BUGGY SOLAR ELEKTRON

Primavera del 2000

POR QUE UN VEHICULO SOLAR La investigación de las nuevas tecnologías aplicadas a las energías renovables siempre ha sido una de las constantes de ELEKTRON en estos 10 años. En este tiempo ya hemos desarrollado diferentes experiencias en vehículos eléctricos alimentados por energia solar, en 1992 fue el Eolosol, la primera embarcación solar de España y segunda de Europa, con capacidad para 6 personas. Incorporaba un motor de 450 w alimentado por una batería de 230 Ah cargada a través de 2 paneles de 50 Wp, y un aerogenerador de 90 W. En 1993 con motivo del I Encuentro Solar se desarrollo para la ocasión el GEASOL alimentado directamente por 10 paneles solares de 51 Wp. En 1994 se desarrollo un pequeño triciclo solar para la Concentración de Vehículos Eléctricos en Berga (Barcelona) alimentado con 3 paneles de 54 Wp. En esta ocasión es un pequeño vehículo monoplaza, muy ligero, de construcción deliberadamente sencilla para demostraciones publicas de las posibilidades practicas con aplicación de tecnología punta en energías renovables. Esta es una manera de conmemorar los 10 años de andadura de ELEKTRON y probar las ultimas tecnologías (panel solar, regulador, motor, batería, etc.) También así demostramos que no es difícil usar esta tecnología y movernos con la energía que nos ofrece el Sol gratuitamente de forma limpia y sin contaminación ni ruido.

VEHICULO Se ha utilizado un buggy (parecido a un Kart) existente en el mercado, esta diseñado para correr por la playa con la fuerza de un cometa de tipo parapente. Esta constituido por un chasis de tubo de acero inoxidable, la dirección es accionada por los pies de forma directa en la rueda delantera. El asiento esta compuesto por tiras de nylon. Mide 150 cm de longitud por 110 cm de ancho. Las ruedas son de 40 cm de diámetro. El peso total del chasis con las tres ruedas (sin motor, batería ni panel) es de tan solo 14,3 Kg. MOTOR El motor utilizado es el LEM-200 de la firma inglesa Lynch Electric Motor, Ltd. Se trata de un motor de corriente continua especialmente diseñado para vehículos eléctricos. Tiene un elevado par motor a bajas RPM. Se puede alimentar de 1 a 60 voltios. Se obtienen 8,4 Kw a 48 voltios. Las RPM son proporcionales al voltaje de alimentación. Dispone de 8 escobillas con avance regulable para optimizar su rendimiento. No requiere ningun tipo de mantenimiento. En este caso concreto se alimenta a 12 voltios y tiene una potencia de 0,4 Kw girando a 675 RPM. (A fin de reducir el consumo lo usaremos a unos 200 W de potencia) Medidas: 205 de diámetro X 137 mm de ancho. Pesa 11 Kg.

Detalle del motor con el variador electrónico de velocidad, ambos estan montados en un soporte de acero inoxidable. La polea dentada acciona directamente la rueda.

TRANSMISION La transmisión a la rueda se efectúa a través de una correa de nylon de tipo motocicleta. Tiene una reducción de 3,4:1. Cuando el motor gira a 675 RPM la rueda gira a 200 RPM. BATERIA La batería utilizada es una Fulmen modelo FGB5 de 12 voltios con una capacidad de 30 Ah (C-20). Su misión es dotar de energía al motor en el momento de arranque y compensar las sombras y momentos en que el sol no de la energía suficiente para la velocidad requerida. Características: Electrolito fijado en un gel. Sin relleno de agua. Sin mantenimiento. Acepta descargas profundas. Larga vida con 400 ciclos norma IEC. Mide 197 X 132 mm. Pesa 11 Kg

Sin derrames de ácido. Sin comprobación de niveles. Tecnología de recombinacion de gases. Placa positiva plana. Reciclable.

La fijación de la batería es por medio de una cinta de nylon. El Shunt permite medir con el Trimetric la corriente que entra o sale de la batería.

