“APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades...

Post on 16-Jul-2020

5 views 0 download

Transcript of “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades...

CURSO DE FORMACIÓN DO PROFESORADO

“APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORASDA ENERXÍA SOLAR”

CÓDIGO V1001012

Centro de Formación e Recursos de Vigo (Sección Tui)

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CUARTA SESIÓN

"VEHÍCULOS ELÉCTRICOS: Historia, Tecnoloxías e Futuro"

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

HISTORIA DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

A PRIMEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1879-1930)

TRANVÍAS, TROLEBUSES E METRO

– A primeira xeración de tranvías eléctricos comezaron a circular en Berlín en 1879. Expándense rápidamente polas principais cidades do continente e chegan a América.

– En 1911 se funda a sociedade “Tranvías Eléctricos de Vigo”, encargada de poñer en marcha este medio de transporte na cidade e comarca.

– En 1914 comenzar a circular os primeiros tranvías, en 1920 inaugúrase o ramal a Porriño (que pretendía chegar ata Mondariz), e en 1921 comenzan as obras do ferrocarril Vigo-Baiona que entra en servicio en 1926, xunto cunha liña de Baiona a Gondomar. Todas estas obras se realizan cunha visión integral posta no futuro e progreso da comarca e na nova fonte de enerxía eléctrica.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A PRIMEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1879-1930)

TRANVÍAS, TROLEBUSES E METRO

– Os trolebuses son autobuses eléctricos que non precisan tanta infraestrutura como os tranvías. En Pontevedra continuaron circulando ata 1989.

– O metro é outro medio de transporte eléctrico subterráneo implantado normalmente en grandes capitais.

– a mediados do século pasado, General Motors, Standard Oil (logo Chevron) e Firestone compran e pecha as liñas de tranvías para sustituílas por autobuses e vehículos privados. Malia as leis antimonopolio, as empresas nunca foron condenadas por esta práctica, coñecida como “O grande escándalo do tranvía”.

– En Vigo, a eliminación da rede de tranvías en 1968 e a súa sustitución por autobuses de gasóleo foi produto dunha decisión municipal fortemente contestada. Parte da corporación municipal foi condeada por cohecho tras demostrarse que recibiran regalos da nova concesionaria.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A PRIMEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1879-1930)

TRANVÍAS, TROLEBUSES E METRO

– En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade de ouro. Noutras cidades volveron implantarse ou se prantexa facelo.

En Lisboa conviven os tranvías antigos e modernos

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A PRIMEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1879-1930)

OS PRIMEIROS AUTOMÓBILES ELÉCTRICOS

– Existen precedente de vehículos eléctricos xa desde comenzos do século XIX.

– A finais do século XIX e comenzos do XX, os primeiros vehículos eléctricos dominaban o mercado, creados por inventores como Thomas Edison (que xa en 1912 estaba convencido de que a electricidade era o futuro porque o petróleo ía acabarse).

– A implantación do arranque eléctrico nos vehículos de gasolina en 1913 e a produción en serie dos modelos Ford provocan o declive destes primeiros modelos eléctricos, xunto co abaratamento e disponibilidade de combustibles derivados do petróleo.

– En España, a empresa Hispano-Suiza fracasa nos seus intentos de crear un automóbil eléctrico, cambiando o sistema de propulsión hacia o motor de combustión interna en 1900.

– Na década dos 30 xa non quedaban vehículos eléctricos nas estradas, só se mantiveron para usos industriais.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A SEGUNDA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1990-2004)

– En 1987, o GM Sunraycer gaña a “World Solar Challenge”, competición para vehículos solares celebrada en Australia.

– Baseado neste precedente, en 1990 General Motors presenta un prototipo de vehículo eléctrico comercial, o EV Impact.

– No mesmo ano, debido a unha serie de episodios de contaminación atmosférica, en California a Comisión CARB (“California Air Resources Board”) emite o mandato ZEV (“Zero Emissions Vehicle”) que pretendía reducir as emisións de gases contaminantes para 2003 nun 10%.

– Esta lexislación obligaba ós fabricantes a producir unha mínima cantidade de vehículos non contaminantes.

