1. PROYECTO DE INVESTIGACIÓN AUTOMÓVIL SOLAR
POR:
Juan Luis Giraldo Giraldo
AlejandroMejíaSanabria
Carolina Giraldo Galvis
Fecha = 16-2014-mayo
Profesor = Jairo Vicente
Grupo = 7-E
Equipo de investigación = 4
Institución Educativa Técnico Industrial Simona Duque
Marinilla Antioquia
2014

2. JUSTIFICACIÓN
Cada día cae sobre la Tierra más energía proveniente de los rayos solares que la
cantidad total de energía que los 5,9 mil millones de habitantes terrestres
consumirían en 27 años.
Sólo en las últimas décadas cuando hay mayores demandas de energía,
problemas ambientales crecientes y una disminución de las fuentes de
combustibles fósiles- hemos volcado la atención hacia las opciones de energía
alternativa y concentrado nuestra atención en explotar con seriedad estos
tremendos recursos.
El presente trabajo muestra las cualidades de la energía solar y su uso en el
ámbito automotriz, viendo como el hombre se ha esforzado por tratar de
aprovechar al máximo la energía solar.
PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN:
¿Cómo utilizar de manera eficaz los recursos naturales de energía solar en lugar
de combustible para buscar reducir la contaminación del medio ambiente en
Marinilla?

3. OBJETIVO GENERAL
Construir un prototipo de carro solar que no dependa del combustible para su
funcionamiento para evitar así la contaminación ambiental.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Investigar a fondo la información de un carro solar
 Construir el proyecto con materiales económicos
 Recolectar todos los materiales necesarios para la construcción del carro
 Utilizar la energía solar y colocar a funcionar el carro

4. MARCO TEÓRICO:
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 más 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.
¿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 foto voltaje o del

5. potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente a
través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.
¿Cómo se hacen las celdas solares?
Las celdas solares son de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) mono
cristalinas, planchas poli cristalinas o láminas delgadas Las planchas mono
cristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un
gran lingote mono cristalino 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 poli cristalinas 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
poli cristalinas son hechas por moldeo son apreciablemente más baratas de
producir, pero no tan eficiente como las celdas mono cristalinas. 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.
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.
¿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 más voltaje
tenga es mayor su precio aproximadamente una celda solar de 12 volts. Nos
costara aproximadamente $400.
¿Cómo funcionan las celdas solares?
Para entender la operación de una célula fotovoltaica, necesitamos considerar la
naturaleza del material y la naturaleza de la luz del sol. Las celdas solares están
formadas por dos tipos de material, generalmente silicio tipo p y silicio tipo n. La
luz de ciertas longitudes de onda puede ionizar los átomos en el silicio y el campo
interno producido por la unión que separa algunas de las cargas positivas
(”agujeros”) de las cargas negativas (electrones) dentro del dispositivo fotovoltaico.
La cantidad de energía que entrega un dispositivo fotovoltaico está determinado
por:

6. • El tipo y el área del material
• La intensidad de la luz del sol
• La longitud de onda de la luz del sol
Una característica importante de las celdas fotovoltaicas es que el voltaje de la
célula no depende de su tamaño, y sigue siendo bastante constante con el cambio
de la intensidad de luz. La corriente en un dispositivo, sin embargo, es casi
directamente proporcional a la intensidad de la luz y al tamaño. Para comparar
diversas celdas se las clasifica por densidad de corriente, o amperios por
centímetro cuadrado del área de la célula.
¿CUÁL SERIA LA EFECTIVIDAD DE LAS CELDAS SOLARES EN RELACION
A SU COSTO Y BENEFICIO?
El rendimiento de celdas solares de más reciente desarrollo, supera el 30%,
comparado con el 15% de muchos generadores eléctricos. Es la relación
costo/beneficio lo que mantiene el uso de paneles solares como una solución que
es considerada sólo cuando resulta más barata que el uso de otras formas de
energía. Sin embargo, aquellos lugares en los cuales no hay acceso al uso de
otras energías, el uso de energía solar es una excelente alternativa.
¿QUÉ ES UN MOTOR?
Un motor es una máquina capaz de transformar la energía almacenada en
combustibles, baterías u otras fuentes, en energía mecánica capaz de realizar un
trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento.
¿CUÁL ES LA CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES?
• Motores eléctricos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente
eléctrica.
• Motores térmicos: Cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica.
• Motores de combustión interna: Son motores térmicos en los cuales se produce
una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía
térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica.
• Motores de combustión externa: Son motores térmicos en los cuales se produce
una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un
estado térmico de mayor energía mediante la transmisión de energía a través de
una pared.

