Carro Solar

TEMA: “CARRO A LUZ SOLAR”

“CARRO A LUZ SOLAR”

OBJETIVOS GENERALES

1. Aprovechar la energía solar para el desplazamiento de un carrito.

2. Demostrar el movimiento rectilíneo Uniformemente variado de acuerdo con la energía que nos proporcione el Sol.

3. Explicar mediante formulas la relación que guarda este experimento con la física.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Concientizar a las personas que la única energía que existe no es la eléctrica, hay muchas otras más.

* Realizar el carro y comprobar el funcionamiento del mismo

* Determinar por las fórmulas de Dinámica el movimiento que posee.

* Obtener datos de los parámetros que intervienen en el movimiento rectilíneo uniformemente variado

“CARRO A LUZ SOLAR”

INTRODUCCIÓN

El diseño a implementar en un carro eléctrico es para disminuir el grado de concentración de bióxido de carbono y otros gases que se producen por medio de la combustión interna de un motor de energía fósil. Ya que el carro eléctrico se alimenta de corriente directa que es producida en centrales eléctricas que necesitan de energía fósil (petróleo) para poder funcionar.

En nuestro caso utilizaremos energías alternas como es la energía solar que es la que produce todas las energías. Todas las fuentes de energía dependen del sol directa o indirectamente. La energía solar nos da 1000W / m2 o 100W / cm2 a 28 °C, y una velocidad de viento de un metro por segundo las doce horas del día sin nubes.

MARCO TEÓRICO

ENERGIA SOLAR

El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha utilizado desde los albores de la historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco mil millones de años, y se calcula que todavía no ha llegado ni a la mitad de su existencia. |

Durante el presente año, el Sol arrojará sobre la Tierra cuatro mil veces más energía que la que vamos a consumir. |

¿Qué se puede obtener con la energía solar? |

| Básicamente, recogiendo de forma adecuada la radiación solar, podemos obtener calor y electricidad. |

| El calor se logra mediante los captadores o colectores térmicos, y la electricidad, a través de los llamados módulos fotovoltaicos. Ambos procesos nada tienen que ver entre sí, ni en cuanto a su tecnología ni en su aplicación. |

Hablemos primero de los sistemas de aprovechamiento térmico. El calor recogido en los colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. Por ejemplo, se puede obtener agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dar calefacción a nuestros hogares, hoteles, colegios, fábricas, etc. Incluso podemos climatizar las piscinas y permitir el baño durante gran parte del año. |

También, y aunque pueda parecer extraño, otra de las más prometedoras aplicaciones del calor solar será la refrigeración durante las épocas cálidas .precisamente cuando más soleamiento hay. En efecto, para obtener frío hace falta disponer de una «fuente cálida», la cual puede perfectamente tener su origen en unos colectores solares instalados en el tejado o azotea. En los países árabes ya funcionan a pleno rendimiento acondicionadores de aire que utilizan eficazmente la energía solar. |

Las aplicaciones agrícolas son muy amplias. Con invernaderos solares pueden obtenerse mayores y más tempranas cosechas; los secaderos agrícolas consumen mucha menos energía si se combinan con un sistema solar, y, por citar otro ejemplo, pueden funcionar plantas de purificación o desalinización de aguas sin consumir ningún tipo de combustible. |

Principios teóricos de funcionamiento. Explicación simplificada 1. Algunos de los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre la primera superficie del panel, penetrando en este y siendo absorbidos por materiales semiconductores, tales como el silicio o el arseniuro de galio. 2. Los electrones, subpartículas atómicas que forman parte del exterior de los átomos, y que se alojan en orbitales de energía cuantizada, son golpeados por los fotones (interaccionan) liberándose de los átomos a los que estaban originalmente confinados.Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en los átomos que pierden los electrones, (parecidas a burbujas de carga positiva) se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones, en el panel solar.Se ha de comentar que, así como el flujo de electrones corresponde a cargas reales, es decir, cargas que están asociadas a desplazamiento real de masa, los huecos, en realidad, son cargas que se pueden considerar virtuales puesto que no implican desplazamiento de masa real.Representación de la diferencia de potencial, o voltaje de corriente con respecto al tiempo en corriente continuaUn conjunto de paneles solares transforman la energía solar (energía en forma de radiación y que depende de la frecuencia de los fotones) en una determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC (acrónimo del inglés Direct Current y que corresponde a un tipo de corriente eléctrica que se describe como un movimiento de cargas en una dirección y un sólo sentido, a través de un circuito. Los electrones se mueven de los potenciales más bajos a los más altos).Opcionalmente: 1. La corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor (inverter) que transforma la corriente continua en corriente alterna, (AC) (tipo de corriente disponible en el suministro eléctrico de cualquier hogar) de 120 o 240 voltios. 2. La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. 3. La electricidad generada se distribuye, casi siempre, a la línea de distribución de los dispositivos de iluminación de la casa, ya que estos no consumen excesiva energía, y son los adecuados para que funcionen correctamente con la corriente generada por el panel. 4. La electricidad que no se usa se puede enrutar y usar en otras instalaciones.Fotogeneración de portadores de cargaCuando un fotón llega a una pieza de silicio, pueden ocurrir tres acontecimientos: 1. El fotón puede pasar a través del material de silicio sin producir ningún efecto, esto ocurre, generalmente para fotones de baja energía. 2. Los fotones pueden ser reflejados al llegar a la superficie del panel, y son expulsados de este. 3. El fotón es absorbido por el silicio, en cuyo caso puede ocurrir: * Generar calor * Producir pares de electrones-huecos, si la energía del fotón incidente es más alta que la mínima necesaria para que los

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