Karen Valdés
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Panamá
nazaret.shk@hotmail.com
Orlando Domínguez
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Panamá
Landin2496 @gmail.com
Resumen: Los Vehículo
eléctrico son propulsados por uno o más motores eléctricos. La tracción puede
ser proporcionada por ruedas o hélices 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 fuente de
propulsión, como es el caso de los trenes de levitación magnética.
Palabra clave: vehículo
eléctrico, autonomía, centrales eléctricas
Objetivo
General: dar conocer la importancia y el funcionamiento de
estos autos eléctricos.
Objetivo
Específico:
* Las partes de un auto eléctricos
* Sus beneficios y consecuencias de los autos
*fuentes de
energía
*consumo, contaminación
Desarrollo
AUTOMÓVILES ELÉCTRICOS.
Se entiende por vehículos eléctricos aquellos que
están propulsados total o parcialmente por energía eléctrica procedente de
baterías que se recargan en la red eléctrica. Así mismo, estos vehículos auto
recargan la batería al desacelerar o frenar convirtiendo la energía cinética en
eléctrica.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas del motor eléctrico en automóviles
·
Un motor eléctrico no quema combustibles durante su
uso, por lo que no emite gases a la atmósfera.
·
Un motor eléctrico producido en serie es más
compacto, más barato y mucho más simple que un motor de combustión interna. No
necesita circuito de refrigeración, ni aceite, ni demasiado mantenimiento.
·
Prácticamente no hace ruido al funcionar y sus
vibraciones son imperceptibles.
·
Funciona a pleno rendimiento sin necesidad de
variar su temperatura. Al no tener elementos oscilantes, no necesita volantes
de inercia ni sujeciones espaciales que lo aíslen del resto del coche. Al
generar poco calor y no sufrir vibraciones su duración puede ser muy elevada.
·
Un motor eléctrico no necesita cambio de marchas,
exceptuando un mecanismo para distinguir avance o retroceso, que bien puede ser
la inversión de polaridad del propio motor.
·
Teóricamente un motor eléctrico puede
desarrollar un par máximo desde 0 rpm, por lo que hace posible arrancar desde
cero con una velocidad máxima.
·
Una vez que se elimina la caja de cambios y la
refrigeración, se abre la posibilidad de descentralizar la generación
de movimiento, situando un pequeño motor en cada rueda en lugar de uno
“central” acoplado a una transmisión. Lo que puede suponer una nueva
distribución del espacio del coche.
·
En cuanto a la eficiencia del motor eléctrico, ésta se sitúa alrededor del 90%. Por
limitaciones termodinámicas un motor diésel se situaría en eficiencias de hasta
un 40%, siendo éste superior a la eficiencia de un motor de gasolina.
·
Resulta sencillo recuperar la energía de las
frenadas (o parte de ella) para recargar las baterías, porque un motor
eléctrico puede ser también un generador eléctrico.
·
Otra gran ventaja del coche eléctrico es su proceso
reversible. Esto quiere decir que de igual manera que carga su batería a través
de la red eléctrica, el coche
puede aportar también energía a la red eléctrica, de manera reversible.
Este hecho se conoce como Vehicle 2 Grid .
·
La principal desventaja y la más importante es la
autonomía que tiene el coche eléctrico sin conectarlo a la red. El
hecho de que a los 100 o 120 kilómetros de viaje se tenga que recargar las
baterías limita mucho a los usuarios. En cambio, con los motores de combustión
el tiempo entre repostaje y repostaje es mucho más elevado. Aun así las marcas
de coches trabajan para aumentar la autonomía de sus modelos y cada vez nos
encontramos modelos con más autonomía.
·
Otro inconveniente relacionado con la autonomía del
vehículo es el tiempo de repostaje, ya que se requieren de
horas para realizar una carga completa.
·
Además, las baterías eléctricas tienen fecha de
caducidad, ya que se degeneran con el uso y empiezan a tener menor
capacidad de carga.
·
La necesidad de carga de los coches eléctricos hace
que exista más demanda de electricidad proveniente de micro generadores o centrales eléctricas.
A más demanda, más generación y más consumo de los recursos naturales.
• Son de baja potencia.
• Otra gran desventaja en los autos eléctricos es que Son de tamaño
pequeño. Y Tiene un alto precio
Fig2. Esta imagen muestra las estaciones para
cargar los autos eléctricos.
Fig3. Muestra el ciclo o la forma de como cargar el
auto.
BATERÍA,
CONSUMO, CARGA DE AUTO ELÉCTRICO
¿Cuánto consume y que autonomía tiene un vehículo
eléctrico?
El consumo de un vehículo eléctrico varía entre los 15-20 kWh/100 km de un utilitario urbano, y los 40-50 kwh/100 km de un microbús.
