Carreira de coches solares: proba de última tecnoloxía

O 11 de novembro de 1990, un saldo de dispositivos con rodas pintadas de vivas cores e de singular xeometría, acompañado de sol, partiu de Darwin, no norte de Australia, paira cruzar Australia. O único combustible era a enerxía solar. World Solar Challenge é o nome desta espectacular carreira. Fronte á fórmula 1, o coche máis ruidoso e contaminante, tes a fórmula solar: o coche máis silencioso e limpo.
A carreira atravesa Australia de arriba abaixo. Tardan 6 días en percorrer 3000 km, 9 horas ao día. Por tanto, a velocidade media diaria é duns 500 km, sendo a velocidade media de 55 km/h.

Curiosa carreira

VIKING XX, un curioso artefacto

Ao vehículo que presentou a Universidade de Western Whashington poucos darían nome de coche. Ademais do condutor ten espazo paira outro pasaxeiro e dispón dun panel solar xigante: 16 m.
Está dotado de células de silicio monocristalino. Coñecido o custo destas células e a superficie do panel, pódese apreciar que este vehículo non é un dos máis baratos.

A carreira finalizou o 16 de novembro de 1990 en Adelaide, ao sur de Australia, tras percorrer durante 6 días 3.007 km da costa norte de Australia á costa sur. É a segunda vez que se celebra esta carreira. Realizouse por primeira vez en 1987. Entón foron 22 os participantes. Neste segundo foron 36, dos cales 10 chegaron á meta.

A normativa da carreira é sinxela: os vehículos deben comezar ás 8 da mañá e parar ás 5 da tarde, no lugar onde están. As dimensións do vehículo tamén están reguladas: 4 metros de lonxitude, 2 metros de anchura e 1,60 metros de altura máxima. A superficie máxima do panel solar é de 8 m 2. Con todo, se ademais do condutor hai outro pasaxeiro, a superficie dos paneis non ten límites.

Ademais, os vehículos dispoñen de baterías eléctricas. Carga dos paneis do vehículo con enerxía solar anterior ás 8 da mañá e posterior ás 5 da tarde. A capacidade das seguintes baterías tamén está limitada: até 5 kW/h.

Dream, o custoso xoguete da casa xaponesa Fonda

Fonda levou a Australia un equipo espectacular. De feito, o orzamento de 540 millóns de pesetas (30 millóns de libras) non é de broma. O equipo de colaboradores levaba material informático punteiro nas autocaravanas e un circuíto de radio conectaba o coche solar co equipo auxiliar. O
panel de Dream está formado por miles de células de silicio monocristalino, cuxo rendemento do 19% non pasou do 14%. Dream foi o décimo en meta de Adelaide.

Do mesmo xeito que nas regatas, ou máis concretamente no remo olímpico con temoneiro, o peso do temoneiro ou o peso do jockey nas carreiras de cabalos é moi importante, na carreira de coches solares o peso do condutor pode ser un factor determinante. Paira evitalo establécese un peso estándar: 85 kg. Os vehículos cun condutor de peso inferior cárganse ata que o condutor máis a carga igualen devandito peso.

Como son os coches solares?

Os vehículos solares son de baixa potencia: De 1 a 1,5 kW. Dentro deste límite de potencia deben ser moi lixeiros paira obter o máximo rendemento. Pesan entre 150 e 200 kg e presentan una forma aerodinámica paira reducir a fricción co aire, definida no túnel aerodinámico. Ademais, paira reducir a fricción co chan, utilizan pneumáticos como os de bicicleta e adoitan ser de tres rodas. Con estas características e coa batería cargada, uno destes vehículos alcanzou una velocidade de 130 km/h. Non é fácil!

A enerxía solar transfórmase en electricidade en paneis solares. O rendemento de: aprox. 10% en paneis convencionais e case 20% en paneis experimentais máis recentes. É dicir, se o sol disipa 1.000 W por metro cadrado, e isto é algo habitual en Australia en novembro, antes do verán, o mellor panel solar dificilmente chegará a 200 W. Ademais, cando a temperatura supera os 25æC, algo normal no medio deserto australiano, diminúe o rendemento dos compoñentes utilizados na construción dos paneis.