– Bill Clinton (demócrata) gaña as elecións en 1992 e releva a George Bush (republicano). O seu mandato presidencial durará ata o ano 2000.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A SEGUNDA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1990-2004)

– en 1996 General Motors saca ó mercado o seu vehículo eléctrico EV1 para cumplir o mandato do goberno. O vehículo leva baterías de chumbo-ácido.

– Sorprendentemente, non se ofrece á venda, senón que a compañía fai un contrato de aluguer por tempo limitado reservándose a propiedade do vehículo.

–Baixo a mesma lexislación, Toyota crea o RAV4-EV. Este vehículo sí se vendeu e permanece en uso, pero sen soporte nin repostos por parte da fábrica. Só se puxeron á venda 328 unidades.

–Ford, Honda, Nissan tamén crean os seus propios vehículos eléctricos.

– En Europa, Citröen comenza a produción de furgonetas eléctricas Berlingo e Partner con baterías de Ni-Cd, pero tiveron pouco éxito comercial.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A SEGUNDA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1990-2004)

– En 1994 a industria do automóvil inicia unha campaña para anular a lexislación CARB-ZEV. Conseguen modificala e demorar os obxectivos a 2018.

– En 1994 o inventor das baterías NiMH vende a patente a General Motors coa intención de que se apliquen ós vehículos eléctricos. Pero GM revende a patente no ano 2000 á petroleira Chevron-TEXACO que pecha a fábrica, deixando sen suministro de baterías á industria e forzando dese xeito a retirada dos vehículos eléctricos.

– A produción do EV1 finaliza en 1999.

– No ano 2000 George W. Bush (republicano) gaña as elecións a Al Gore, relevando a Bill Clinton ó fronte da Casa Branca. Ambos presidentes rexeitaron asinar o Protocolo de Kyoto.

– A Administración Bush preferíu impulsar as pilas de combustible de hidróxeno, unha tecnoloxía moito menos madura e que todavía tardará bastantes anos en poder aplicarse comercialmente.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A SEGUNDA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1990-2004)

– Todos os vehículos EV1 son retirados e destruídos en 2003-2004. Un deles foi donado ó museo da Smithsonian Institution, pero non está en exposición.

– As demáis empresas fan o mesmo, coa notable excepción de Toyota que pon á venda unha pequena cantidade de RAV4-EV. Moitos deles seguen circulando hoxe.

– Todas alegaron razóns económicas, de suministro de baterías ou de problemas cos repostos. Pero resulta sorprendente a presa por recuperar os vehículos e o empeño posto na súa destrucción.

– A empresa Chevron inicia nesta época unha campaña de demandas contra as restantes compañías automobilísticas para impedirlles crear e producir baterías de NiMH para vehículos eléctricos puros, limitando o seu uso ós híbridos que usan combustibles fósiles.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A SEGUNDA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (1990-2004)

– En 2004 conseguen o seu propósito e pechan a segunda era do coche eléctrico. A patente das baterías NiMH non caduca ata 2014, cando xa estará superada por outras tecnoloxías.

– Mentres, o desenvolvemento dos vehículos eléctricos a baterías quedóu estancado. Actualmente os vehículos eléctricos están nunha nova fase de expansión, pero se teñen perdido 20 anos.

– De ter continuado o desenvolvemento tecnolóxico ó mesmo ritmo hoxe a mobilidade eléctrica sería unha realidade cotiá.

– Toda esta historia está recollida no documental de 2006 “Who Killed the Electric Car?” (de Chris Paine). Á marxe do claro posicionamento do documental a favor dos vehículos eléctricos e en contra da industria, relata uns feitos que son descoñecidos para o gran público malia ter unha enorme importancia sobre o presente e futuro do noso modo de vida.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

A EXCEPCIÓN DE TOYOTA

– A empresa xaponesa Toyota fixo un notable esforzo por innovar no campo dos vehículos eléctricos e opúxose á manobra de Chevron ata que as sentenzas xudiciais os obrigaron a deter a produción de baterías de NiMH.

