Usando la luz del sol para enfriar el auto

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¿Por qué no se puede usar la luz del sol (que convierte un automóvil en un horno) para hacer funcionar el aire acondicionado? O al menos, ¿un fanático?

Por ejemplo, un ventilador largo y delgado que cabe en la parte superior de la ventana, evitando que se cierre por completo. Seguramente un panel solar del tamaño de su ventana trasera debería poder alimentar el ventilador (o incluso 2 ventiladores, uno en cada lado) que ayudaría a enfriar el automóvil.

¿Por qué no se está haciendo esto?

Danny Schoemann
fuente
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Se esta haciendo. Puede comprar estos delgados ventiladores solares para la parte superior de la ventana en casi cualquier lugar. En cuanto al aire acondicionado, eso requeriría un panel solar mucho más grande.
Chenmunka
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¿Te refieres a fanáticos como estos ? (Nunca usé uno, así que no puedo decir cuán eficientes son, pero no diría que esto no se haya hecho antes)
Gerald Schneider
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@DucatiKiller esto en realidad no es cierto. Los acondicionadores de aire y los refrigeradores son ejemplos de bombas de calor, que mueven varias unidades de calor "cuesta arriba" utilizando solo una unidad de calor para alimentarlas. Hay límites físicos sobre qué tan grande es un múltiplo posible (el límite depende de la diferencia de temperatura a través de la cual está bombeando calor). Para aire acondicionado práctico se puede lograr un factor de 3 veces. Dado que los paneles actuales son, en el mejor de los casos, eficientes en un 20%, no se puede lograr un aire acondicionado para automóvil con energía solar. Si el automóvil se aisló como un refrigerador, es posible que lo mantenga frío, ¡pero no podría verlo para conducirlo!
nigel222
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Descubrir cómo usar un disipador de calor ayudaría a enfriar el aire entrante y otro ventilador para extraer el aire más caliente también ayudaría a atraer el aire. El aluminio funciona bien. Si alguien sabe de otros materiales que funcionan bien en esa situación, háganoslo saber. Sí, puede ser voluminoso ahora, pero el buen pensamiento y la ingeniería eventualmente conducirán a algo mejor. Solo necesito las ideas para moverme.
Tobin S
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¿Son imprescindibles los paneles solares? Obtendría mejores resultados si estirara la tela gruesa sobre el automóvil y la mantuviera húmeda (cubriera el automóvil con trapos húmedos) mientras el agua evaporada se llevara el calor. Una vez tuve un gotero sobre una botella de agua envuelta en una manta. El agua del interior se mantuvo fresca todo el día. Maldición, un traje de spandex acolchado para un auto ...
kaay

Respuestas:

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Si desea hacerlo mediante el uso de paneles solares, el problema es la energía.

Un automóvil típico de CA probablemente usa entre 1000 y 3000 vatios. Un metro cuadrado de celdas fotovoltaicas típicas genera aproximadamente 150W de potencia. Incluso si cubrieras todo el automóvil con paneles solares, no serían suficientes para alimentar la CA completamente en perfectas condiciones. Y serían muy caros.

Los ventiladores tienen mucha menos energía, un par de cientos de vatios como máximo. Técnicamente, podría ejecutarlos solo desde un panel solar si no necesita la máxima potencia.

Algunos fabricantes de automóviles ya lo hacen. Por ejemplo, algunos modelos de Audi tienen un techo solar de panel solar como opción. Mantiene el ventilador en funcionamiento a baja velocidad incluso cuando el automóvil está apagado para mantener el aire circulando y fresco.

Por otra parte, los paneles solares simplemente no generan suficiente energía para producir un impacto significativo.

No tengo ni idea de lo que estoy haciendo
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Afaik, ningún modelo actual de Audi tiene esos paneles solares. Esto indica que no fue muy útil.
André Stannek
@ AndréStannek o demasiado caro para que se vendan bien.
Chris H
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@ChrisH o eso. Solo lo busqué y el A8 todavía lo tiene ;-)
André Stannek
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¡Tienes una gran idea! Y se está haciendo.

Ciertos modelos del Toyota Prius cuentan con un techo solar opcional que alimenta los ventiladores interiores que se activan automáticamente cuando el interior se calienta demasiado.

Las baterías híbridas ni siquiera se usan en absoluto: ¡los ventiladores funcionan estrictamente con energía solar! Genial (literalmente).