7. LA ENERGIA SOLAR
“...La energía solar es la que llega a la Tierra en forma de radiación
electromagnética (luz, calor y rayos ultravioleta principalmente) procedente del
Sol, donde ha sido generada por un proceso de fusión nuclear. El
aprovechamiento de la energía solar se puede realizar de dos formas: por
conversión térmica de alta temperatura (sistema foto térmico) y por conversión
fotovoltaica (sistema fotovoltaico). La conversión térmica de alta temperatura
consiste en transformar la energía solar en energía térmica almacenada en un
fluido. Para calentar el líquido se emplean unos dispositivos llamados colectores.
La conversión fotovoltaica consiste en la transformación directa de la energía
luminosa en energía eléctrica. Se utilizan para ello unas placas solares formadas
por células fotovoltaicas (de silicio o de germanio).
Ventajas: Es una energía no contaminante y proporciona energía barata en países
no industrializados. Inconvenientes: Es una fuente energética intermitente, ya que
depende del clima y del número de horas de Sol al año. Además, su rendimiento
energético es bastante bajo...” ¿De qué manera convertimos la energía solar en
energía útil para su uso cotidiano?
Esta energía renovable se usa principalmente para generar electricidad, conocida
como energía solar fotovoltaica.
Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de
lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de
transformarla energía eléctrica. Sus usos no se limitan a los mencionados aquí,
pero estas dos utilidades son las más importantes. Otros usos de la energía solar
son:
● Potabilizar agua ● Estufas Solares ● Secado ● Evaporación , ● Destilación ●
Refrigeración
Como podrás ver los usos que se le pueden dar son muy ampliosy cada día se
están descubriendo nuevas tecnologías para poder aprovecharla mejor...”
La importancia y necesidad que tiene el ser humano de aprovechar esta fuente de
energía se traduce en el desarrollo de la conversión de energía solar a
fotovoltaica.
LA ENERGIA FOTOVOLTAICA
Principio de funcionamiento

8. La conversión fotovoltaica se basa en el efecto fotoeléctrico, es decir, en la
conversión de la energía lumínica proveniente del sol en energía eléctrica. Para
llevar a cabo esta conversión se utilizan unos dispositivos denominados células
solares, constituidos por materiales semiconductores en los que artificialmente se
ha creado un campo eléctrico constante. El material más utilizado es el Silicio
Estas células conectadas en serie o paralelo forman un panel solar encargado de
suministrar la tensión y la corriente que se ajuste a la demanda
Aplicaciones
En una primera gran división las instalaciones fotovoltaicas se pueden clasificar en
dos grandes grupos:
● Instalaciones aisladas de la red eléctrica.
● Instalaciones conectadas a la red eléctrica.
En el primer tipo, la energía generada a partir de la conversión fotovoltaica se
utiliza para cubrir pequeños consumos eléctricos en el mismo lugar donde se
produce la demanda. Es el caso de aplicaciones como la electrificación de:
- viviendas alejadas de la red eléctrica convencional, básicamente electrificación
rural;
- servicios y alumbrado público: iluminación pública mediante farolas autónomas
de parques, calles, monumentos, paradas de autobuses, refugios de montaña,
alumbrado de vallas publicitarias, etc. Con la alimentación fotovoltaica de
luminarias se evita la realización de zanjas, canalizaciones, necesidad de adquirir
derechos de paso, conexión a red eléctrica, etc.
- aplicaciones agrícolas y de ganado: bombeo de agua, sistemas de riego,
iluminación de invernaderos y granjas, suministro a sistemas de ordeño,
refrigeración, depuración de aguas, etc.;
- señalización y comunicaciones: navegación aérea (señales de altura,
señalización de pistas) y marítima (faros, boyas), señalización de carreteras, vías
de ferrocarril, repetidores y reemisores de radio y televisión y telefonía, cabinas
telefónicas aisladas con recepción a través de satélite o de repetidores, sistemas
remotos de control y medida, estaciones de tomas de datos, equipos sismológicos,
estaciones meteorológicas, dispositivos de señalización y alarma, etc. El
balizamiento es una de las aplicaciones más extendida, lo que demuestra la alta
fiabilidad de estos equipos.

9. Por su parte, en las instalaciones repetidoras, su ubicación generalmente en
zonas de difícil acceso obligaban a frecuentes visitas para hacer el cambio de
acumuladores y la vida media de éstos se veía limitada al trabajar con ciclos de
descarga muy acentuados.
En cuanto a las instalaciones conectadas a la red se pueden encontrar dos casos:
centrales fotovoltaicas, (en las que la energía eléctrica generada se entrega
directamente a la red eléctrica, como en otra central convencional de generación
eléctrica) y sistemas fotovoltaicos en edificios o industrias, conectados a la red
eléctrica, en los que una parte de la energía generada se invierte en el mismo
autoconsumo del edificio, mientras que la energía excedente se entrega a la red
eléctrica. También es posible entregar toda la energía a la red; el usuario recibirá
entonces la energía eléctrica de la red, de la misma manera que cualquier otro
abonado al suministro.
Ventajas
● Al no producirse ningún tipo de combustión, no se generan contaminantes
atmosféricos en el punto de utilización, ni se producen efectos como la lluvia
ácida, efecto invernadero por CO2, etc.
● El Silicio, elemento base para la fabricación de las células fotovoltaicas, es muy
abundante, no siendo necesario explotar yacimientos de forma intensiva.
● Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local, evita pistas, cables,
postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos, y su impacto visual es
reducido. Tampoco tiene unos requerimientos de suelo necesario excesivamente
grandes (1kWp puede ocupar entre 10 a 15 m2
Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.
● Además, no precisa ningún suministro exterior (combustible) ni presencia
relevante de otros tipos de recursos (agua, viento).