– O vehículo eléctrico RAV4-EV ía equipado con este tipo de baterías desde o comenzo, e o seu deseño e prestacións eran tecnolóxicamente superiores ó EV1.

– A partir de 1997, Toyota comenza a produción en Xapón do vehículo eléctrico híbrido Prius (precursor), que tivo un importante éxito comercial con máis de 1,5 millóns de de unidades vendidas e segue en continua evolución.

– Actualmente xa existe unha versión do Prius enchufable, no que a batería pode recargase a partir da rede eléctrica e acada unha autonomia de 20km en modo eléctrico.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

A EXCEPCIÓN DE TOYOTA

– En 2011 se presenta un novo modelo totalmente eléctrico sobre a base do Toyota IQ, cunha autonomía de 105 km.

– En 2012 sairá ó mercado unha nova versión do RAV4-EV en colaboración con Tesla Motors. Irá equipado con baterías de ións de litio.

– Toyota tamén está traballando no campo dos vehículos con pila de combustible (FCHV). Xa hai prototipos en circulación e está prevista a súa saída ó mercado para 2015.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

– O intento das empresas petroleiras de bloquear o desenvolvemento de vehículos eléctricos coa patente das baterías resultou finalmente inútil. Á tecnoloxía proporciona xa alternativas ás baterías de NiMH, como as de ións de litio (Li-ion).

– En 2007, General Motors presenta en Detroit o Chevrolet Volt, considerado o sucesor do EV1. Este vehículo emprega baterías de Li-ion e unha configuración híbrida serie que permite unha autonomía de máis de 500 km.

– En Europa a estratexia 20-20-20 fixa para o ano 2020 un obxectivo do 20% de enerxías renovables, un 20% de redución de emisións contaminantes e un 20% de mellora na eficiencia enerxética.

– En 2007 o servizo postal francés anuncia a adquisición de 250 furgonetas eléctricas, que poderían chegar ata 10.000. O concurso foi adxudicado á empresa Venturi que monta motores con baterías Zebra (de sales de sodio fundidas) sobre unha Citröen Berlingo First. Tamén planean a adquisición de bicicletas e quads eléctricos.

– Pola súa parte Citröen tamén comenza actualmente a fabricación dos modelos Berlingo e Partner eléctricos, neste caso equipados coas baterías de Li-ion de GSYuasa – Mitsubishi. Está prevista a construción dunha pranta de baterías na Plataforma Lóxística de Salvaterra-As Neves (Pontevedra).

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS ACTUAIS: BICICLETAS E TRICICLOS

MONTYhttp://www.monty.es/

EBIKES:http://www.monty.es/EBikes.html

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS ACTUAIS: CICLOMOTORES E MOTOCICLETAS

BERECOwww.bereco.es

BERECO CABLE:http://www.bereco.es/index.php?id_sec=03&lang=es&s=04&prod=CABLE

BERECO VOLTIO:http://www.bereco.es/index.php?id_sec=03&lang=es&s=04&prod=VOLTIO

VECTRIXhttp://vectrixeurope.com/

VECTRIX VX1-Lihttp://vectrixeurope.com/vx-1-li

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS ACTUAIS: AUTOMÓBILES E FURGONETAS

GAMA BAIXA (Citröen C-Zero, Peugeot i-on)http://www.citroen.es/citroen-c-zero/#/citroen-c-zero/

GAMA MEDIA: Chevrolet Volthttp://www.chevrolet.com/volt/

GAMA ALTA: Tesla Roadsterhttp://www.teslamotors.com/

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

A TERCEIRA IDADE DOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS (2007-????)

VEHÍCULOS ELÉCTRICOS ACTUAIS: AUTOMÓBILES E FURGONETAS

– Antecedente: Berlingo eléctrica de 2003 con baterías de Ni-Cd, motor de 15,5KW e batería de 162V-100Ah (16,2KWh) e autonomía de 95km.

http://www.terra.org/articulos/art01254.html

– Berlingo First Venturi (2008)

http://www.plugincars.com/citroen-berlingo-first-electrified-venturi-106936.html

- En 2010 comenza a fabricación dos novos modelos eléctricos Berlingo e Partner con baterías de Li-ion.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

– Os vehículos automóbiles son un elemento fundamental na nosa economía e modo de vida actual. Sen eles non sería posible o transporte de persoas e mercadurías, e a economía quedaría paralizada.

