Taller de cotxes solars

Tasca ultra-ràpida per al Consell Verd de l’institut: taller de cotxes solars que ha d’acabar amb una Solar Car Race a l’exterior de la biblioteca Tecla Sala. Els coneixements i la perícia dels conductors juntament amb un bon disseny dels vehicles definiran el guanyador. Cal fer els cotxes, però … com?

Un cotxe solar no és més que una estructura (xassís) amb rodes i un motor alimentat amb energia solar. El de la foto de sota, si les connexions elèctriques i mecàniques són correctes, funcionarà en quant la cèl·lula fotovoltaica rebi llum, però es pot millorar si tenim presents una sèrie de paràmetres:

Font d’alimentació. El rendiment de les cèl·lules fotovoltaiques depèn de la seva orientació respecte els rajos solars: quant més perpendicularment hi incideixin, major serà el rendiment i més potència proporcionaran al motor (el cotxe correrà més). Amb un sistema articulat de posicionament podem orientar-les com més convingui en cada moment. Si utilitzem dues cèl·lules obtindrem més tensió si les connectem en sèrie o més intensitat si les connectem en paral·lel.
Especificacions de les nostres cèl·lules solars: 1V-250 mA, 47x80x4 mm

Transmissió. Encara que podem utilitzar el sistema de transmissió per corretja, la manera més fiable de connectar el motor a l’eix de les rodes motrius és amb engranatges. Cal tenir present la relació de transmissió: si el motor gira massa ràpid caldrà un mecanisme reductor (la roda conduïda més gran que la motriu), com al cotxe de la imatge:

Estabilitat. En mots casos amb tres rodes n’hi ha prou: el triangle és la figura més rígida, no es pot deformar i per això s’utilitza tant en estructures: ponts, grues, … A més cal tenir present que el centre de gravetat del vehicle sempre estigui sobre la base, i que els objectes alts són més inestables que els baixos (quant més a prop del terra estigui el CDG, més estable serà un objecte).

Fricció. Per tal que els eixos de les rodes girin amb la mínima fricció i aprofitar al màxim la potència del motor cal ficar-los dins de tubs molt llisos als punts de recolçament amb el xassís. Per altra banda, cal aconseguir que les rodes s’adhereixin al terra per tal que no lisquin en buit i el cotxe es descontroli. Adoneu-vos que a la foto del tricicle les rodes porten bandes de goma per aquest motiu.

Pes. Quant més pesat sigui el vehicle, més potència perdrà en arrossegar-se i menys correrà. Cal utilitzar materials i formes lleugeres (però resistents).

Aerodinàmica. La carrosseria, a més de cumplir una funció estètica pot ajudar a disminuir la resistència aerodinàmica (oposició a l’avanç provocada per l’aire) i a que el cotxe corri més.

Desenvolupament. El tamany de les rodes dependrà de la longitud del circuit: amb les rodes grans el cotxe correrà més (recorrerà més espai per cada volta de la roda) però trigarà molt en accelerar (assolir la seva velocitat). En canvi, si les rodes són petites, encara que la velocitat serà menor, la assolirà molt més ràpidament. Per tant, en un circuit curt ens interessarà que les rodes siguin de petit diàmetre, i a l’inrevés.

Resistència. És important que el cotxe no es desmunti o es trenqui quan estigui en marxa, quan sigui manipulat o quan xoqui contra una paret. A més d’un sòlid muntatge, al nostre vehicle li cal un para-xocs per amortir els possibles cops.

Materials. Protegim el medi ambient, utilitzem materials reciclats!!! Veieu al vídeo com es pot fer un cotxe solar amb una ampolla de plàstic.

Us calen més idees? Aquí en trobareu:

Com construir un cotxe solar a MiniScience. com
Veieu exemples de cotxes solars a  The Solar Power Car Project
Els detalls del projecte de cotxes solars realitzat pels alumnes d’Aula Oberta del nostre institut