La autonomía depende de la capacidad de las baterías y del tipo de conducción, pero gracias a los avances tecnológicos se ha pasado de ofrecer autonomías de 80 km, con las tradicionales baterías de plomo-gel, hasta los 200 km que ofrecen algunos modelos actuales equipados con baterías de Iones de Litio o baterías Cebra.
¿Cada cuánto hay que cargar el coche?
Considerando que más del 80% de los usos diario en el ámbito urbano es inferior a los 30 km, se podría decir que un vehículo con 200 km de autonomía, se debería cargar cada 6-7 días.
¿Cuánto duran las baterías?
Las nuevas baterías de Iones de Litio disponen de una vida útil de unos 3.000 ciclos de recarga sin perder prestaciones cuando ésta se realiza en condiciones óptimas. Ello asegura una larga disponibilidad, apropiada para uso vehicular.
¿Cuánto tarda en cargarse un coche eléctrico?
Ello depende del tipo de carga que estemos considerando. Cada tipo de recarga está asociada a las necesidades del usuario. La carga lenta se orienta preferentemente a la recarga de VE en lugares donde el vehículo permanece estacionado durante un largo periodo de tiempo, tales como garajes comunitarios, unifamiliares o aparcamientos de oficinas. Por otro lado, se instalarán puntos de recarga semis rápida (o de oportunidad) y carga rápida para atender necesidades puntuales de suministro en un tiempo reducido y en espacios de acceso público, como centros comerciales, aparcamientos públicos, vías públicas, electro-lineras, etc…
El consumo de un vehículo eléctrico varía entre los 15-20 kWh/100 km de un utilitario urbano, y los 40-50 kwh/100 km de un microbús.
La autonomía depende de la capacidad de las baterías y del tipo de conducción, pero gracias a los avances tecnológicos se ha pasado de ofrecer autonomías de 80 km, con las tradicionales baterías de plomo-gel, hasta los 200 km que ofrecen algunos modelos actuales equipados con baterías de Iones de Litio o baterías Cebra.
¿Cada cuánto hay que cargar el coche?
Considerando que más del 80% de los usos diario en el ámbito urbano es inferior a los 30 km, se podría decir que un vehículo con 200 km de autonomía, se debería cargar cada 6-7 días.
¿Cuánto duran las baterías?
Las nuevas baterías de Iones de Litio disponen de una vida útil de unos 3.000 ciclos de recarga sin perder prestaciones cuando ésta se realiza en condiciones óptimas. Ello asegura una larga disponibilidad, apropiada para uso vehicular.
¿Cuánto tarda en cargarse un coche eléctrico?
Ello depende del tipo de carga que estemos considerando. Cada tipo de recarga está asociada a las necesidades del usuario. La carga lenta se orienta preferentemente a la recarga de VE en lugares donde el vehículo permanece estacionado durante un largo periodo de tiempo, tales como garajes comunitarios, unifamiliares o aparcamientos de oficinas. Por otro lado, se instalarán puntos de recarga semis rápida (o de oportunidad) y carga rápida para atender necesidades puntuales de suministro en un tiempo reducido y en espacios de acceso público, como centros comerciales, aparcamientos públicos, vías públicas, electro-lineras, etc…
Fig4. Muestra los distintos tipos de cargas
para los vehículos eléctricos.
Fig5. Característica de algunos autos eléctricos
Componentes principales de un coche eléctrico
Un
coche eléctrico se compone básicamente de los siguientes elementos:
Cargador:
Batería
Las baterías de Litio-ion almacenan la energía que
le cede el cargador en forma de corriente continua (DC). Esta batería
principal es el medio por el que se alimenta todo el coche eléctrico. En
los coches que tienen un motor eléctrico de corriente continua, esta batería
iría directamente conectada al motor. En cambio, en los coches eléctricos que
tienen un motor eléctrico de corriente alterna, la batería va conectada a un
inversor.
Conversor
El
conversor transforma la alta tensión de corriente continua, que aporta la
batería principal, en baja tensión de corriente continua. Este tipo de
corriente es el que se utiliza para alimentar las baterías auxiliares
de 12 V, que son las que alimentan los componentes auxiliares eléctricos del
coche.
Inversores
Los
inversores o ondula dores son los encargados de transformar la corriente
continua que cede la batería principal, en corriente alterna. De
esa manera se puede alimentar el motor en corriente alterna del
coche eléctrico.
En el caso de coche con el motor en corriente
continuo, este componente no existiría.
Motor eléctrico
El motor de un coche eléctrico puede ser un motor
de corriente alterna o de corriente continua. La diferencia
entre estos los dos tipos, principalmente, es la forma de alimentación. El de
corriente continua se alimenta directamente desde la batería principal, y el de
corriente alterna se alimenta a través de la energía que emite la batería
previamente transformada en corriente alterna a través del inversor.
