Ciencia de los Materiales

MOSASAURIO USANDO ENERGIA SOLAR

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Ciencia de los Materiales
  • Asesor: ALICIA PANIAGUA
  • Autor: ROBERTO ROMUALDO TLACUAHUAC ()

Resumen

Mi proyecto trata sobre el uso de energía solar en un mosasaurio, en la actualidad hay diversas formas de entretener a los niños como lo son las tables, celulares, latop, consolas de video juego, en donde podemos pasar horas de entretenimiento y mucha diversión.

Pero todas estas formas de diversión dependen de la energía o pilas y en el caso de irse la luz o tener un apagón adiós diversióneso es una grna desventaja, en el caso de las pilas una vez que se termina su energía a desecharlas muchas veces no contamos con lugares correctos y terminan en algun rincón olvidado de la cas lo que genera una contaminación.

Por lo anterior se ocurrió el uso de celdas solares para poder generar energía limpia y que mejor que con mi juguete favorito Mosasaurio, por lo que se realizará un prototipo utilizando energía solar para impulsar al mosasaurio.

Pregunta de Investigación

¿Cómo funciona un panel solar para hacer funcionar un juguete de dinosaurio?

Planteamiento del Problema

La fabricación de juguetes electrónicos requiere que funcionen con pilas, lo cual hace que al momento de desecharlas generen residuos tóxicos, contaminando el medio ambiente, por lo que en el proyecto se realizara utilizando un panel solar siendo este una energía alterna sin contaminación ya que es obtenida del sol, se hará funcionar un juguete de dinosaurio generando 4.5 volts DC dándole movimiento mediante un motorreductor.

Antecedentes

CELDAS SOLARES

Una Celda Solar es un dispositivo electrónico que captura la luz solar y la convierte directamente en electricidad. Las celdas solares suelen estar juntas para formar unidades más grandes llamadas módulos solares, acopladas a unidades aún más grandes conocidas como paneles solares. Las celdas de un panel solar generan energía al capturar la luz solar.

La luz está hecha de pequeñas partículas llamadas fotones, un rayo de luz solar contiene trillones sobre trillones de fotones. Al hacer contacto con una celda solar se capturan estos fotones enérgicos y se convierten en un flujo de electrones. (Una corriente eléctrica). Cada celda genera unos pocos voltios de electricidad. Por lo que el trabajo de un panel solar es combinar la energía producida por muchas celdas para producir una cantidad útil de corriente eléctrica y voltaje. La mayoría de las Celdas Solares están hechas de silicio. (uno de los elementos químicos más comunes en la Tierra, el cual se encuentra en la arena). Cuando la luz del sol brilla en una celda solar, la energía que transporta extrae electrones del silicio. Estos pueden ser obligados a fluir alrededor de un circuito eléctrico y alimentar nuestros aparatos eléctricos.Hasta 1000 watts de energía solar golpean cada metro cuadrado de la tierra apuntando directamente al Sol. Si cubriéramos sólo el uno por ciento del desierto del Sahara con paneles solares, podríamos generar suficiente electricidad para alimentar al mundo entero.

COMO SE HACEN LAS CELDAS SOLARES

El silicio es un material semiconductor. Algunos materiales, especialmente metales, permiten que la electricidad fluya a través de ellos muy fácilmente; Se llaman conductores. Otros materiales, como los plásticos y la madera, realmente no permiten que la electricidad fluya a través de ellos; Se llaman aisladores. Los semiconductores como el silicio no son conductores ni aisladores. Normalmente no conducen electricidad, pero bajo ciertas circunstancias podemos hacer que lo hagan.

Una Celda Solar es una combinación de dos capas diferentes de silicio que han sido especialmente tratadas para que permitan que la electricidad fluya a través de ellas de una manera particular. La capa inferior está dopada por lo que tiene ligeramente pocos electrones. Una capa de silicio positivo (porque los electrones están cargados negativamente y esta capa tiene muy pocos de ellos). La capa superior está dopada de manera opuesta para darle demasiados electrones. Llama silicio de tipo n o negativo.

Cuando colocamos una capa de silicio de tipo negativo sobre una capa de silicio de tipo positiva, se crea una barrera en la unión de los dos materiales. Ningún electrón puede cruzar la barrera así que, no fluirá ninguna corriente. Pero si ponemos luz sobre las capas, sucede algo extraordinario. A medida que los fotones entran en contacto con estas capas, entregan su energía a los átomos del silicio. La energía entrante golpea a los electrones de la capa inferior de tipo positiva para que salten a través de la barrera hasta la capa de tipo negativa arriba y fluyan alrededor del circuito. Cuanto más luz brilla, más electrones salta y más flujo de corriente. A esto se le llama efecto fotoeléctrico.

