta de ellas, los paneles aportan una gran parte de la energía !ue
se re!uiere para su "uncionamiento. Es el tipo de vehículo más com1n al permitir
una envergadura más acorde con las dimensiones habituales.
32(os vehículos el'ctricos !ue como mucho llevan alg1n pe!ue$o panel a "in de
mantener la batería o e"ectuar pe!ue$as recargas básicamente se cargan de la
red el'ctrica. %ara !ue este tipo de vehículos se consideren solares es
imprescindible !ue en el lugar de la recarga exista una instalaci&n de energía solar
!ue proporcione la energía necesaria. %uede ser una instalaci&n aut&noma *con
baterías+ o con conexi&n a la red el'ctrica !ue es más e"iciente, de esta "orma
aun!ue no coincidan los momentos de insolaci&n con las horas de recarga del
vehículo el balance energ'tico "inal es lo !ue cuenta.
E(EJ)I E( E:)-(F
En principio lo más "ácil es partir de un vehículo existente en este caso el triciclo.?ependiendo del uso !ue se le !uiera dar se adaptara mejor uno u otro tipo.
@ambi'n es importante valorar si !ueremos un vehículo de 4 ruedas con una cierta
potencia !ue pueda legalizarse *pasar la )@+ o si será un vehículo de 3 ruedas
para pe!ue$os desplazamientos con velocidad in"erior a 48 Km6h. por tanto
tendrá la categoría de bicicleta o ciclomotor. :a !ue tener en cuenta !ue cuanta
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maor super"icie dispongamos para paneles maor autonomía dispondrá el
vehículo.
=F@FI
(a parte más importante del vehículo solar es el motor el'ctrico, de el depende no
solo la velocidad prestaciones sino la parte más importante !ue es el consumo
de energía. Actualmente existen gran variedad de motores de corriente continua,
tambi'n es posible utilizar motores de corriente alterna *poco aconsejable pues las
perdidas de energía son maores los elementos de control trabajan con
tensiones mas elevadas por tanto peligrosas+(o más aconsejable es instalar un
motor de corriente continua de la potencia adecuada *mínimo 488 atios para 5
persona+. (a maoría de estos motores trabajan a elevadas revoluciones
re!uieren reductores mecánicos !ue implican perdidas de energía. #eg1n el
diámetro de rueda a utilizar la velocidad !ue deseemos ha !ue escoger el
motor la reducci&n adecuada. (os cálculos serán validos para terreno llano, en
subida generalmente se reduce algo la velocidad aumenta muchísimo el
consumo.
@IA>#=)#)F>
Actualmente en vehículos ligeros para transmitir la "uerza del motor a las ruedas
se utiliza la típica cadena de moto o bicicleta o la correa dentada. ada una de
ellas tiene ventajas e inconvenientes seg1n la aplicaci&n.
orrea ventajas #ilenciosa, sin engrasar, ligera
orrea inconvenientes Ie!uiere maor tensi&n, centraje preciso, precio.
adena ventajas =enor tensi&n, maor margen, economía.
adena inconvenientes Iuido, engrase, peso.
#i el vehículo va ha utilizar el motor de "reno dimensionar la transmisi&n pues al
"renar re!uiere maor es"uerzo mecánico !ue al acelerar.
BA@EI)A
El punto d'bil de un vehículo solar * el mas pesado+ es la batería, se esta
trabajandomucho en investigar nuevas "ormas de almacenar la energía el'ctrica,
pero por ahora lo !ue ha en el mercado actual son las baterías de plomo como
"orma más econ&mica.
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(as de ni!uel2cadmio o las de ni!uel hidruro son de elevado precio por ahora las
segundas de poca capacidad. ?entro de las de plomo podemos escoger entre tres
tipos
%lomo6ácido abierta, es la más convencional econ&mica. >o conviene utilizar las
de autom&vil pues están dise$adas para arrancar el motor no para un consumocontinuado, tambi'n la vida es mu corta. (o mejor son las especi"icas para
carretillas el'ctricas o para energia solar.
%lomo acido2hermetica, no tiene mantenimiento, generalmente son de poca
capacidad.
