Planteamiento del Problema

1.1 Planteamiento del Problema:

El presente proyecto busca minimizar el impacto energético por parte de los dispositivos electrónicos, generando energía renovable para baterías y aparatos de bajo consumo de una manera efectiva y reemplazando la producción de energía por medio redes hidroeléctricas.

La electricidad es una de las principales fuentes de energía destinada para distintos fines, sin embargo, se evidencian  inconvenientes para transportar esta energía a algunos lugares: El inacceso a la electricidad. Por esto, Ember busca proporcionar una energía de forma autónoma para que los estudiantes puedan disponer de electricidad confiable en la realización de sus trabajos de electrónica cuando sea necesario. 

Ember es un generador eléctrico renovable que funciona a base de dos sistemas: Un mecanismo de cuerda conectado a una polea dentada y un panel solar. El primero proporcionara energía mecánica a través del movimiento. El segundo utilizará la luz solar mediante paneles fotovoltaicos. La electricidad producida atravesará un regulador de voltajes, para asegurarse que la carga es la adecuada para las baterías de 9V o para los aparatos de bajo consumo.

El proyecto va a ser realizado en el salón de electricidad del Colegio Sorrento, con un tiempo estimado de ensamblaje de 4 a 6 meses, en donde las pruebas para verificar su funcionamiento efectivo será el curso 1001 de la jornada mañana.

1.2 Situación Problemática:

Con base en lo anterior, se busca dirigir la producción de electricidad de nuestra maquinaria hacia las clases de electrónica y tecnología del profesor Jaime. Muchas veces suele pasar que las baterías se descargan en momentos cruciales de las actividades, así que se tiene el objetivo de proporcionar energía para la recarga de las baterías 9V utilizadas para la realización de los trabajos. Ember contará con dos plazas, la primera para la recarga de baterías, la principal fuente de abastecimiento y la segunda, un puerto para conectar dispositivos de bajo consumo como cargadores, utilizando reguladores de voltaje y controladores de carga para evitar el sobrecalentamiento de las baterías.

1.3 Problema:

¿Cómo recargar baterías de 9V y aparatos electrónicos de bajo consumo en el aula de electricidad del Colegio Sorrento, por medio de un sistema dual físico-mecánico y solar?

1.4 Antescedentes de Proyecto:

Antes del desarrollo de la electricidad, el ser humano ya tenía conocimientos previos sobre las descargas eléctricas y que aquellas se podían transmitir por materiales conductores. Una vez llegada la electricidad, se ha generado principalmente por la conversión de energía mecánica en eléctrica, utilizando dispositivos basados en el fenómeno de inducción electromagnética, según la ley de Faraday-Henry, donde básicamente un campo magnético cambiante puede producir una corriente eléctrica. Con el avance de la tecnología, y la creciente preocupación por el impacto negativo de la energía no renovable en el medio ambiente, se ha impulsado la investigación en búsqueda de fuentes de energía limpias, como la solar, la eólica o la hidráulica con el fin de minimizar la huella de carbono en la generación de electricidad.

Vehículo impulsado por energía solar: El proyecto fue creado por un equipo de investigadores de la Universidad Autónoma de Occidente en Colombia, que trataba acerca de un vehículo autónomo impulsado por la energía solar mediante paneles solares instalados. La electricidad se almacena en baterías y se utiliza para alimentar los motores vehiculares, permitiendo la movilización del vehículo con fuentes renovables. Aquel proyecto buscaba reducir la dependencia de combustibles fósiles y energías contaminantes, promoviendo el desarrollo de energías limpias y eficientes, que beneficien tanto a la sociedad como al medio ambiente. (SciELO Colombia, Universidad Distrital Francisco José Caldas, Diseño y fabricación de un vehículo autónomo impulsado por energía solar, 2011)

Bombas sumergibles alimentadas por la energía solar: El proyecto analiza bombas SHURflo 9300 y Kary M2345T-20, evaluando la profundidad y operación que tienen al ser recargadas sus baterías con energía solar, a través de montajes con motores DC y operaciones experimentales bajo diferentes condiciones, concluyendo en una alternativa sostenible para el suministro de agua en zonas remotas. (Universidad de los Andes, Juan Manuel Morales, Evaluación Experimental de bombas sumergibles alimentadas por energía solar, 2017)

Cargador Solar para Baterías de 9V: El proyecto presenta un cargador de baterías de 9V alimentado por un panel solar de 10V, regulada por un circuito basado en un LM317 para ajustar el voltaje indicado. Junto con eso, se implementa un diodo Schottky para evitar un flujo inverso y un indicador LED para monitorear la carga. Los experimentos y conclusiones en aparatos electrónicos demostraron eficiencia en condiciones favorables de luz solar, como alternativa portátil y sostenible. (López, J. Ramirez, Desarrollo de un sistema de carga solar en dispositivos portátiles, Revista de Energías Renovables, pág 45-47, 2021)