TIPOS DE CELDAS SOLARES

Primera generación: Montaje fotográfico de Celdas Solares

Alrededor del 90 por ciento de las celdas solares del mundo están hechas de capas de silicio cristalino, cortados en lingotes grandes. Los lingotes toman la forma de monocristales o contienen múltiples cristales policristalino. Las celdas solares de primera generación funcionan como hemos mencionado arriba: Usan una única y simple unión entre capas de silicio de tipo n y tipo p, que se cortan de lingotes separados y con luz generan una corriente. Es más o menos cómo todas las células solares de silicio fotovoltaico han funcionado desde 1954.

Segunda generación: Flexible de segunda generación de Celdas Solares de película delgada.

Las Celdas Solares clásicas son láminas relativamente finas. Pero son bastante gruesas en comparación con las células de segunda generación. Estas popularmente conocidas como celdas solares de película delgada, que son aproximadamente 100 veces más delgadas. Aunque la mayoría todavía están hechas de silicio algunas están hechas de otros materiales. Mas notablemente el telururo de cadmio (Cd -Te) y diselenuro de cobre-indio-galio (CIGS).

Debido a que son extremadamente delgados, ligeros y flexibles, las celdas solares de segunda generación pueden ser laminadas. ya se en ventanas, tejas o todo tipo de materiales, incluyendo metales, vidrio y plásticos. Lo que las celdas de segunda generación ganan en flexibilidad, se sacrifican en eficiencia. Las clásicas celdas solares de primera generación todavía las superan. Así, mientras que una celda de primera generación de primera clase podría lograr una eficiencia del 15 al 20 por ciento, el silicio amorfo lucha por superar el 7 por ciento.

Tercera generación: Celdas Solares de polímero orgánico de tercera generación.

Combinando las mejores características de las celdas de primera y segunda generación. Al igual que las celdas de primera generación, prometen eficiencias relativamente altas (30 por ciento o más). Al igual que las celdas de segunda generación, es más probable que estén hechas de materiales distintos del silicio, como el silicio amorfo, los polímeros orgánicos, cristales de perovskita y múltiples uniones (hechas de múltiples capas De diferentes materiales semiconductores). Idealmente, eso los haría más baratos, más eficientes y más prácticos que las celdas de primera o segunda generación.

Objetivo

Diseñar y construir un juguete con forma de dinosaurio capaz de tener movimiento mediante la utilización de un motorreductor obteniendo el voltaje a partir de un panel solar.

Justificación

Este proyecto ayudara a comprender la importancia de utilizar energías alternas que no dañen al medio ambiente, para el proyecto se utilizara un panel solar que hará funcionar un juguete de dinosaurio.

Hipótesis

Si se puede generar energía eléctrica a partir de un panel solar entonces podremos darle movimiento a un juguete.

Método (materiales y procedimiento)

MATERIALES

  • Panel Solar
  • Motorreductor de doble eje
  • Diodos Led
  • Dinosaurio de Madera

PROCEDIMIENTO

  1. Se arma el dinosaurio

 

  1. Se realizan patas de madera de dinosaurio para el movimiento

 

  1. Se coloca motor para generar movimiento

 

  1. Se unen las partes armadas

 

  1. Se realizan pruebas con panel solar

 

  1. Unimos el panel con el dinosaurio

Galería Método

Resultados

Se realizan varias pruebas con el panel  solar con 1.5, 3 y 4.5. VDC  sin embargo se tiene poco movimiento debido a que se necesita mayor potencia para el motoreductor

Se realizan más pruebas usando otro panel solar

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

La idea del proyecto es hacer que el dinosaurio se mueva atraves de los paneles solares para que ya no use energía eléctrica, esta opción es viable ya que no contamina así mismo podríamos usar esta energía en el hogar para reducir los niveles de contaminación, me gusto el proyecto y lo realice con ayuda entendí como se transforma la luz del sol  en energía  y así poder ver porque funcionan las cosas.

Bibliografía

ELECTRICIDAD 1

Moreno, Guillermo Jacobo

Editorial Trillas

Octubre 2004

 

ELECTRICIDAD

Editor: Jesús Araujo

Séptima Edición 2014

Badalona España

 

FISICA

Conceptos y Aplicaciones

5ª Edición

McGraw-Hill Education

 

Internet



MOSASAURIO USANDO ENERGIA SOLAR

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Design and build a toy shaped like a dinosaur capable of movement by using a gearmotor getting the voltage from a solar panel.

Justification

This project will help to understand the importance of using alternating energies that do not harm the environment, for the project we use a solar panel that will run a dinosaur toy.

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography