Reporte Técnico del proyecto

“Cargador solar”

Curso “Proyectos de ingeniería”

Profesora: Montserrath Mercado García

Representante: Karla Villanueva Meza

Matrícula: 2739158

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ÍNDICE

Propuesta inicial del proyecto…………………………………………...3

Justificación del proyecto……………………………………………………3

Planeación de la solución/producto...…..………...………………..…..6

Objetivos……………………….........………………………………………..6

Beneficios del proyecto…………………………………………...….……...7

Análisis del producto…………..………………………………………….10

Requerimientos del producto……………………………………………….10

Funcionalidades del producto………………...........................................11

Diseño detallado del producto…………………………………….……..12

Riesgos potenciales del producto………………………………………….12

Costo de producción del producto…………………………………………13

Dibujo del prototipo………………………………………………………….13

Prototipo del producto…………………………………………………….14

Bibliografía…………………………………………………………………..15

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Propuesta inicial del proyecto

Durante el primer parcial del curso se trabajó sobre un proyecto derivado de una

problemática específica. Nuestro equipo desarrolló un producto útil y necesario en

nuestra vida diaria moderna.

La importancia del presente proyecto se debe a que según un estudio del New

York Times, en el año 2020 todas las personas del planeta podrán tener acceso a

un Smartphone y, actualmente, existen más teléfonos que personas.

Justificación del Proyecto:

Los dispositivos móviles han transformado nuestras vidas, dándonos la libertad de

conversar, trabajar, escuchar audio y mirar videos mientras nos desplazamos.

Pero desconectados de las redes eléctricas, su uso está limitado por la capacidad

de la batería. Y es ahí donde está el problema.

Mientras los científicos están constantemente soñando con nuevas formas de

generar y almacenar energía, la tecnología para la fabricación de baterías ha

cambiado muy poco en los últimos 50 años, particularmente si se compara con el

progreso de los aparatos que se motorizan.

"Los avances tecnológicos son magníficos, pero hay que ser realistas, esta

industria funciona con pequeñas mejoras e incrementos lentos".

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Cada año que pasa, los smartphones tienen más funcionalidades, son más

rápidos, ligeros, delgados y poseen mejores prestaciones, pero hay un factor que

sigue fallando: la duración de la batería.

No es de extrañar que un dispositivo de este tipo consuma tanta energía ya que

las pantallas con grandes resoluciones o las funciones inalámbricas como el WiFi

necesitan electricidad para funcionar bien.

La duración de las baterías es una queja recurrente desde la llegada de los

smartphones. La batería de los teléfonos inteligentes dura poco, una jornada, lo

justo para tener que cargarlo cada noche sin excepción. Sin embargo los expertos

aseguran que son más eficientes que nunca. ¿Dónde está el problema?.

Los avances tecnológicos que han permitido la miniaturización y la optimización de

los teléfonos inteligentes han sido exponenciales en todos los campos, excepto en

las baterías. Éstas también han mejorado, pero no al mismo ritmo.

Desde mediados de los 90 las baterías de iones de litio han dominado el mercado.

Poco a poco han aumentado su capacidad y reducido su tamaño para adaptarse a

toda clase de dispositivos: desde máquinas de afeitar a teléfonos móviles.

Pero toda tecnología tiene un límite a partir del que no se puede mejorar más y, en

el caso de ésta, cada vez está más cerca.

Aunque la relación entre potencia y autonomía de un smartphone moderno se ha

multiplicado en los últimos años, no ha sido gracias a las baterías. La pila de

un Nokia Lumia 800 lanzado a finales de 2014 apenas tiene un 20% más de

capacidad que la de un Nokia 3210 de 1999. La potencia y las capacidades del

primero, sin embargo, son cientos de veces superiores a las del segundo. Aun así,

el modelo antiguo podía usarse muchas más horas sin necesidad de recurrir al

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cargador. ¿Cuál es el punto de equilibrio perfecto entre ligereza, diseño, potencia

y autonomía? Depende del consumidor.

Desde la explosión de los smartphones que siguió a la presentación del primer

iPhone anunciado en 2007, las especificaciones técnicas de todos los modelos se

han desatado.

Varias veces al año se presentan nuevos modelos que dejan anticuados a unos

antecesores con apenas meses de vida en el mercado. Pantallas más grandes,

más brillantes y con más calidad, procesadores más rápidos y de varios núcleos,

más memoria RAM y cámaras más capaces.

Como las baterías apenas mejoran en estos plazos, la optimización se hace en el

resto de componentes.

