Aviones con paneles solares

Juguete de avión solar

Los viajes en avión han avanzado mucho desde los días pioneros de la década de 1960, y los aviones modernos son un 80% más eficientes en cuanto a combustible que aquellos primeros aviones comerciales. También se están desarrollando combustibles de aviación sostenibles, utilizando fuentes como las algas, la jatrofa o los subproductos de los residuos, que pueden reducir la huella de carbono de los aviones en otro 80%.

A pesar de estos avances, la industria de la aviación es responsable del 12% de todas las emisiones mundiales del transporte, produciendo unos 915 millones de toneladas de CO2 al año. Entonces, ¿existe la posibilidad de que algún día los aviones comerciales puedan funcionar con el sol en lugar de con combustible?

La idea surgió de un globo aerostático y de un intrépido explorador suizo, psiquiatra y ecologista, Bertrand Piccard. Se inspiró en su viaje alrededor del mundo en globo en 1999, que resultó ser una experiencia frustrante, ya que seguía perdiendo potencia por falta de combustible. Así que pensó entonces: “¿por qué no prescindir del combustible?”.

El avión es una aeronave que utiliza la energía del sol para volar día y noche sin combustible. Tiene la envergadura de un jumbo B-747 (cargado con 17.000 células solares), pero sólo pesa lo mismo que un coche. El equipo suizo que está detrás de este proyecto quería demostrar que las tecnologías limpias pueden alcanzar objetivos imposibles, y lo ha conseguido.

Aviones con energía solar pdf

“Basta con añadir paneles solares a las alas” es una sugerencia popular para mejorar los tiempos de vuelo de los drones de ala fija. Sin embargo, la realidad no es tan sencilla, y es fácil que el peso y la complejidad añadidos perjudiquen los tiempos de vuelo en lugar de ayudarlos. El equipo de [Bearospace Industries] lleva tiempo trabajando en este reto, y su avión Solar Dragon ha realizado recientemente un vuelo de prueba con mucho éxito, produciendo aproximadamente un 50% más de energía de la que consume.

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En lugar de intentar colocar paneles solares en un avión ya existente, lo ideal sería diseñar un fuselaje desde el principio como un acto de equilibrio entre una serie de factores. Entre ellos están el peso, la eficiencia, la envolvente de vuelo, la integridad estructural y la superficie máxima para los paneles solares. Todas las consideraciones son analizadas por [Bearospace] en un excelente vídeo en profundidad, que es un recurso indispensable para cualquiera que planee construir un avión solar.

[Bearospace puso en práctica toda la teoría en el Solar Dragon, que incorpora más de 250 W de células solares Maxeon C60 de alta eficiencia en el ala, la cola y el fuselaje triangular. Las células se conectaron para que su punto de máxima tensión se ajustara lo más posible al paquete de baterías de iones de litio 3S del avión, permitiendo que las células solares cargaran la batería directamente. Para evitar la sobrecarga, se utilizó un relé de estado sólido para desconectar las células solares de la batería cuando fuera necesario.

Avión de impulso solar

En este artículo se revisan varios componentes de dispositivos de potencia de aviones de impulso solar, como las células fotovoltaicas (PV), el rastreador del punto de máxima potencia (MPPT) y las baterías recargables. Se destacan los diversos componentes de los dispositivos de potencia y se analizan los aplicables a los aviones, basándose en criterios como la eficiencia de las células fotovoltaicas; las densidades de energía sobre las baterías recargables; y el seguidor del punto de máxima potencia sobre la respuesta rápida para alcanzar el punto de máxima potencia en la curva I-V. Se examinaron tecnologías emergentes como las células fotovoltaicas, la célula de película delgada, la célula fotovoltaica orgánica, la célula de junturas múltiples y la célula de puntos cuánticos de silicio, con el potencial futuro de altas eficiencias que pueden utilizarse en aviones con energía solar. En cuanto a la tecnología de las baterías, se informó de que las baterías de litio-aire (Li-aire) tienen grandes oportunidades para obtener altas densidades de energía capaces de mejorar la eficiencia de los aviones con energía solar, para mayor perspectiva de la industria de la aviación. Se propone el diseño de un dispositivo de energía eficiente para la aplicación de aviones con energía solar. Se utilizaron células solares de arseniuro de galio (GaAs) por su alta eficiencia de conversión de energía del 30 al 40%. Se ha elegido una red neuronal artificial (RNA) inteligente y con MPPT debido a su eficiencia en el sombreado parcial y a su rápida respuesta y velocidad. Se propone una batería recargable de Li-aire por su densidad energética teórica de 11680 Wh/Kg.

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Avión solar

El Falcon Solar parece el avión de un superhéroe, que funciona exclusivamente con energía solar y tiene la forma del ave de presa que le da nombre. A pesar de no contar con un sistema de propulsión visible para el despegue, ni alerones en las alas para elevarse o girar, ¿podría este diseño experimental inspirar a los fabricantes a avanzar en la fabricación de aviones propulsados por el sol? Hará falta mucha más tecnología para conseguirlo.

“Queremos aportar una nueva perspectiva a la aviación solar sostenible”, dijo a Robb Report Laszlo Nemeth, cuya empresa de Budapest, Lasko Design, creó el concepto. “Creo que la tecnología moderna está lo suficientemente avanzada como para permitirnos volar con energía solar. Esto podría ser una realidad antes que los coches autodirigidos”.

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La forma de la aeronave recuerda a la de un avión de ala delta, utilizada en aviones militares y supersónicos como el Concorde, pero el Falcon Solar va un paso más allá con alas curvadas y un elegante fuselaje similar al de las aves. “Las aves rapaces son rápidas y la naturaleza ha proporcionado a los ingenieros y diseñadores una buena inspiración durante siglos”, dice Nemeth. “Hoy podemos volar por encima de la velocidad del sonido, pero ¿a qué coste medioambiental? ¿Podríamos combinar las eficiencias de las aves en vuelo con velocidades más altas?”

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