Diseño y simulación de un prototipo vehicular hibrido impulsado por energía solar fotovoltaica y gasolina en la empresa Servicios Eléctricos Humaga

Abstract

En el presente trabajo se realizó el diseño y simulación de un prototipo de vehículo hibrido impulsado por energía fotovoltaica y un motor a gasolina. El diseño se realizó en base a los requerimientos de una empresa dedicada al mantenimiento de vehículos en general que quiere producir vehículos hibrido de fabricación nacional. Para esto se realizaron entrevistas al personal de la empresa con el fin de obtener los requerimientos iniciales de diseño, posteriormente con la información condensada se elaboraron conceptos de solución y de configuración que cumplan con los requerimientos de la empresa. Tanto para los conceptos y configuraciones se emplearon unas matrices de selección para determinar el diseño óptimo para el vehículo hibrido. Seguidamente se realizó un análisis paramétrico para relacionar la velocidad de avance del vehículo, la pendiente del terreno y la potencia eléctrica consumida. De este análisis se observó que en la condición de operación de pendiente igual a cero el vehículo se puede desplazar a 100 km/h consumiendo una potencia de 15.73 kW, mientras que para una pendiente de 20° el consumo de corriente máximo es de 33.93 kW, para esta potencia se seleccionaron el motor eléctrico, el generador, el motor de combustión interna y el banco de baterías. Por otra parte, para la máxima velocidad de desplazamiento la autonomía del vehículo es de 95 km con un porcentaje de descarga del banco de baterías del 80%. Finalmente, del análisis se tiene que el costo total para la fabricación del vehículo hibrido es del S/. 41,717.68, el cual se puede recuperar en 10 meses y 13 días.