Un teléfono moderno consume menos de 5 vatios a máxima potencia mientras que

un PC con capacidad equivalente de hace unos años trabajaba tranquilamente por

encima de los 100.

Debido a todo lo anterior, se pretende realizar un cargador que utilice energía

solar para aprovechar uno de los diferentes usos alternos de la energía solar,

tomando en cuenta que es una energía renovable.

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Planeación de la solución/producto

Este proyecto está basado, principalmente, en retener la energía solar para

aprovecharla en un cargador diseñado para alargar el trabajo útil de nuestros

dispositivos electrónicos.

El proyecto permitirá que con los cargadores solares, sea posible recargar las

baterías de los dispositivos electrónicos portátiles como IPODS, cámaras

fotográficas digitales, teléfonos portátiles, entre otros.

Una de las ventajas de éste cargador es que permite prescindir de los enchufes,

resultando de gran utilidad para usar los componentes portátiles en zonas alejadas

de la red eléctrica general (como en el campo o en zonas remotas) o cuando se

esté en movimiento y no sea posible o práctico quedarse en un lugar fijo durante

varias horas en lo que tarda la recarga de la batería del componente.

Al ser un cargador solar portátil, resulta muy sencillo transportarlo y ponerlo a

funcionar casi en cualquier parte.

Objetivos:

El cargador solar para celulares será una batería externa auto eficiente que

dispondrá de paneles fotovoltaicos para absorber la energía solar, transformarla

en energía eléctrica y almacenarla para ser utilizarla en recargar dispositivos

móviles en cualquier lugar y momento.

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Será el dispositivo perfecto para aquellos usuarios que necesiten un cargador

solar de emergencia para cargar sus dispositivos móviles cuando están de viaje,

cuando no hayan tenido tiempo de cargar sus aparatos, o simplemente, para los

amantes de la ecología y el ahorro.

- Objetivo general:

Proporcionar una forma rápida y fácil de recargar los dispositivos

electrónicos.

- Objetivos específicos:

Generar una carga de 5v.

Analizar la viabilidad de generar el proyecto con el uso de celdas

fotovoltaicas.

Crear un artefacto portátil de uso fácil.

Reducir el consumo de energía.

Beneficios del proyecto:

El uso de la electricidad se ha vuelto indispensable para cualquier persona en el

mundo, comenzando desde nuestro hogar hasta nuestro trabajo.

Como podemos observar, día a día, su utilización genera un costo, que muchas

veces es un poco elevado. Viéndolo desde el ámbito laboral, la mayoría de los

trabajos requieren de este recurso y muchas empresas pagan grandes cantidades

por su consumo. Por tal motivo es necesario implementar nuevas formas de

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obtención de energía y una posible solución es la utilización de la energía solar

para generar electricidad a través de celdas fotovoltaicas.

Al ponerse en marcha esta iniciativa se dejaría de pagar electricidad durante la

vida útil de las celdas, ya que éstas proporcionarían la energía necesaria. Este

medio para la obtención de energía también generaría diversas oportunidades de

negocio.

La energía solar representa la mejor solución para aquellos lugares a los que se

quiere dotar de energía eléctrica preservando las condiciones del entorno; como

es el caso de los espacios naturales protegidos.

Estas energías limpias tienen una importante contribución para un suministro

energético fiable, limpio, seguro y rentable basado en fuentes de energía

renovables.

La utilización de los paneles solares tiene grandes ventajas, pues implica un

importante ahorro económico, un alto rendimiento y escaso mantenimiento, tiene

una vida útil de 15 a 20 años, no existe dependencia energética de terceros y

tienen un funcionamiento silencioso.

Existen dos formas de utilizar la energía eléctrica generada a partir del efecto

fotovoltaico; la energía generada puede ser almacenada en baterías para así

disponer de su uso cuando sea preciso y las instalaciones conectadas a la red

eléctrica, donde la energía generada se envía a la red eléctrica convencional para

su distribución donde sea demandada.

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La aplicación de las celdas fotovoltaicas en nuestro proyecto será de gran

importancia debido a que a través de ellas, generaremos la energía que será

almacenada en baterías para que, posteriormente, pueda recargarse la batería de

algún dispositivo electrónico.

Los usuarios de nuestro proyecto también se verían beneficiados en que podrán

usar su cargador en cualquier lugar (aunque el usuario se encuentre en

movimiento), a la hora que quieran y sin depender de energía eléctrica.

