Carrera de coches solares: prueba de última tecnología

1991/10/01 Uzkudun, Maddi Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Garraioak

La carrera atraviesa Australia de arriba abajo. Tardan 6 días en recorrer 3000 km, 9 horas al día. Por lo tanto, la velocidad media diaria es de unos 500 km, siendo la velocidad media de 55 km/h.

Curiosa carrera

VIKING XX, un curioso artefacto

Al vehículo que presentó la Universidad de Western Whashington pocos darían nombre de coche. Además del conductor tiene espacio para otro pasajero y dispone de un panel solar gigante: 16 m.
Está dotado de células de silicio monocristalino. Conocido el coste de estas células y la superficie del panel, se puede apreciar que este vehículo no es uno de los más baratos.

La carrera finalizó el 16 de noviembre de 1990 en Adelaide, al sur de Australia, tras recorrer durante 6 días 3.007 km de la costa norte de Australia a la costa sur. Es la segunda vez que se celebra esta carrera. Se realizó por primera vez en 1987. Entonces fueron 22 los participantes. En este segundo han sido 36, de los cuales 10 llegaron a la meta.

La normativa de la carrera es sencilla: los vehículos deben comenzar a las 8 de la mañana y parar a las 5 de la tarde, en el lugar donde están. Las dimensiones del vehículo también están reguladas: 4 metros de longitud, 2 metros de anchura y 1,60 metros de altura máxima. La superficie máxima del panel solar es de 8 m ^2. Sin embargo, si además del conductor hay otro pasajero, la superficie de los paneles no tiene límites.

Además, los vehículos disponen de baterías eléctricas. Carga de los paneles del vehículo con energía solar anterior a las 8 de la mañana y posterior a las 5 de la tarde. La capacidad de las siguientes baterías también está limitada: hasta 5 kW/h.

Al igual que en las regatas, o más concretamente en el remo olímpico con timonel, el peso del timonel o el peso del jockey en las carreras de caballos es muy importante, en la carrera de coches solares el peso del conductor puede ser un factor determinante. Para evitarlo se establece un peso estándar: 85 kg. Los vehículos con un conductor de peso inferior se cargan hasta que el conductor más la carga igualen dicho peso.

¿Cómo son los coches solares?

Los vehículos solares son de baja potencia: De 1 a 1,5 kW. Dentro de este límite de potencia deben ser muy ligeros para obtener el máximo rendimiento. Pesan entre 150 y 200 kg y presentan una forma aerodinámica para reducir la fricción con el aire, definida en el túnel aerodinámico. Además, para reducir la fricción con el suelo, utilizan neumáticos como los de bicicleta y suelen ser de tres ruedas. Con estas características y con la batería cargada, uno de estos vehículos alcanzó una velocidad de 130 km/h. ¡No es fácil!

La energía solar se transforma en electricidad en paneles solares. El rendimiento de: aprox. 10% en paneles convencionales y casi 20% en paneles experimentales más recientes. Es decir, si el sol disipa 1.000 W por metro cuadrado, y esto es algo habitual en Australia en noviembre, antes del verano, el mejor panel solar difícilmente llegará a 200 W. Además, cuando la temperatura supera los 25æC, algo normal en el medio desierto australiano, disminuye el rendimiento de los componentes utilizados en la construcción de los paneles.

El World Solar Challenge se celebró por primera vez en 1987 y la verdad es que con posterioridad el rendimiento de los paneles apenas se ha conseguido. No aumentar el rendimiento, pero sí reducir el precio de los paneles. El dato es: El ganador de 1987, el conocido fabricante General Motors, invirtió en su vehículo cerca de 400 millones de pesetas (21 millones de libras). Utilizó un panel de células de galio y arsénico, obteniendo un rendimiento del 18%. El vencedor de 1990, la Escuela de Ingenieros de Biel en Suiza, sólo superó los 63 millones de pesetas (3,5 millones de libras) para construir su propio vehículo, con un panel al parecer de un 20% de rendimiento.

Para ello, construyó las casas de Telefunk y utilizó nuevas células, un prototipo, que aún no se fabrican en serie. Estas nuevas células han sido diseñadas por Martin Green, profesor de la Universidad de Nueva South Wales en Sydney. Son cuadrados cortados por un cristal simple de silicio. La superficie de estas casillas es llana. Mediante el láser se graban en superficie cumbres y valles, es decir, la superficie celular se rugosa. En consecuencia, la superficie de la casilla aumenta y con ella el rendimiento.