Techo solar Toyota Prius Fuente de la imagen: resilience.org

RockPaperLizard
fuente
VW / Audi ha estado haciendo eso por un tiempo también. Consulte, por ejemplo, este sitio web: volkswagen.co.in/en/innovation/Technical_Glossary/…
PhilippNagel
El Fisker Karma 2011-2012 tenía un techo solar como equipo estándar en.wikipedia.org/wiki/Fisker_Karma#Specifications
Eric J.
Ese panel solar no puede hacer nada más que evitar que la batería se descargue automáticamente cuando el automóvil se deja estacionado por un mes.
Aron
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@Aron, creo que se referían solo a los fanáticos, no al aire acondicionado también. Por lo tanto, no hay aire más frío realmente, solo aire circulante.
bkribbs
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He tenido uno de estos Prius en Silicon Valley durante varios años. También he vivido en el sur sin esa configuración durante muchos años. Les puedo decir que los ventiladores con energía solar en el Prius son mejores que sin ellos. En primer lugar, un sistema mucho más eficiente es mantener el sol alejado del automóvil. Cuando esa opción no está disponible, los ventiladores solares son una buena opción, pero costosa.
JS.
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El problema que tienes es la eficiencia. La eficiencia del panel solar es de aproximadamente 10-20%, dependiendo del tipo utilizado. Los acondicionadores de aire varían en eficiencia, aproximadamente el 30% de eficiencia es una buena cifra de trabajo.

Lo que esto significa es que se necesitan 3,3 veces la energía para enfriar su automóvil por cada unidad de calor que elimine. La eficiencia del panel solar significa que necesita aproximadamente 6.6 veces el área de superficie de su automóvil para generar la electricidad equivalente a la luz solar que llega al automóvil. Entonces, como una cifra aproximada para ejecutar la CA, necesitaría paneles solares que cubran 22 veces la superficie de su automóvil (3.3 * 6.6 = 21.78 redondeado a 22).

Es un poco más complejo que esto, ya que los paneles solares reflejarían una cantidad significativa de calor, reduciendo la cantidad de paneles que necesita, pero aún necesitaría muchas veces más área que el automóvil para ejecutar la CA.

Los ventiladores son mucho más viables que la CA, ya que no necesita el compresor o las bombas, aún necesitaría cubrir todo su automóvil para obtener suficiente electricidad para hacer funcionar un ventilador de tamaño decente.

GdD
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Y si cubre todo su automóvil con celdas para alimentar los ventiladores, puede omitir el ventilador: el automóvil se encuentra a la sombra de las celdas y no se calentará más que la temperatura ambiente, mientras que un ventilador no puede hacerlo más frío que eso. (OK, esto necesita algo de aislamiento entre las celdas y el automóvil para suprimir la transferencia de calor)
sweber
Eso es cierto hasta cierto punto. Las celdas solares se calentarán y transferirán calor al automóvil, y usted no puede cubrir sus ventanas con celdas solares, por lo que el interior todavía se calentará
GdD
La mayoría de los sistemas de bomba de calor tienen COP de 3-4, por lo que cubrir toda la superficie del automóvil con paneles solares apenas podría hacerlo para que no se caliente (recuerde restar la energía absorbida por los paneles de la energía que calienta arriba)
PlasmaHH
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La Tesis de Lancia, presentada en 2001, tenía este sistema. Básicamente, el vidrio en el techo solar era en realidad un panel solar que se usaba para alimentar el ventilador del aire acondicionado cuando el automóvil estaba estacionado bajo la luz solar directa. Cuanto más intenso sea el sol, más poder para los fanáticos, más fría se volverá la cabina. Este sistema fue una de las muchas cosas en la Tesis de Lancia que fue realmente brillante pero no pareció captar.

Más información disponible aquí

Steve Matthews
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Perdí interés en tratar de encontrar la información. Para mí, estaba mal presentado, siendo demasiado prolijo y con letra pequeña. Sin embargo, me resultó difícil escanear lo que me interesaba. Eso funcionaría mejor para la impresión.
Tobin S
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Además de que la cantidad limitada de energía que se puede obtener de un panel es menor que la requerida para operar algo más que un ventilador, quizás haya otras dos razones

  1. Los paneles solares actuales son planos y rígidos. Encajar uno en el techo de un automóvil puede estropear su estilo, su aerodinámica o ambos.