– Os automóbiles actuais usan casi na súa totalidade motores de combustión interna de tipo Otto (gasolina) e Diesel (gasóleo)

– Outros medios de transporte empregan motores eléctricos, como o ferrocarril, metro ou tranvías.

– No deseño dos motores de combustión interna empregados en automoción adoptáronse numerosas solucións de compromiso que vistas desde o estado actual do desenvolvemento tecnolóxico están claramente obsoletas.

– A fonte de enerxía que empregan está en decadencia e o uso que fan dela é pouco eficiente.

– Son contaminantes e contribúen á emisión de gases de efecto invernadoiro.

– Estes problemas poderían resolverse co uso maioritario de motores eléctricos, sempre que se mellore a súa autonomía.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

– Hai moitos aspectos da mecánica dos vehículos de combustión interna que proceden de solucións adoptadas hai case un século.

– Estas solucións de compromiso siguen en moitos casos vixentes e xa non nos sorprenden, pero analisadas en detalle resultan ineficientes, complicadas ou simplemente absurdas co desenvolvemento tecnolóxico actual.

– Nos apartados seguintes faremos unha revisión crítica destes elementos:

A) SISTEMA MECÁNICO: – arranque do motor – réxime de motor– embrague– cambio de velocidades– refrixeración– lubricante

B) EFICIENCIA ENERXÉTICA – rendemento enerxético– recuperación da enerxía motriz

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

O ARRANQUE DO MOTOR

– Os primeiros automóbiles de combustión interna usaban unha manivela para iniciar a marcha do motor.

– Esta era unha gran desvantaxe que incluso podía resultar perigosa e causar graves lesións (fracturas na man) ata que foi solucionada mediante o arranque eléctrico.

– O resultado é que nos motores de combustión sempre hai un motor eléctrico asociado, inda que só se usa en certos momentos. Tamén precisan unha batería e instalación eléctrica.

– En cambio, os vehículos eléctricos non precisan un motor de gasolina para arrancar. De feito, neles no existe o concepto de “arranque” e tampouco ten moito sentido outro elemento: a “chave de contacto” (salvo como elemento de seguridade para nenos).

– Xa que o motor eléctrico nunca se pode eliminar, non será máis lóxico que se converta na fonte de propulsión principal?

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

O RÉXIME DO MOTOR OU “RALENTÍ”

– un motor de combustión interna necesita estar funcionando constantemente:

a) para alcanzar e manter a temperatura de traballob) para poder responder rápidamente ante unha demanda de potencia

– isto supón que inda que o vehículo non se mova sempre está gastando combustible, producindo contaminación gaseosa e tamén sonora.

– Os motores eléctricos non teñen ese problema, só se conectan cando é necesario.

– facendo unha comparación, é como se na casa tiveran que estar sempre medio encendidas as luces ou todos os electrodomésticos sempre en marcha.

– Hai países como Suíza donde comenza a ser obligatorio que os motores se deteñan completamente cando o vehículo está parado un certo tempo, como por exemplo nos semáforos.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

O EMBRAGUE

– Xa que o motor sempre está xirando, ten que haber un elemento que o desconecte das rodas cando o vehículo ten que estar parado.

– O pedal de embrague é un elemento que complica o proceso de condución, especialmente para condutores novatos.

– Ademáis pode supoñer un problema de seguridade se non se emprega correctamente nas freadas ou en caso de urxencia se non se detén o motor.

– Hai vehículos automáticos que non necesitan a intervención do condutor sobre o pedal, pero a complicación mecánica segue existindo inda que quede oculta.

– Nos vehículos eléctricos este elemento non existe.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

O CAMBIO DE VELOCIDADES

– O concepto de cambio de velocidades débese a que os motores de combustión interna só proporcionan unha potencia razoable en certas condicións de funcionamento (expresadas na “curva de potencia”).

