Emiratos Arabes Unidos

Conceptos básicos para diseñar un carrito solar

En una ocasión anterior abordé el tema de como construir un carrito solar como proyecto de ciencias. Ya que este es uno de los temas más comentados, comentaré algunos puntos importantes para el diseño del mismo y poder aumentar la velocidad de los carritos en una posible competición de carritos solares como la mostrada en este video.

1. Factores que disminuyen la velocidad del carrito solar.

- Peso: cuanto más liviano sea el carrito, mayor aceleración el carrito alcanzará (recuerden que por la segunda ley de Newton, la aceleración es inversamente proporcional a la masa).

- Resistencia del viento: la resistencia provocada por el viento disminuye la velocidad del carro. Mientras más área de contacto tenga el carrito con el viento y mientras mayor sea la velocidad del viento (la cual depende de la velocida del aire y del propio carrito), mayor será la influencia del viento sobre él.

- Fricción: la fricción entre los engranajes, las ruedas y del contacto de las llantas con la pista también disminuyen la velocidad del carrito.

La fuerza de fricción depende de las caracteristicas de la superficie en contacto (entre engranajes, en las ruedas y entre la llanta y el suelo). y de la masa del carrito.

Por lo tanto, el peso del carrito debe ser el menor posible, se debe evitar elementos que aumenten la resistencia del aire (por ejemplo, puertas abiertas, carteles perpendiculares a la dirección del viento), los engranajes deben tener poca fricción (usar engranajes de plástico o aluminio) y deben estar montadas firmemente al chasis ó sobre un apoyo rígido, las ruedas deben ser perfectamente redondas y tener llantas de goma y los ejes deben ser perfectamente paralelos y bien apoyados.

2. Conceptos básicos sobre la célula fotovoltaica.

Las células fotovoltaicas fueron creadas en 1954. En si ellas trasforman la luz del sol en energía eléctrica a través de un fenómeno físico conocido como efecto fotovoltaico. Las células solares están hechas generalmente de silicio.

Existen varias tecnologías de células siendo las más importantes las de tipo cristalino y las de tipo amorfo. Como esto no es tan importante en este caso, lo que nos importa es cuanta energía estas celulas son capaces de entregar. La unión de varias celulas es llamada de modulo fotovoltaico.

Para caracterizar una célula fotovoltaica (o un modulo) se usa su curva IV (corriente vs voltaje), como se ve en la figura siguiente:

La tensión de la célula disminuye si aumenta la temperatura de la célula, por otro lado la corriente generada aumenta si aumenta la irradiación solar sobre ella.

La salida eléctrica de la celula (tensión y corriente) depende del valor de la resistencia

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