SOUTHERN CROS, pobre xaponesa

O coche presentado polo xaponés Semiconductor Energi Laboratory non foi a gañar a carreira, senón a mostrar o valor dos paneis solares que xa están á venda no mercado. As células do panel de
Southern Cros non eran de silicio monocristalino, senón de silicio amorfo, é dicir, teñen un rendemento moito menor, xa que non supera o 12%. O panel proporcionaba una potencia máxima de 600 W, o que reducía a velocidade do coche: 70 km/h máximo. Pero a principal vantaxe deste panel é a súa relación custo/potencia: 700 pts. (40 libras) por watt, mentres que o custo dos paneis de silicio monocristalino é de 90.000 pesetas por watt (5.000 libras).

O World Solar Challenge celebrouse por primeira vez en 1987 e a verdade é que con posterioridade o rendemento dos paneis apenas se conseguiu. Non aumentar o rendemento, pero si reducir o prezo dos paneis. O dato é: O gañador de 1987, o coñecido fabricante General Motors, investiu no seu vehículo preto de 400 millóns de pesetas (21 millóns de libras). Utilizou un panel de células de galio e arsénico, obtendo un rendemento do 18%. O vencedor de 1990, a Escola de Enxeñeiros de Biel en Suíza, só superou os 63 millóns de pesetas (3,5 millóns de libras) paira construír o seu propio vehículo, cun panel ao parecer dun 20% de rendemento.

Paira iso, construíu as casas de Telefunk e utilizou novas células, un prototipo, que aínda non se fabrican en serie. Estas novas células foron deseñadas por Martin Green, profesor da Universidade de Nova South Wales en Sydney. Son cadrados cortados por un cristal simple de silicio. A superficie destas casas é chaira. Mediante o láser grávanse en superficie cumes e vales, é dicir, a superficie celular se rugosa. En consecuencia, a superficie da casa aumenta e con ela o rendemento.

Os suízos con coche Spirit of Biel campións

Paira chegar desde Darwin a Adelaide, o coche que portou a Escola de Enxeñeiros de Biel, en Suíza, tardou 46 horas e 7 minutos, cinco días e máis. Así, o percorrido de 3000 km realizouse cunha velocidade media de 65 km/h. Os raios do sol emitían una potencia de 1.300 W por metro cadrado ao día máis intensa. Spirit of Biel tiña un panel de 8 m 2. Dos 1.300 x 8 = 10.400 watts que se diseminaban sobre o panel, o panel convertía 1.800 W en potencia eléctrica, o que supón un rendemento do 17,3%. Tras eliminar as perdas de potencia por motor, transmisión e mandos, mediuse una potencia de 1.000 watts na roda traseira. Nestas condicións o coche alcanzou una velocidade de 75 km/h sen utilizar baterías e de 100 km/h con baterías.

Estas células comezan a fabricarse a finais deste ano nunha nova fábrica que British Petrolium Solar está a construír en España. Por tanto, o seu prezo será moito máis barato que o do prototipo actual. Ademais, ao ser estas células de silicio non son tóxicas, xa que o maior problema das células de galio e arsénico era a toxicidade.

Non só os compoñentes do panel, senón tamén a forma e disposición do propio panel: paneis semicilíndricos, paneis launas, paneis orientativos, ... víanse na carreira todo tipo de paneis deseñados paira absorber mellor a enerxía solar.

As carreiras de coches solares convertéronse nun verdadeiro probador paira os grupos industriais máis poderosos do mundo. A enerxía solar, ademais de ser una reivindicación lexítima dos ecoloxistas, converteuse nun negocio. Como proba diso, algúns dos participantes son: General Motors, o maior fabricante de coches do mundo, patrocinou os equipos de tres universidades de EEUU. Tamén estiveron presentes tres grandes empresas xaponesas: Fonda, Toyota e Mazda. Tampouco faltaban as grandes petroleiras: BP, Mobil e Amoco.