– Por este motivo a medida que aumenta a velocidade do vehículo hai que modificar a relación de transmisión. Isto pode facerse manualmente mediante a “panca de cambios” ou mediante un sistema de cambio automático.

– Este é outro elemento que complica o proceso de conducción e pode ser causa de distracións.

– Os vehículos eléctricos non teñen cambio de velocidades ou teñen menor número que os vehículos de combustión. A regulación de potencia faise de forma electrónica e resulta moito máis eficiente.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

A REFRIXERACIÓN

– Unha parte importante dos elementos dos motores de combustión se dedican á eliminación do calor xerado no proceso, como depósitos de auga, bombas de circulación, radiadores, ventiladores.

– O motor ten que funcionar a unha temperatura elevada, o que obriga a empregar materiais resistentes como aleacións métálicas que incrementan o peso.

– Se falla o sistema de refrixeración o motor pode sufrir avarías graves ou quedar completamente destruído.

– Nos motores eléctricos o calor xerado é moito menor polo que as necesidades de refrixeración tamén son menores (abonda cun bo sistema de circulación de aire).

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

O ACEITE LUBRICANTE

– Os motores de explosión teñen un elevado número de pezas móbiles que sufren un gran rozamento e precisan lubricación constante para evitar o desgaste.

– Este proceso require o emprego de grandes cantidades de aceite a presión, bombas, filtros, etc.

– Se se produce un fallo ou baixa o nivel de aceite o motor pode sobrequentarse e quedar destruído.

– O aceite e outros elementos teñen que cambiarse periódicamente para evitar avarías. Isto xera unha grande cantidade de resíduos que teñen que ser reciclados.

– Os aceites de motor usados son moi contaminantes e provocan graves problemas ambientais, especialmente se chegan ós cursos de auga.

– As fugas de aceite debidas a avarías poden causar graves accidentes, amáis de contaminación ambiental.

– Os motores eléctricos apenas precisan lubricación e as cantidades de elementos lubricantes son mínimas.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

RENDEMENTO ENERXÉTICO

– Os motores de combustión interna son máquinas térmicas que transforman parte da enerxía en mecánica

– O rendemento desta conversión ten un límite teórico, que na práctica está lonxe de acadarse.

– Os rendementos típicos dos motores son os seguintes:

MOTOR RENDEMENTO Otto (gasolina) 25-30%Diesel (gasóleo) 30-45%eléctrico 80-95%

– En resumen, os motores de combustión interna converten en calor a meirande parte da enerxía que reciben. En cambio os eléctricos converten esa enerxía en movemento.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN E ELÉCTRICOS: ASPECTOS TECNOLÓXICOS

RECUPERACIÓN DA ENERXÍA MOTRIZ

CUESTIÓN: 1) Parece normal que un vehículo de gasolina consuma máis combustible nas subidas e menos nas baixadas. Pero non sería máis lóxico esperar que nas baixadas o consumo fora negativo?

2) Tamén esperamos que cando se acelera o consumo aumente, e cando se frea o consumo se reduzca. Non sería máis lóxico que nas freadas o consumo tamén fora negativo?

– cando o vehículo perde enerxía (nas baixadas, nas deceleracións) esa enerxía debería poder recuperarse, alomenos parcialmente

– nun vehículo eléctrico sí é posible, o ferrocarril xa o fai desde hai moito tempo, e os novos vehículos eléctricos tamén (incluso as motos). É o “freo rexenerativo”.

– o motor cambia a súa función e convértese en xerador para recargar as baterías ou devolver enerxía eléctrica á rede.

– nun vehículo de combustión interna iso non é posible porque tería que “devolver” o combustible gastado

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CONCLUSIÓNS SOBRE OS VEHÍCULOS DE COMBUSTIÓN INTERNA

– Os vehículos de combustión interna son elementos mecánicos moi complexos.

– A utilización destes vehículos require un proceso de aprendizaxe longo xa que se teñen que manipular e coordinar diferentes elementos.

– O motor sempre ten que esta en funcionamento inda que o vehículo non se mova.

– En marcha producen ruído, gases e unha grande cantidade de calor.

– O mantemento é complicado e sucio debido á grande cantidade de sustancias presentes no motor (combustible, aceite, líquido refrixerante).