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Análisis del producto

Los cargadores solares están basados en la tecnología fotovoltaica. Disponen de

un pequeño panel que transforma la radiación solar en corriente eléctrica que sirve

para cargar la batería del dispositivo electrónico. Estos dispositivos son capaces

de funcionar con casi cualquier tipo de luz, generando corriente eléctrica aún en

días nublados o incluso en interiores de casas. Sin embargo se obtendrán los

mejores resultados en días totalmente despejados cuando están expuestos a la

radiación solar directa.

No es necesario poner a recargar los dispositivos electrónicos portátiles en los

momentos en los que haya Sol ya que estos cargadores solares cuentan con una

batería interna que almacena la energía solar durante las horas del día. De esta

manera en el momento en que se desee se puede conectar el dispositivo portátil y

se recargará ya sea directamente con la luz del sol o con la energía que quedó

almacenada en su batería.

Requerimientos del producto:

Las características del cargador solar, divididas por su clasificación son:

- Características Tangibles:

Color negro, Celda solar de 4”, Bateria de 1100 amp, Armazón de plástico rígido.

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- Características de Percepción:

Equivale a una carga completa de tu teléfono celular durante el dia sin necesidad de tener

una toma de corriente.

- Características de Utilidad:

Ideal para tener carga de tu dispositivo cuando no tienes una toma de corriente, lo puedes

dejar en cualquier lugar donde pueda recibir el sol y al regresar tendrás una carga lista

para tu teléfono. Es ideal para cuando vas de campamento y necesitas estar comunicado.

- Características Técnicas:

o Celda solar de alto desempeño de 5v

o Entrada de 5v

o Batería de litio recargable de 1100 amp

o Salida de 5v

Funcionalidades del producto:

Para que nuestro cargador funcione necesita estar expuesto a la luz solar durante

8 horas, o ser cargado con corriente durante 4 horas para alcanzar su carga

máxima, para cargar su dispositivo conecte su cable USB a la salida USB del

cargador solar y mantenga presionado el botón de encendido ubicado en la parte

de atrás hasta que el dispositivo comience a cargar. Para detener la carga

presione el botón hasta que el dispositivo deje de cargar. Para revisar el nivel de

carga del cargador solar presione y suelte el botón de encendido, se encenderán

los indicadores leds indicando el nivel de carga.

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Diseño detallado del producto

Riesgos potenciales del producto:

Hoy en día es muy común quedarse sin batería en el teléfono por ejemplo, en

plena calle. Recordemos aquellas calculadoras que tenían celdas solares que

hacían que siguiera prendida aun cuando se acababa la batería. Ahora podríamos

cargar con esas celdas nuestros aparatos electrónicos.

El cargador solar es uno de los mejores inventos en cuanto a tecnología se refiere

ya que además de permitirnos seguir utilizando nuestros aparatos, también

contribuye al ahorro de energía, aprovechando así la luz natural del sol y el

cuidado del medio ambiente.

El cargador solar es portátil, lo cual permite que sea más fácil de transportar y se

puede contar con él en cualquier lugar.

La gente confía cada vez más en esta tecnología ya que tiene muchas cualidades

buenas. La naturaleza nos brinda su energía permitiendo ahorrar tiempo, dinero,

contaminación y estrés. Por ello los cargadores solares son una fuente de energía

renovable.

El cargador solar cuenta con muy pocos riesgos y son muy poco probables que

ocurran. El primero es un corto circuito y el segundo es que en el día no se

presente la suficiente radiación para cargar el teléfono (recordemos que las celdas

no funcionan por la luz que emite el sol, sino por la radiación).

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Costo de producción del producto:

MATERIAL PRECIO PROVEEDOR

CELDA SOLAR 5V DE ALTO RENDIMIENTO

$200 AG ELECTRONICA (DF)

CARGADOR DE EMERGENCIA $150 AG ELECTRONICA (DF)DIODO RECTIFICADOR $5 AG ELECTRONICA (DF)BATERIA LITIO 1100 AMP $100 AG ELECTRONICA (DF)SOLDADURA, PASTA, Y CABLES PARA SOLDAR

$45 SIA FERRETERA (TOLUCA)

GASTOS INDIRECTOS $50 NO APLICATOTAL $550

Dibujo del prototipo:

Descripción Probabilidad de ocurrencia

(alta, media, baja)

Impacto en el proyecto

(alto, medio, bajo)

Corto circuito del aparato

solar.

Baja Alto

Poca radiación solar Baja Medio

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Prototipo del producto

Después de realizar todo un proyecto a lo largo de un semestre, el resultado es el

siguiente:

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