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

40
CURSO DE FORMACIÓN DO PROFESORADO “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA SOLAR” CÓDIGO V1001012 Centro de Formación e Recursos de Vigo (Sección Tui)

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

Page 1: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

CURSO DE FORMACIÓN DO PROFESORADO

“APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORASDA ENERXÍA SOLAR”

CÓDIGO V1001012

Centro de Formación e Recursos de Vigo (Sección Tui)

Page 2: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

CUARTA SESIÓN

"VEHÍCULOS ELÉCTRICOS: Historia, Tecnoloxías e Futuro"

Page 3: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 4: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 5: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 6: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 7: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 8: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 9: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 10: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 11: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 12: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 13: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 14: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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).

Page 15: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 16: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 17: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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/

Page 18: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 19: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 20: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 21: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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?

Page 22: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 23: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 24: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 25: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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).

Page 26: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 27: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 28: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 29: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 30: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 31: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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!!

Page 32: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 33: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 34: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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.

Page 35: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 36: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 37: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 38: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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

Page 39: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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/

Page 40: “APLICACIÓNS TRADICIONAIS E INNOVADORAS DA ENERXÍA … · 2011-05-22 · – En moitas cidades europeas os tranvías conserváronse, e na actualidade viven unha segunda idade

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