Estas células comienzan a fabricarse a finales de este año en una nueva fábrica que British Petrolium Solar está construyendo en España. Por lo tanto, su precio será mucho más barato que el del prototipo actual. Además, al ser estas células de silicio no son tóxicas, ya que el mayor problema de las células de galio y arsénico era la toxicidad.

No sólo los componentes del panel, sino también la forma y disposición del propio panel: paneles semicilíndricos, paneles launas, paneles orientativos, ... se veían en la carrera todo tipo de paneles diseñados para absorber mejor la energía solar.

Las carreras de coches solares se han convertido en un verdadero probador para los grupos industriales más poderosos del mundo. La energía solar, además de ser una reivindicación legítima de los ecologistas, se ha convertido en un negocio. Como prueba de ello, algunos de los participantes son: General Motors, el mayor fabricante de coches del mundo, patrocinó los equipos de tres universidades de EEUU. También estuvieron presentes tres grandes empresas japonesas: Honda, Toyota y Mazda. Tampoco faltaban las grandes petroleras: BP, Mobil y Amoco.

El portavoz de General Motors dijo: Estos no serán los coches del futuro, pero estos jóvenes que están aquí serán los diseñadores de coches de mañana.

¿El coche solar tiene futuro?

A pesar del éxito de la carrera de coches solares en Australia y de la presencia de los grupos industriales más poderosos del mundo, no hay que pensar que el coche solar será el chollo de mañana. El director del grupo, Honda, señaló que el futuro de los coches solares es bastante oscuro, ya que el rendimiento actual de las células solares se encuentra a las puertas de su límite teórico. En otras palabras, el rendimiento del 20% de las mejores células fotoeléctricas actuales difícilmente aumentará.

MOTOR SOLAR

La casa japonesa Toyota, aunque no era oficial, participó en la carrera solar a través de su empresa satélite. El vehículo, denominado Aisol, presentó una espectacular innovación, ya que la energía solar se obtenía a través de dos vías: un panel solar convencional y un motor solar. La
flecha de la imagen muestra una parábola detrás de la estación del piloto. La parábola concentra el calor del sol y lo aplica a un motor del ciclo Stirling. El
ciclo Stirling es conocido en la termodinámica, consiste en el movimiento de un gas entre dos fuentes de calor separadas por un intercambiador de calor adiabático de volumen constante. En el
motor de Aisole dos pistones y dos bielas convierten la dilatación del gas en circuito cerrado en energía mecánica. La energía solar es la causa de la dilatación del gas. El
motor de explosión (motor de combustión interna) debe tener dos elementos externos: combustible (p.ej. gasolina) y combustible (aire). El motor Stirling, por su parte, sólo necesita una fuente de calor desde el exterior, ya sea gasolina, alcohol, madera o como en este caso el sol.
Sin embargo, la potencia de este motor solar es muy pequeña: de 80W, mientras que el panel solar de Aisole tiene una potencia de 900 W. Sin embargo, se trata de la primera vez que se realiza un motor solar y una nueva vía de investigación ha quedado rota.

Sin embargo, el coche eléctrico tiene una solución, alimentado por baterías eléctricas. El coche eléctrico del futuro estará dotado de células solares para recargar las baterías cuando esté estacionado al sol o bajo el sol.

Las baterías utilizadas en los coches actuales son demasiado pesadas y de bajo rendimiento. Además, cuando se envejecen no se pueden tirar en todas partes, ya que contienen metales pesados, es decir, son perjudiciales para el medio ambiente. Sin embargo, la batería que acaba de desarrollar en Japón puede cambiar de estado. La nueva batería es en forma de condensador, que almacena electricidad entre dos placas metálicas separadas por una capa aislante como carga eléctrica estática. Esta es la innovación revolucionaria de esta batería, ya que las baterías convencionales almacenan la energía químicamente.

El fabricante de coches Isazu y la firma Fuji Electrochemical son los autores de esta nueva batería, que ha anunciado que puede acumular entre 30 y 50 cargas eléctricas más que el mejor condensador disponible en el mercado en la actualidad. Por otro lado, comparado con la batería de plomo y ácido convencional de los coches, tiene una capacidad 20 veces mayor a igual peso. Además, la resistencia interna de este condensador de batería es muy baja, tarda sólo 30 segundos en cargarse y además se carga con una tensión inferior a la normal. Esta batería será más barata que la actual y limpia, ya que no contiene metales pesados. Carbón activo y ácido sulfúrico. Los diseñadores creen que puede estar a la venta dentro de dos años. Ver.