– A conversión enerxética nestes motores é pouco eficiente.

– Non é posible recuperar a enerxía acumulada no desprazamento.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CONCLUSIÓNS SOBRE OS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

– A tecnoloxía de motores eléctricos está moi madura, leva centos de anos en desenvolvemento.

–Os motores eléctricos son eficientes e silenciosos

– Son omnipresentes en todas as aplicacións donde hai un suministro eléctrico externo, como fábricas, talleres e vivendas.

– Tamén no transporte nos casos en que pode haber suministro externo: ferrocarril, tranvía, metro.

– Os vehículos eléctricos son máis robustos que os de combustión, poden durar centos de miles de km

– A súa mecánica é moi simple, con menos compoñentes e partes móbiles

– Teñen avarías escasas e un mantemento reducido

– Funcionamento limpio, non levan lubricantes nin refrixerantes

– O seu principal problema actual é a falta dun sistema de almacenamento de enerxía eléctrica con capacidade e densidade comparable á dos combustibles.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CÁLCULOS ENERXÉTICOS

Comparamos dous vehículos desde un punto de vista 100% renovable:

a) Toyota Prius alimentado con bioetanol de millo

– Utilizamos os datos anteriores: 756750.6Kcal solares/kg de millo, 3000 Kcal/kg de millo, 10525 kg millo/ha

– Supoñemos que o rendemento da destilación do bioetanol é total– con estes datos sae unha produción de 0,375 litros de bioetanol/m2 de terreo agrícola– O consumo do Toyota Prius é de 3,9 litros/100km

para producir o bioetanol gastado polo Toyota Prius en 100km de recorrido se precisan 10,4m2 de terreo agrícola.

b) Citröen C-Zero alimentado por un campo de paneis solares fotovoltaicos

– Supoñemos que o rendemento dos paneis fotovoltaicos é do 14%– enerxía solar producida (durante o período de cultivo do millo): 925.71KWh/m2

– enerxía transformada en electricidade: 129,6KWh/m2

– O consumo do Citröen C-Zero é de 12,31KWh/100km

para producir a enerxía eléctrica gastada polo Citröen C-Zero en 100km de recorrido se precisan 0,095m2 de terreo agrícola, 100 veces menos que o Toyota!!

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CÁLCULOS ENERXÉTICOS

Outro punto de vista:

– O rendemento enerxético da produción de millo resulta: 0,39%

– O rendemento mecánico do motor de gasolina é do 25%, logo resulta un rendemento global = 0,39*0,25 ≈ 0,1%

– Por outra banda, o rendemento das células solares é do 12-14%

– os rendementos dos motores eléctricos sitúanse no 80-90%, logo resulta un rendemento global = 14*0,8 ≈ 10%

– Estes resultados son coherentes co cálculo de terreo agrícola do apartado anterior.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CÁLCULOS ENERXÉTICOS

A densidade enerxética das baterías

peso e volumen dun litro de gasolina:1 litro gasolina 8 Kwh, 0,7Kgdensidade enerxética: 11000Wh/kg

peso e volumen da batería equivalente de chumbo-ácido:batería 12V, 667Ah = 5,56 baterías 120 Ah, cada unha 38Kg, total 211Kgdensidade enerxética: 38Wh/kg

peso e volumen da batería equivalente de Li-ion:densidade: 150Wh/kgpeso das baterías: 53Kg

A igual enerxía, a batería de chumbo-ácido pesa 300 veces máis que a gasolinaA igual enerxía, a batería de Li-ion pesa 75 veces máis que a gasolina

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

CÁLCULOS ENERXÉTICOS

– Comparación entre unha bicicleta eléctrica e un peatón

– Recordando unidades: 2000Kcal = 2KWh = 1 Ccal (cuncas de caldo)

– Características dunha bicicleta eléctrica: batería de ións de litio de 10Ah, 36V, motor 250W, velocidade máxima 25km/h, autonomía máxima 36km.

– Con estes datos resulta que a enerxía almacenada na bicicleta é: 36V*10Ah=360Wh, ou 0,18Ccal, ou aproximadamente 1KWh/100km

– Supoñendo que un peatón recorra 25km diarios o seu consumo sería 1Ccal/25km

– Se igualamos a autonomía da bicicleta e a do peatón a 25km, o resultado é que a bicicleta eléctrica... consume 5 veces menos enerxía que o peatón!!

– Se o peatón utiliza unha bicicleta convencional a súa “autonomía” aumentará moito, e os consumos dos dous vehículos case se igualan. En calquera caso, o uso dunha bicicleta eléctrica non supón un despilfarro enerxético como sucede con outros medios de transporte privado.

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

TECNOLOXÍAS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

1) Vehículos eléctricos puros (“enchufables” ou “plug in”). Móvense únicamente cun motor eléctrico e a enerxía almacenada nas baterías.

Exemplos: Tesla Roadster, Citröen C-Zero

http://es.wikipedia.org/wiki/Vehículo_eléctricohttp://www.citroen.es/citroen-c-zero/#/citroen-c-zero/http://www.teslamotors.com/

Citröen C-Zero Tesla Roadster

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

TECNOLOXÍAS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

2) Vehículos eléctricos híbridos (poden ser enchufables ou non):

a) híbridos en paralelo (Toyota Prius). O motor de combustión e o eléctrico proporcionan forza motriz alternativamente

b) híbridos en serie (Chevrolet Volt): O motor eléctrico propulsa o vehículo, o motor de gasolina serve para recargar as baterías cando se esgotan

http://es.wikipedia.org/wiki/Vehículo_híbrido_eléctricohttp://www.chevrolet.com/volt/http://www.toyota.es/cars/new_cars/prius/index.aspx

Chevrolet Volt Toyota Prius

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

TECNOLOXÍAS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

3) Vehículos de pila de combustible. A enerxía eléctrica prodúcese nunha pila de combustible que funciona con hidróxeno ou outro elemento. Acadan maiores eficiencias que os vehículos de combustión interna e maior autonomía que os eléctricos de batería.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_combustible

Exemplo: Honda FCX Clarity

http://es.wikipedia.org/wiki/Honda_FCX_Clarity

Honda FCX Clarity

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

BIBLIOGRAFÍA

IGLESIAS VEIGA, X.R. "Un tranvía na memoria de O Porriño y Mos", na revista O Tran Vía. Porriño, 1992.

Giráldez Lomba, Antonio, "Recordando los tranvías de Vigo", Dep. Pontevedra, 2005.

http://galego.farodevigo.es/economia/2011/04/12/psa-traera-japon-bateria-furgonetas-electricas/535171.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Tesla_Roadster

http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/General_Motors_EV1

http://eco-car.net/index.htm

http://ev1.org/

http://es.wikipedia.org/wiki/Who_Killed_the_Electric_Car%3F

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

BIBLIOGRAFÍA

Fundación Terra. Berlingo Eléctrico: http://www.terra.org/articulos/art01254.html

Fundación Terra. Historia do EV1: http://www.terra.org/articulos/art01749.html

Fundación Terra: Baterías: http://www.terra.org/articulos/art01240.html

Citröen Berlingo First Electric:

http://www.cochesafondo.com/salon-automovil-madrid-citroen-berlingo-first-electrique/

http://electric-vehicles-cars-bikes.blogspot.com/2009/12/citroen-berlingo-first-electric-powered.html

http://www.plugincars.com/citroen-berlingo-first-electrified-venturi-106936.html

http://www.motornature.com/2010/07/shanghai-paris-8500-electric-miles-in-the-citroen-venturi/

Curso de formación do profesorado “Aplicacións tradicionais e innovadoras da enerxía solar”

BIBLIOGRAFÍA

http://www.plugincars.com/citroen-berlingo-first-electrified-venturi-106936.html

http://www.voitureelectrique.net/citroen-berlingo-electrique-250-voitures-a-la-poste-1800

http://en.wikipedia.org/wiki/Sunraycer

http://www.bereco.es

http://www.teslamotors.com/

http://www.arrakis.es/~rojea/tranvia.htm

http://diariodepontevedra.galiciae.com/nova/38115.html