Esquema general sobre los componentes de un
vehículo eléctrico con motor en corriente continua (DC)
Esquema general sobre los componentes
de un vehículo eléctrico con motor en corriente alterna (AC).
Existencia de automóviles Eléctricos en
Panamá.
En panamá se ha presentado este tipo de automóviles pero su permanecía
en nuestro país es un poco usual.
El primer automóvil totalmente eléctrico llegado a Panamá transitó el 1
septiembre de 2013 por sus congestionadas avenidas sin generar contaminación
del aire ni acústica, en lo que se considera la nueva era de movilidad urbana
con ciudades sostenibles.
Fig6. Primer auto eléctrico en Panamá
El pequeño auto producido por la firma alemana Fábricas Bávaras de
Motores (Bayerische Motoren Werke-BMW), ayudará a disminuir las emisiones de
gases indeseables, que en el caso panameño, las producidas por el transporte
representan el 29 por ciento de lo expulsado a la atmósfera por el país.
Utiliza batería de litio, cuya carga permite una autonomía de alrededor
de 200 kilómetros (km) sin necesidad de recarga, y entre las características
del diseño técnico el fabricante previó que en la desaceleración, el movimiento
de sus ruedas traseras actúe como generador eléctrico, lo que ayuda también al
frenado.
El consumo cada 100 km recorridos es de 12,6 kilowatts (kW) por hora, lo
que significa además, economía en gasto eléctrico para regenerar el acumulador
del vehículo, y con ello disminuyen igualmente las necesidades energéticas para
el movimiento citadino particularmente.
Su motor requiere de 125 kilowatts para lograr una potencia de 170 caballos
de fuerza, lo cual permite acelerar de cero a 100 km en 7,3 segundos, por
tanto, el comportamiento del auto no difiere en sus similares movidos por
combustibles fósiles.
Otro elemento de esta novedad tecnológica conocida como BMWi3 es que la
mayor parte de sus componentes son reciclables, entre ellos fibra de carbono,
lo que también forma parte de las corrientes actuales para cuidar el medio.
Un reto ahora para la ciudad de Panamá es crear una infraestructura de
estaciones que permitan la recarga rápida de los nuevos autos, aunque mientras
llega esa fase cuentan con un dispositivo portátil de emergencia, con la
molestia de la demora en regenerar totalmente la batería.
En Panamá se comercializan autos híbridos que alternan electricidad con
gasolina o diésel, y es el cuarto país de la región en introducir el modelo
completamente eléctrico, precedido de Colombia, Chile y Costa Rica, también del
mismo fabricante.
Utilización de automóvil eléctrico en Canal
de Panamá:
El Canal de Panamá, empresa líder
en desarrollo sostenible a través de la
promoción de las mejores prácticas ambientales en sus operaciones, ha dado otro
paso importante en esa dirección, al
incorporar a su flota un
automóvil totalmente eléctrico.
Al igual que lo hizo en el 2009 con la compra de nueve vehículos
híbridos, la Autoridad del Canal de Panamá (ACP) se convierte en la primera
empresa a nivel nacional que cuenta en su flota con una vehículo sin combustión, en consecuencia, cero emisión
de gases de efecto invernadero.
Como estrategia ambiental, la ACP promueve la gestión integral de los
recursos hídricos para asegurar su disponibilidad en cantidad y calidad, al
tiempo que garantiza la confianza de la comunidad nacional e internacional en
la operación continua y eficiente.
La energía eléctrica que mueve el Canal es auto generada y proviene de
fuentes hídricas y térmicas para auto consumo y venta del excedente
Además En la búsqueda
de fuentes renovables de energía y de mayor eficiencia energética, la ACP
cuenta con un Comité de Energía, que ha desarrollado un plan para la gestión de
la eficiencia energética comprendido entre los años 2011-2020.
Entre las múltiples
ventajas, los motores eléctricos obtienen hasta un 85% de eficiencia en la
conversión, mientras que los convencionales de combustión interna, sólo logran un 20%. El resto se desperdicia
en calor y emisiones.
Además, no requieren
cambio de aceite, ni de filtros y
carecen de tubo de escape, por lo que no producen desechos oleosos.
El vehículo eléctrico
prestará servicios en la Unidad de Correos de la Sección de Coordinación
Interinstitucional y Administrativa, de la Vicepresidencia de Gestión
Corporativa.
Con estos importantes
avances, la ACP mantiene su liderazgo en
materia de sostenibilidad
ambiental, y financiera en
materia energética. Asimismo, promueve
su compromiso de ser modelo de excelencia orientado por los más caros valores
corporativos para el desarrollo sostenible y el bienestar del país.
Fig7. Auto eléctrico de la ACP
No hay comentarios:
Publicar un comentario