Sistema de generación de energía
Consta de paneles fotovoltaicos de elementos de valencia III, IV o V ya que estos paneles son una excelente elección para la radiación emitida por el Sol, con una banda de gap de Eg= 1,5 eV y un alto coeficiente de absorción de más de α = 5 105 cm-1, es decir; un amplio rango de longitud
de onda, desde ultravioleta a la banda de gap, con eficiencias mucho más mayores que paneles de Silicio, alrededor de un 25% hasta el 40% o más con células multiunión. Por ejemplo, paneles de Teluro de Cadmio (CdTe), Arseniuro de Galio (GaAs), etc.
Tomando como ejemplo una carretera de la red española: Madrid – Almería, aproximadamente 550 Km, donde la mediana ocupa una superficie de unos 1,65 km2, instalando los paneles en la mediana se necesitarían unos 900.000 módulos solares con una capacidad instalada de unos 60 MW, capaz de suministrar energía a un total de 17.000 hogares, ahorrar un total de 40.000 toneladas de emisiones de CO2 al año, equivalentes a lo que contaminan 8.000 vehículos en la carretera (Cálculos aproximados).
Nos podemos hacer una idea del ahorro energético que podríamos tener simplemente instalando paneles en la red de carreteras, además del aporte energético al medio rural y a la red eléctrica se ganaría en una mejora del aire, así como una visión más limpia de nuestros campos y no una mezcla entre cultivos y plantas energéticas.
Las conexiones de los paneles se realizarían en grupos de configuración serie – paralelo, varios grupos se conectarían a la subestación donde la energía se acondiciona para ser volcada a la red eléctrica de alta tensión o consumir la necesaria in situ. Los paneles tendrían una estructura fija para el soporte de los paneles donde se podría configurar su inclinación automáticamente dependiendo sea verano o invierno, para la buena captación de los rayos solares, además de un sistema automático de limpieza de la superficie del panel. Todo esto se podría configurar y regular desde una base de control mediante un sistema informático.
Al tener la autopista energía, se podría crear una autopista con capacidad de comunicación con los vehículos, dando avisos mediante paneles o a través de tecnología Wifi, radiofrecuencia, etc., para así tomar las correcciones apropiadas, así como tener iluminación en los lugares donde sea necesario y por supuesto poder optar por un guiado totalmente automatizado para aquellos vehículos que tengan dicha capacidad; sería una buena opción para el transporte de mercancías por carretera.
Sistema de carga en movimiento
El sistema de recarga de baterías del vehículo puede ser autónoma o manual. El sistema autónomo se consigue a través de railes compuestos por dos conductores aislados e independientes insertados en la calzada de donde mediante un sistema basculante coge la energía el vehículo, siendo guiado en todo momento de forma autónoma (nivel 2 de conducción) mediante unos sensores y así proceder a recarga sin tener que parar.
El sistema manual consta de varias pletinas dispuestas en la calzada de forma discontinuas cuya distancia entre ambas es equidistantes a la distancia del sistema basculante del vehículo, asegurando en todo momento la recarga de baterías en movimiento.
La longitud del carril de carga va a depender del tiempo que necesite el vehículo para la recarga de baterías que dependerá del tipo que lleve instalada cada vehículo, por ejemplo: si el régimen de carga es de 43 kW se tardaría 20 minutos en cargar las baterías de un vehículo, con lo que a una velocidad constante de unos 70 ó 80 km/h, el vehículo necesitaría un carril de unos 20 km para la recarga total de baterías. Realmente, con carriles dispuestos a lo largo del recorrido de longitud cada uno de 10 km y circulando a una velocidad de 80 km/h sería suficiente ya que las dimensiones de las baterías serían menores y los tiempos de carga también, por tener la opción de carga en movimiento.
El sistema se podría implementar de la siguiente forma:
Dos railes como se muestra en el dibujo, con un aislante entre ellos y a una distancia calculada, dependiendo del basculante (pantógrafo) o captador de energía del vehículo, de tal forma que cada 50 ó 100 metros de tramo de rail sea independiente del resto de tramos y se vayan conectando o desconectando dependiendo que haya o no algún vehículo en el carril.
En cada kilómetro de carril de carga tendría una salida de emergencia hacia el arcén en caso de avería o hacia la vía principal si el conductor decide salir, bien porque las baterías están cargadas o por cualquier otro motivo.
El carril de carga estará señalizado como tal y se tendrían en consideración por parte del conductor las medidas de seguridad al respecto.
Los raíles no tienen por qué ser totalmente de acero, pueden estar constituidos de un material ligero como base y la parte de contacto con el basculante del vehículo de láminas de material conductor de fácil montaje y desmontaje para el mantenimiento.
El vehículo una vez que entra en el carril de carga hay una comunicación reciproca entre carril y vehículo para proceder a la recarga de baterías. El vehículo es guiado en todo momento a través de unas guías magnéticas situadas en el pavimento del carril y una vez situado el vehículo se procede a la carga.
Una vez establecido el protocolo de comunicación entre vehículo y carril, el sistema automático del vehículo a través de una autorización dada por el conductor, por ejemplo; pulsar un interruptor, procede a la recarga de las baterías: primero el sistema comprueba mediante sensores situados en el vehículo que está alineado con los raíles, también comprueba que no hay vehículos próximos delante y detrás, hechas las comprobaciones desbloca el pantógrafo para proceder a la recarga. Además de las comprobaciones hechas por la calzada, como puede ser: velocidad del viento, del vehículo y demás comprobaciones que se estimen oportunas en su desarrollo.
El sistema de recarga se interrumpe si el conductor así lo decide pulsando el interruptor o mediante presión en cualquier pedal de mando del vehículo y así el conductor procede a salir del carril de carga en cualquier momento.
Una vez que el vehículo se encuentra en régimen de carga, el software del vehículo se hace cargo de él, tanto en dirección como en velocidad, es totalmente autónomo mientras el conductor así lo decida y no pulse el interruptor o pise los pedales.
El sistema basculante o pantógrafo del vehículo es como se muestra en el dibujo, consta de un motor eléctrico o sistema neumático para el desblocaje y recogida del pantógrafo además de un sistema de muelles que mantiene el pantógrafo uniforme y absorber las oscilaciones producidas durante la recarga en movimiento del vehículo.
De modo general esto es la implementación del sistema de carga.
Vista en planta del conjunto del sistema:
Más información: manager@redeureka.es
ENGLISH VERSION:
