“La Ruta Solar 2010”Experiencia de diseño y

construcción de tricicleta solar

Charla organizada por:

EDUARDO SOTO SEPÚLVEDAIngeniero Eléctrico UTFSM - CHILE

(Est.) Máster Europeo en Energías Renovables CIRCE UZ - ESPAÑAGraduate Member IEEE

construcción de tricicleta solar

y Primera competencia

latinoamericana de vehículos

solares

1

2

Universidad Técnica Federico Santa MaríaValparaíso - CHILE

Océano Pacífico

3

Línea de tiempo del proyecto

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ingeniería Básica y de

Finalización pruebas de

Búsqueda de capitales

empresariales concursos

Competencia latinoameric

ana de vehículos

solares

Nace la idea

Investigación de mercado, desarrollo de la estructura

Básica y de detalle

pruebas de la tricicleta

solar.Segunda

etapa: Proyecto

Ruta Solar

concursos internacionales. Creación de la

Fundación Ruta Solar

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Pot

enci

a [W

/m2

]

Tiempo [min]

Radiación Solar Diaria - Valparaíso

solares

4

Congresos

2006 2007 2008

COLOMBIAV Congreso

Latinoamericano de Estudiantes de Ingeniería

BRASILInternational Conference

Engineering for Sustentable

Energy in Developing Countries, ESPAÑA

XIV Congreso Ibérico y IX Estudiantes de Ingeniería Mecánica y Metalurgia,

Medellín

Energy in Developing Countries,

Río de Janeiro

CHILECongreso IEEE INGELECTRA,

Temuco

XIV Congreso Ibérico y IX

Congreso Iberoamericano

de energía solar, Vigo

5

Simulación del sistema fotovoltaico

Un desafío para el Un desafío para el

dimensionamiento del panel

fotovoltaico y banco de baterías

6

Simulación del sistema fotovoltaico

Información de fabricantes o

características a través de ensayos

Información histórica obtenida

de estaciones solarimétricas

Fisiología humana

Información del trayecto a evaluar

Fisiología humana

Rendimiento global del sistema

7

Perfil de Altura Recorrido Casa Central UTFSM Valparaíso - Campus JMC Quilpué

0,20

Y=150[m]

Z=11,98[km] (JMC - UFTSM)

Velocidad v/s Pendiente

25

30

35

40

45

0,00

0,10

0,0 4,9 6,3 8,0 9,3 12,0

Eje

Y [k

m]

Distancia [km]

Z=0[km] (Casa Central - UFTSM)

0

5

10

15

20

25

-0,2 -0,15 -0,1 -0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2

Pendiente (dz/dF)

[km

/h]

8

Diseño del algoritmo para la simulación fotovoltaica

)( pérdidascinéticapotencialbateríahumanasolarparcial EEEEEEE ∆+∆+∆−∆⋅+∆⋅+∆= κµ

1000

1100

1200Ejemplo de radiación solar diaria 30/01/2003 -

Valparaíso

Energía potencial, cinética y perdidas Energía solar-eléctrica

Energía humana y batería Energía solar-fotovoltaica posible acumular

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10001100120013001400

Pot

enci

a [W

/m2]

Tiempo [min]

9

Resultado de la simulación del sistema fotovoltaico

1x SM10012P

2 x SM10012P

1 x SQ175PC

10

La tricicleta

Diseño y construcción de la Diseño y construcción de la

tricicleta, desarrollo del

accionamiento eléctrico y sistema

de control de energía

11

La tricicleta

12

Panel fotovoltaico

13

Esquema general del accionamiento eléctrico de la tricicleta solar

14

15

“Boost”

Corriente v/s Tensión Potencia v/s Tensión

0

1

2

3

4

5

6

7

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Cor

rient

e [A

]

Tensión [V]

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40

Pot

enci

a [W

]

Tensión [V]

EjemploRadiación global en plano horizontal:1100 W/m2Temperatura: 52°C

16

“Buck/Boost”

17

Microcontrolador

18

Medición

19

Control

20

Energía humana

( ) Nmrpm

W

W

PT

pedales

humanahumano 8,35

2060/2

75

min_

max_max_ =

⋅==

π

21

Calibración y ensayos

22

T

1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >1 >

1) Ref A: 500 mV 50 us

Modificaciónes de la tricicleta

23

Motor DC a Motor Brushless DC

24

Transmisión de datos

Alcance 1 kmAlcance 1 km

100010101 1010101

ATMega + PIC + AntenaAntena + ordenador + software

almacenamiento de datos 25

La Ruta Solar

Rumbo al 2010Rumbo al 2010

26

27

• Fomento a la investigación, desarrollo e innovación en soluciones de transporte.

• Sensibilización de la ciudadanía.• Unión entre países para la solución de problemas

comunes con tecnologías apropiadas para la región.• Potenciar el turismo y conocimiento de los lugares

donde se realice la competición.

28

0

100

200

300

400

500

600

700

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1000

1100

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400

Po

ten

cia

[W/m

2]

Tiempo [min]

Radiación Solar Diaria - Valparaíso

29

Lo que falta…

Medición

• Evaluar el funcionamiento de la tricicleta solar en la ruta.

• Adquisición de datos relevantes para los equipos participantes (diciembre 2009)

Seguridad

• Evaluación de riesgos (seguridad de los participantes)

• Coordinación con la policía y servicios de emergencias.

• Establecer los requerimientos técnicos para la construcción de los vehículos que

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Reglas

• Establecer los requerimientos técnicos para la construcción de los vehículos que competirán.

• Reglamento de la competencia. Aspectos logísticos y otros.

Fundación Ruta Solar

• Aspectos legales para crear la Fundación Ruta Solar.

• Promoción de la competición como proyecto bicentenario.

• Sociedad con instituciones, empresas , entidades gubernamentales y organizaciones internacionales que apoyen la actividad y la mantengan a través del tiempo

Muchas gracias!Muchas gracias!Agradecimientos a institucionesDirección General de Comunicaciones UTFSMDepartamento de Electricidad UTFSMGrupo GEA UTFSM – Generación de Energías AlternativasLaboratorio de evaluación solar Federación de Estudiantes UTFSMMinisterio de EducaciónRama de Estudiantes IEEE Universidad de Zaragoza

Agradecimientos a personasProfesores guías y correferente: Sr. Ricardo Fuentes, Sr. Germán Stolz (q.e.p.d) y Sr. Nelson LeivaProfesor Pablo LezanaProfesor Víctor FigueroaProfesor Rodrigo GodoyMarcelo ÁvalosRamón ZulénJuan Carlos CasanovaRuben BravoAmigos y familiares que contribuyeron en el desarrollo directo e indirecto del proyecto

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