PANEL SOLAR El panel solar que utiliza como fuente de energía es el modelo A-130 de ATERSA. Este modelo es de los de mayor potencia que se fabrican. Se ha elegido este panel por su robustez y eficiencia además del tamaño adecuado a la estética del vehículo. Este panel se utiliza tanto para electrificación autónoma rural como para instalaciones de conexión a la red eléctrica para verter en ella electricidad solar.

Características técnicas: 36 células de alto rendimiento de silicio monocristalino de 6” pulgadas. Tensión nominal: 12 voltios. Tensión a máxima potencia: 17,2 voltios Potencia: 130 Wp. Corriente al punto de máxima potencia: 7,5 A. Marco de aluminio reforzado. Medidas: 1.477 X 660 mm. Peso: 11,9 Kg.

OPTIMIZADOR DEL PANEL El punto de máxima potencia de los paneles solares se encuentra a 17,2 voltios, la tensión de trabajo de la batería cuando el motor esta en marcha es de 12,0 voltios. Esta diferencia de tensión implica una perdida de 39 W en el panel de 130 Wp. Con el fin de mejorar el rendimiento se instala el optimizador PB-5 de Atersa, el cual convierte la diferencia de tensión en mayor amperaje de carga. Medidas: 130 X 108 mm. Peso: 210 gr. REGULADOR DE CARGA Se usa un regulador de carga a fin de no sobrecargar la batería cuando el vehículo esta parado y por tanto sin consumo. Tecnología digital. Controlado por Mos-Fet de ultima generación. Indicación de carga y fin de carga por led’s. Consumo propio de 0,6 miliamperios. Desconexión del panel a 14,4 voltios. Reconexión a 13 voltios. Medidas: 98 X 88 mm. Peso: 104 gr.

Vemos en primer plano el optimizador de carga PB-5. Debajo de el esta el regulador de carga. Al fondo a la izquierda vemos el Trimetric para medir el consumo.

CONTROL DE VELOCIDAD La velocidad se controla por medio del voltaje de alimentación del motor. Para ello se utiliza un circuito electrónico de regulación de amplitud de impulsos de alta frecuencia (25 khz) con transistores Mos-Fet de ultima tecnología en conmutación electrónica a fin de evitar perdidas de energía. El “acelerador” es un potenciometro lineal. Para frenar se utiliza la propia capacidad del motor para generar corriente aplicándola a la carga de la propia batería a fin de recuperar energía con la frenada. También es posible ajustar la corriente de consumo para consumir poco mas de la energía que nos da el panel solar a fin de aumentar la autonomía. CONTROL DE CONSUMO A fin de controlar el estado de la batería y la energía disponible en cada momento se ha instalado el TriMetric. Este medidor nos informa de los voltios de la batería, los amperios que carga o descarga en un momento dado y cuenta los Ah que han salido o entrado a la batería. De esta forma se sabe en cada momento los Ah que quedan útiles en la batería, de manera similar al indicador de combustible de un coche convencional. También nos indica los Ah que ha cargado el panel. Esta información permite administrar de forma optima la energía disponible.

CARACTERISTICAS : El Buggy Solar llevando una persona de 70 kg de peso, en terreno llano, y alimentando el motor a 1 voltio ya se pone en movimiento con un consumo de 4 A, al ir acelerando el consumo se incrementa inicialmente para estabilizarse a la velocidad deseada. El equilibrio entre el consumo y la energía entregada por el panel se encuentra a unos 10 km/h en terreno liso y llano con el Sol a su máxima altura. Estas son las condiciones de trabajo a máxima potencia: Voltios motor: 12

RPM motor: 675

RPM rueda: 200

Km/h del buggy Consumo: 17,5 15 A

La estructura de soporte del panel solar y respaldo se ha hecho con tubo cuadrado de aluminio de 25 mm.

Medidas: totales: Longitud: 175 cm Ancho: 110 cm Altura: 103 cm El peso total es de 50 Kg.

La realización del Buggy Solar ha sido posible gracias a la colaboración de todo el equipo humano que formamos ELEKTRON, además de otras personas y empresas. ®

ENERGÍAS RENOVABLES - MEDICIÓN AMBIENTAL Farigola, 20 local E08023 Barcelona Tel. 93 210 83 09 fax: 93 219 01 07 Horario de oficina: 9 a 19 horas -Lunes a Viernes-

e-mail: [email protected] web: http://www.elektron.org