%lomo acido2gel, la principal ventaja es !ue no re!uiere ning1n mantenimiento ni
ha peligro de salida de ácido aun!ue este invertida o de lado, es el tipo ideal para
vehículos aun!ue su precio es mas elevado.
%A>E( #F(AI
(a elecci&n del panel esta mu condicionada al espacio disponible, ha dos
posibles soluciones para el montaje. #i es totalmente horizontal !ue es lo más
com1n, es mu e"iciente desde mao a septiembre, el montaje inclinado solo es
aconsejable para estacionar orientar los paneles al #ol.
Existen paneles de muchas medidas di"erentes lo !ue permite la combinaci&n
adecuada para aprovechar al máximo el espacio disponible, tambi'n es posible
pedir paneles sin el marco de aluminio a "in de integrarlo en el techo con un bajo
per"il, existen paneles sin cristal, mu ligeros, pero de poca potencia *58 p+ elprecio por p es mas elevado. A "in de obtener la máxima potencia disponible del
panel, si se usa batería de 57 voltios, conviene !ue el regulador disponga de
b1s!ueda del punto de máxima potencia a "in de aprovechar la di"erencia de entre
la tensi&n de la batería la tensi&n del panel en su punto de máxima potencia !ue
generalmente es a unos 5L voltios.
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ANTECEDENTES:
Antes de la utilizaci&n del vehiculo llamado taximoto por los habitantes del
poblado de Bernal, no había ning1n otro medio de transporte turístico hacia la
pe$a lo cual imposibilitaba el transporte para personas de la tercera edad ni$os
en su maoría, al encontrar la necesidad !ue a partir de esto se generaba, seempez& a buscar una "acilidad de transporte vial.
En el a$o de 7858, la asociaci&n de taxistas de la cabecera municipal de Eze!uiel
=ontes empez& a conocer estas necesidades, al mismo tiempo emprendieron la
b1s!ueda de ideas para solucionar dicha necesidad de este pe!ue$o tan
visitado poblado. A partir de ello se dieron a la tarea de poner de 3 a M vehículos
motorizados con alimentaci&n por combustible tipo gasolina, para tiempo despu's
viendo los resultados !ue esta idea estaba generando, se incremento el n1mero
de unidades motorizadas hasta llegar a un total de N unidades hasta la actualidad.
El sistema de administraci&n sobre este medio de transporte es por medio de
"ran!uicias *Hconcesión de derechos de explotación de un producto, actividad o
nombre comercial, otorgada por una empresa a una o varias personas en una zona
determinadaH.5 + a !ue como nos comentaba uno de los cho"eres de estas
unidades cada uno tiene sus propias ganancias. Oa !ue esto no le producía
problemas de mantenimiento a la asociaci&n de taxistas, sino !ue pasa a ser este
cada problema de la unidad directamente responsabilidad del cho"er, a !ue
pasa a ser el due$o directo de la unidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Franquicia#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Franquicia#cite_note-1
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(a utilizaci&n de este transporte es mu com1n los habitantes de la comunidad
coinciden con la necesidad !ue existe muchas veces para transportarse a !ue a
partir del jardín principal hasta el inicio de la pe$a es una distancia de 5.; Pm, lo
cual haría un total de 3 Pm para recorrerse si se pretende subir a la pe$a.
Ftro "actor mu importante es la inclinaci&n de sus calles, la cual varia en
distancias mu cortas por mas de 57 grados, di"icultando de esta manera el
transito rápido a di"erentes áreas del bello poblado
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(a jornada de trabajo de estos coches es de aproximadamente N horas, inician el
trabajo a partir de las 5888 am, terminando a las ;88 pm aproximadamente, este
horario depende de la cantidad de gente, clima temporada *si es "in de semana o
entre semana+.
(os vehículos permanecen encendidos aproximadamente las N horas enteras, lo
cual hace !ue el consumo de gasolina sea maor, puesto !ue el tan!ue de
almacenamiento !ue tiene es de aproximadamente L litros *7 gal. -#+. Este a su
vez tiene !ue llenarse 7 veces al día, lo cual es directamente proporcional a una
elevaci&n en la contaminaci&n del poblado.
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