  2. Al agregar un panel, está aumentando el peso del automóvil, lo que perjudica sus cifras de ahorro de combustible (además de cualquier penalización aerodinámica), y esto a su vez aumentará el costo de funcionamiento y también los impuestos de carretera pagaderos por el propietario (al menos en muchos estados de la UE, no sé sobre EE. UU.).

Los recubrimientos solares fotovoltaicos en spray están trabajando en laboratorios de I + D. Esta tecnología podría llegar a los automóviles en un futuro próximo. No tendría penalidad aerodinámica o de estilo y una penalización de peso mucho menor.

Nigel
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Esto es en gran parte cierto. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos flexibles y livianos se utilizan cada vez más en autocaravanas. Aunque en este caso su uso es para ayudar a cargar la batería de ocio. Tienes razón, la tecnología está llegando.
Chenmunka
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Los paneles solares flexibles están disponibles por un tiempo. Y no son tan pesados, de verdad.
No tengo idea de lo que estoy haciendo
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Una solución simple

Puede lograr resultados similares abriendo todas las puertas durante aproximadamente ~ 1 minuto antes de ingresar a su automóvil. Todo el aire caliente dentro del automóvil será reemplazado por un aire probablemente todavía tibio del exterior. Si no hay viento, puede encender la ventilación adicionalmente. Un minuto de ventilación generalmente no dañará demasiado la batería del automóvil. Además, también saca el calor del sistema de ventilación.

El problema no es tanto el aire interior como el automóvil en sí

El techo y los asientos del automóvil aún se calentarán. El aire caliente del exterior hará poco para enfriarlos. El aire es un mal conductor térmico. Por lo tanto, no es bueno para enfriar las cosas. Como referencia, sienta lo caliente que se calienta la calle en un día de verano. Y la calle está afuera todo el día con aire caliente que reemplaza el aire caliente, que se eleva. De hecho, puedes ver cómo sube el aire. Es la bruma en los días calurosos.
En conclusión, el calor entrante del sol es demasiado para disiparse a través del enfriamiento del aire ambiental.

Para mejores resultados

Coloque papel de aluminio reflectante en todas las ventanas de su automóvil. Guárdelo en el ~ 1 minuto que tenga todas las puertas abiertas. La lámina mantendrá el calor fuera del automóvil en primer lugar. Entonces el interior no se calentará tanto.

Aún se pueden lograr mejores resultados en el mismo período de tiempo de ~ 1 minuto: vierta agua sobre el techo. El agua se evaporará y enfriará un poco el techo. Debe hacerlo antes de guardar la lámina reflectante, de modo que el enfriamiento por evaporación del agua tenga algún tiempo para surtir efecto. Esto lleva fácilmente el techo de "no tocar" a "todavía caliente".

Todo es dinero

Con las opciones anteriores, ¿cuántas personas cree que pagarían $$$ por una solución técnica que probablemente mitigue el problema peor que antes?

Si $$$ no es importante para su solución técnica, eche un vistazo a cómo funcionan los refrigeradores de absorción: https://en.wikipedia.org/wiki/Absorption_refrigerator

Básicamente, podría usar el calor entrante (por ejemplo, desde un panel negro en el techo de su automóvil) para convertir su automóvil en (una especie de) refrigerador. Seguramente no hará tanto frío como un refrigerador real, pero el principio es sólido. Supongo que la eficiencia general podría ser suficiente. Esta suposición se basa en eliminar la necesidad de convertir la energía del sol en electricidad y usarla para transferir energía térmica. En cambio, usaría la energía solar directamente para impulsar el proceso.
Sin embargo, la cantidad de plomería y el simple hecho de que el calor se debe aplicar mejor desde abajo, mientras se entra desde arriba, hace que este sistema sea al menos problemático de implementar para aplicaciones móviles como automóviles.

TL; DR

Existen múltiples conceptos, ninguno de los cuales es una molestia demasiado pequeña en términos de precio, eficiencia y usabilidad para ser ampliamente implementado.

Sin respuesta
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No olvides el mayor motivador para muchos de estos detalles tecnológicos: la declaración política. Puede que no sea muy efectivo (ahora), pero, por chicle, están haciendo algo sobre el medio ambiente. Según todas las cuentas, se necesita hacer mucha más investigación y la codicia debe mantenerse bajo control. El hecho de que sea nuevo no significa que deba ser costoso hasta el punto de ser irrelevante. Sí, los costos de I + D deben recuperarse, pero, con la mentalidad correcta, se pueden obtener buenas ganancias constantes.
Tobin S