CARO E CONTAMINANTE

O coche Solar Flair da escola politécnica de California tiña un panel de células de arseniuro de galio dopado con fósforo. Esta tecnoloxía experimental proporciona un bo rendemento do 18%, pero é moi custosa debido á necesidade de realizar o cableado manual paira conectar as células. Ten en conta que o panel ten máis de 7.000 células. Ademais, a utilización de sales de arsénico nas células fai que os residuos sexan perigosos debido á súa alta contaminación.

O portavoz de General Motors dixo: Estes non serán os coches do futuro, pero estes mozos que están aquí serán os deseñadores de coches de mañá.

O coche solar ten futuro?

A pesar do éxito da carreira de coches solares en Australia e da presenza dos grupos industriais máis poderosos do mundo, non hai que pensar que o coche solar será o choio de mañá. O director do grupo, Fonda, sinalou que o futuro dos coches solares é bastante escuro, xa que o rendemento actual das células solares atópase ás portas do seu límite teórico. Noutras palabras, o rendemento do 20% das mellores células fotoeléctricas actuais dificilmente aumentará.

MOTOR SOLAR

A casa xaponesa Toyota, aínda que non era oficial, participou na carreira solar a través da súa empresa satélite. O vehículo, denominado Aisol, presentou una espectacular innovación, xa que a enerxía solar obtíñase a través de dúas vías: un panel solar convencional e un motor solar. A
frecha da imaxe mostra una parábola detrás da estación do piloto. A parábola concentra a calor do sol e aplícao a un motor do ciclo Stirling. O
ciclo Stirling é coñecido na termodinámica, consiste no movemento dun gas entre dúas fontes de calor separadas por un intercambiador de calor adiabático de volume constante. No
motor de Aisole dous pistones e dous bielas converten a dilatación do gas en circuíto pechado en enerxía mecánica. A enerxía solar é a causa da dilatación do gas. O
motor de explosión (motor de combustión interna) debe ter dous elementos externos: combustible (p.ex. gasolina) e combustible (aire). O motor Stirling, pola súa banda, só necesita una fonte de calor desde o exterior, xa sexa gasolina, alcol, madeira ou como neste caso o sol.
Con todo, a potencia deste motor solar é moi pequena: de 80W, mentres que o panel solar de Aisole ten una potencia de 900 W. Con todo, trátase da primeira vez que se realiza un motor solar e una nova vía de investigación quedou rota.

Con todo, o coche eléctrico ten una solución, alimentado por baterías eléctricas. O coche eléctrico do futuro estará dotado de células solares paira recargar as baterías cando estea estacionado ao sol ou baixo o sol.

As baterías utilizadas nos coches actuais son demasiado pesadas e de baixo rendemento. Ademais, cando se envellecen non se poden tirar en todas partes, xa que conteñen metais pesados, é dicir, son prexudiciais paira o medio ambiente. Con todo, a batería que acaba de desenvolver en Xapón pode cambiar de estado. A nova batería é en forma de condensador, que almacena electricidade entre dúas placas metálicas separadas por unha capa illante como carga eléctrica estática. Esta é a innovación revolucionaria desta batería, xa que as baterías convencionais almacenan a enerxía químicamente.

O fabricante de coches Isazu e a firma Fuji Electrochemical son os autores desta nova batería, que anunciou que pode acumular entre 30 e 50 cargas eléctricas máis que o mellor condensador dispoñible no mercado na actualidade. Doutra banda, comparado coa batería de chumbo e ácido convencional dos coches, ten una capacidade 20 veces maior a igual peso. Ademais, a resistencia interna de leste condensador de batería é moi baixa, tarda só 30 segundos en cargarse e ademais cárgase cunha tensión inferior á normal. Esta batería será máis barata que a actual e limpa, xa que non contén metais pesados. Carbón activo e ácido sulfúrico. Os deseñadores creen que pode estar á venda dentro de dous anos. Ver.

Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila