Recuperar la energía de frenado de un auto para ser tratada posteriormente

[makine]

Hola buenos días compañeros!

Estamos realizando un pequeño enjendro que permita absorber la energía proporcionada en la frenada de un auto, para mas tarde poderla reutilizar en aceleración y más par motor.
Con unos supercondensadores para almacenar y descargar la energía podría servir?
La cuestión es que si alguien puede aportar ideas de cómo podría implementarse y qué componentes podria utilizar...nos haría un gran favor... esto puede ser mortal!

Saludos a todos y gracias por la colaboración tan importante!

 

[DJ DRACO]

Has estudiado física verdad?, si es asi, no tendrías q haber posteado nada. de n ser asi, t perdono.

el auto cuando esta en movimiento aparea el vector velocidad con la aceleración, de manera tal de moverse más y más. cuando se aplican los frenos, la energia mecanica del sistema cambia pq la energia cinética de avance, se ve disminuida más y más por la energia de fricción. es imposible "recolectar energías", y mucho menos la de fricción. si pudiesemos enfrascarla, el auto no frenaria, pq si a medida que le agregamos fricción, le sacamos esa friccion, el auto no frenaria, porque la friccion lo que hace es poner en sentidos contrario el vector de la aceleración.por ende seria algo inutil.

ademas de imposible.

saludos.

 

[Fogonazo]

......Estamos realizando un pequeño enjendro que permita absorber la energía proporcionada en la frenada de un auto, para mas tarde poderla reutilizar en aceleración y más par motor........

Puedes acoplar un generador de CC a las ruedas del vehículo, cuando quieres frenar aplicas excitación externa al generador, este convertirá la inercia del vehículo en energía eléctrica (Efecto de frenado) que "Guardas" en baterías.
El mismo generador se puede convertirse en motor que "Ayude" al arranque del vehículo tomando la corriente de las baterías.

El rendimiento de esto no sera bueno, pero siempre será mejor que mandar a la atmósfera la energía de inercia convertida en calor inútil a través de los frenos.

 

[electrodan]

No se mucho de física (por no decir casi nada, excepto electrónica, que si no me equivoco, ¿es parte de física?), pero al producirse fricción, ¿no se produce calor?. Por supuesto que se genere no significa que sea mucho o que se puede almacenar.

 

[Eduardo]

Para aclarar la confusion. Esos sistemas no son para vehiculos comunes con motor a explosion y frenos por friccion. Son para vehiculos electricos donde la frenada 'grosa' se hace haciendo trabajar el motor electrico como generador.

Como es un pico corriente altisimo y de relativa corta duracion, no se lo puede usar para recargar las baterias (vehiculo autonomo) ni se lo puede devolver a linea (trolley) usando un freno regenerativo (ideal mientras se manejen corrientes del orden de la nominal).

La 'solucion' es cargar capacitores durante la frenada y descargarlos en el arranque de manera de disminuir el pico de corriente en las baterias o en linea.

Logicamente, hacen falta monstruosidades de Faradios, por eso esta opcion recien empezo a tenerse en cuenta a partir de los Ultracapacitores (googlear con 'ultracaps').
Lamentablemente, todavia son para tensiones bajas. Por lo que en cualquier aplicacion de potencia hay que usar bancos de capacitores en serie.
Como se esta cargando un capacitor no una bateria, la tension en bornes del banco es MUY variable. Luego, es una complicacion extra para el circuito de conmutacion que maneja la carga y descarga, porque tiene que tener buen rendimiento en todo el rango.

 

[asherar]

La energía que ya se ha convertido en calor mediante fricción es prácticamente irrecuperable.
La termodinámica dice que se puede recuperar pero pone un límite (ciclo de Carnot).
No se puede lograr una máquina térmica con eficiencia =1, es decir que convierta todo el calor
en trabajo útil.
La energía cinética del móvil se puede recuperar mediante un generador eléctrico.
Los problemas que dice _Eduardo_ dependen de la tecnología en uso.
Por ejemplo, en teoría, uno podría frenar el móvil mandando el grueso de energía cinética
a un volante que siga girando (manteniéndola en su forma de energía cinética), y permita
hacer funcionar el generador de recuperación en un régimen más ventajoso desde el punto
de vista eléctrico. Pero no sé si eso será posible en la práctica.
También hay que decir que todo proceso mecánico tiene algo de fricción, por lo tanto acá
tampoco se puede esperar eficiencia =1.

 

[DJ DRACO]

no hay manera, no se si me explico.
fisicamente es imposible que la energia que se aplica a algo a la vez se este recuperando de forma tal de mantener siempre esa energía.

si bien la energia mecanica del auto podria conservarse(lo cual tampoco es asi debido a la friccion, y a la resistencia del aire).

es imposible almacenar una energia que se usa para algo en especial.

ademas en el caso del frenado del auto lo q se hace es contrariar el vector de la aceleracion, no es quitar u oponer energias.

 

[asherar]

no hay manera, no se si me explico.
fisicamente es imposible que la energia que se aplica a algo a la vez se este recuperando de forma tal de mantener siempre esa energía.

si bien la energia mecanica del auto podria conservarse(lo cual tampoco es asi debido a la friccion, y a la resistencia del aire).

es imposible almacenar una energia que se usa para algo en especial.

ademas en el caso del frenado del auto lo q se hace es contrariar el vector de la aceleracion, no es quitar u oponer energias.

No, Draco, es perfectamente posible. Me parece que tenés algunos conceptos equivocados.

Ya puse el ejemplo del volante. Otro ejemplo es el auto que viene andando sin motor y se frena porque sube una colina. Ahí la componente de la gravedad se opone a la velocidad. El balance es entre la energía potencial y la cinética. La reducción de E cinética es igual al aumento de la E potencial (menos algo que se lleva la fricción). La responsable de ese cambio es la fuerza de gravedad que está realizando trabajo.
Si la fuerza de gravedad es suficientemente grande (como para vencer el roce estático del auto parado) el auto vuelve a acelerarse en sentido contrario. Al frenarse, la gravedad hizo trabajo en contra de la velocidad, al acelerar hace trabajo a favor de la velocidad.

Una fuerza al oponerse a una velocidad genera aceleración (deceleración) y eso no es otra cosa que realizar un trabajo. Allí interviene el teorema de equivalencia entre Trabajo y energía.
Las que rompen el equilibrio son las fuerzas "no conservativas", como el rozamiento, porque esas generan calor. Una vez que una porción de energía se convierte en calor ya no se puede recuperar totalmente ("máquinas térmicas" y "ciclo de Carnot").
En la mayoría de los casos, cuando se trata de máquinas mecánicas más o menos optimizadas, la energía perdida por rozamiento es mínima, pero lo suficiente para que no tenga sentido buscar el movimiento perpetuo.

No se si ahora queda más claro.

El tema de que se pueda o no, no es de Física, sino de Ingeniería.

Me corrijo:
La Física dice que se puede. Cómo y con qué eficiencia lo va diciendo la Tecnología a medida que evoluciona.

 

[fernandob]

entendi lo que puso alejandro y antes que el fogonazo. (aleluya por mi) .

la energia que tienen las ruedas se disipa normalmente "a lo tonto" contra las pastillas de frenos, la idea es aprovecharla, y si, si se frena el vehiculo acoplandolo a un generador pesado (mecanicamente ) entonces ocurre que :
1--- el auto se frena
2 --- el generador recibe esa energia y se mueve

el asunto es que :
1-- cuando uno frena , o sea apreta el pedal del freno quiere FRRREEEENARRRRRRR !
frenar y frenar, para no pisar a nadie.

no se si la energia que se logra generar logra:
a --- rendir lo suficiente como para intercalar ese mecanismo .
b --- no afectar a lo que queremos hacer al pisar el pedal : FRENAR y rapidito.


lo que pones draco como concepto es acertado , pero el ingenio humano logra modificar las oraciones para hacer cosas imposibles:
pones:
no hay manera, no se si me explico.
fisicamente es imposible que la energia que se aplica a algo a la vez se este recuperando de forma tal de mantener siempre esa energía.

en el caso convencional se disipa la energia de movimiento del auto en las pastillas y listo.
pero uno puede tranquilamente hacer un sistema de frenado que accione otra cosa, estas transfiriendo la energia de un lugar a otro, o de un mecanismo a otro , con perdidas obvias seguro.

no lo veo practico, si uno quisiese transferir esa energia a una bateria es inutil , al cuete, el auto entrega mas energia cuando esta en movimiento , y se esta moviendo mucho tiempo, no tiene sentido.

lo de los autos electricos , eso si que no lo entiendo , pero bueno, la ignorancia me hace feliz.

saludos

 

[fernandoae]

No se mucho de física (por no decir casi nada, excepto electrónica, que si no me equivoco, ¿es parte de física?), pero al producirse fricción, ¿no se produce calor?. Por supuesto que se genere no significa que sea mucho o que se puede almacenar.

Nadie esta hablando de almacenar el calor que se produce cuando frenas!. Ademas en los frenos a veces hay temperaturas mayores a los 350 grados.Te parece poco?....
Lo que se esta comentando es la posibilidad de frenar un auto usando un generador acoplado a las ruedas(o donde sea) para aprovechar la energia cinetica que posee, que sino se convierte en calor.
Con la energia generada se cargan unos capacitores de elevada capacidad...
y al momento del arranque se utiliza esa energia para vencer la inercia.

Para draco:
Te puedo asegurar que no es imposible y de hecho se usa en vehiculos hibridos, aca no se pretende sacar energia del aire ni nada por el estilo.
En pocas palabras lo que se busca es maximizar la eficiencia de un vehiculo aprovechando la enrgia que se desperdicia cuando uno frena

....A quien mas hace feliz la ignorancia?

 

[Fogonazo]

"fernandob" & "fernandoae" Por que no se cambia alguno el NICK o ambos, me mareo con ambos en el mismo post

.....la energia que tienen las ruedas se disipa normalmente "a lo tonto" contra las pastillas de frenos, la idea es aprovecharla, y si, si se frena el vehiculo acoplandolo a un generador pesado (mecanicamente ) entonces ocurre que :
1--- el auto se frena
2 --- el generador recibe esa energia y se mueve

El generador No es pesado, solo se frenaría (Intentaría NO girar) cuando se excita (Sin connotación sexual), es decir recibe una tensión externa que provoca que comience a generar y a frenar al vehículo.

....el asunto es que :
1-- cuando uno frena , o sea apreta el pedal del freno quiere FRRREEEENARRRRRRR !
frenar y frenar, para no pisar a nadie.

Este es un sistema efectivo y que se emplea (Por ejemplo en TGV Francés) pero el rendimiento se logra en frenadas "Largaaaaaaas".

no se si la energia que se logra generar logra:
a --- rendir lo suficiente como para intercalar ese mecanismo .
b --- no afectar a lo que queremos hacer al pisar el pedal : FRENAR y rapidito.

Todo depende de la energía generada y su aplicación, si es mucha consumirá gran cantidad de energía cinética (Frena rápido), si es poca el efecto de frenado sera menor

...no lo veo practico, si uno quisiese transferir esa energia a una bateria es inutil , al cuete, el auto entrega mas energia cuando esta en movimiento , y se esta moviendo mucho tiempo, no tiene sentido.

lo de los autos electricos , eso si que no lo entiendo , pero bueno, la ignorancia me hace feliz.

saludos

Respecto a lo practico o no volviendo al TGV, la energía generada durante el frenado se recupera pero no se almacena, se revierte a las lineas de transmisión eléctricas.
Imagina la cantidad de energía que se puede "Recuperar" de unas 300 toneladas moviéndose a 300 Km/h
O imagina cuanta energía se necesita para poner en movimiento un vehículo, esa misma cantidad (Teórica) es la que se necesita para frenarlo o que se podría recuperar

 

[asherar]

Un convertidor reversible de E. cinética en trabajo es una reducción (del tipo caja de cambios). Solo que una reducción demasiado grande puede no ser muy "práctica".

Un convertidor de E. cinética en E. eléctrica es la "dínamo" de las bicis de antes. No sé si se seguirán usando.

 

[Eduardo]

....Respecto a lo practico o no volviendo al TGV, la energía generada durante el frenado se recupera pero no se almacena, se revierte a las lineas de transmisión eléctricas.
Imagina la cantidad de energía que se puede "Recuperar" de unas 300 toneladas moviéndose a 300 Km/h
O imagina cuanta energía se necesita para poner en movimiento un vehículo, esa misma cantidad (Teórica) es la que se necesita para frenarlo o que se podría recuperar

Para comentar mas sobre eso.
Una masa grande en movimiento representa mucha energia, haciendo un frenado por friccion se la transformadorrma en calor, y ademas del problema de eficiencia energetica esta como evacuamos ese calor.

Cuando se se usan motores electricos, la solucion obvia es hacerlos trabajar como generador devolviendo energia a linea (al que le parezca oscuro este punto, primero aprenda lo basico de motores y despues pregunte).
El metodo no es exclusividad del TGV. Lo usaron los tranvias, lo usan los trolleys y lo usan los subtes.

En control de motores , los variadores de velocidad tienen disponible una conexion para una resistencia de frenado, (trabaja como generador y disipa la energia en una resistencia) . Pero cuando la maquina tiene varios motores o de mucha potencia o de mucha masa inercial, las resistencias de frenado son monstruosas en kilowatts y necesitan espacio para evacuar todo el calor --> Se usan variadores regenerativos (devuelven energia a linea) y todos felices (menos la gente de compras).

 

[redservimax]

hola,viendo el tema yo comprové que parte de la energia se recupera si está el sistema diseñado en forma adecuada.
el motor de mi ex-auto isard 700 ,que aún tengo guardado,cuando uno soltaba el acelerador,por la inercia,o en bajada por la gravedad,cuando cortaba el conbustible,ya que tenía puesto una electrovalvula,estando en contacto seguía cargando la batería.este motor tiene un dinastar-o sea burro y dinamo-o doble funcion,y los relays trabajan en forma automatica,al desconectar el burro,si el motor arranca comienza a generar corriente,tambien lo hace esto un auto comun,con burro y alternador si se hiciera el mismo proceso.
es solo una acotacion como demostracion de como recuperar energia electrica,salvando las distancias
saludos redservimax

 

[wicherc]

Los invito a que vean una aplicación de este tipo en:
http://www.f1aldia.com/2787/como-funciona-el-kers.html

 

[thors]

que esta pasando estan... muy negativos gracias a muchos inventores que se negaban al fracaso tenemos muchos aparatos muy necesarios ....

aqui hay un ajemplo parcial
http://patentados.com/patentes/B60L7/22.html

http://patentados.com/invento/vehic...-potencia-auxiliar-reducida-a-las-bateri.html

 

[maxep]

tengo entnedido que ya esta funcionando esto. si no me equivoco la gmc tieen un modelo de automovil electrico que al frenar "recolecta" la energia usada y la vuelve a utilizar en su motor. lo mostraron la semana pasada en discovery.

 

[algoespacio]

Quizá es un poco teórico... pero...

La solución no es recuperando la energía en forma de energía eléctrica (creo que ya quedó explicado que no se puede por problemas "técnicos"). Pero sí se puede en otras formas. Me explico:

Pudieras por ejemplo recuperarla como presión hidráulica o neumática, o tan simplemente como energía cinética (a través de un resorte) y luego transformarla a través de un motor (hidráulico o neumático) y un generador.

Para no salirme del tema electrónico, aquí sería posible controlar todos éstos actuadores y sensores a través de un controlador (algún circuito con PIC).

 

[DJ DRACO]

A ver si yo me explico.

Este post lo dedico a fernandob, fernandoae y a todos los que hablan contra lo que yo expreso....

1) Las energías de un sistema donde actúan fuerzas NO CONSERVATIVAS NO SE CONSERVA.

qué quiere decir esto? ?
quiere decir que la energia mecánica del vehículo va a perderse en el frenado. NO puede recuperarse de ninguna forma.

2) LA DINAMO funciona sólo con la energía cinética del vehículo...o sea, trabaja bien cuando el vehículo se mueve, no cuando se detiene.

3) debido a las fuerzas de fricción del vehículo sobre el asfalto, sumado a la fuerza que ejerce el aire sobre el mismo auto...las energías del vehículo se pierden. SIN mencionar que al frenar aumentamos muchisimas veces las fuerzas de fricción y perdemos muchísimas veces mas energía! ! ! !

Si lo que buscamos es frenar, no podríamos almacenar esa fuerza en ningun sistema, debido a q el vehículo no frenaría, o deberíamos crear un sistema (imposible) que tome la energia del frenado y luego la deposite otra vez en fricción, para que el auto frene, lo cual nos da un resultado de 0 ENERGIA ALMACENADA.

no voy a volver a explicar...

pretendo que hayan entendido.


cordiales saludos.

 

[fernandoae]

El que està equivocado sos vos, y no digas las cosas como si fueras el dueño de la verdad.

"quiere decir que la energia mecánica del vehículo va a perderse en el frenado. NO puede recuperarse de ninguna forma. "
MAAALL.... si se puede, y ya es algo que se està utilizando, queres un par de ejemplos:

http://www.bmw.es/es/es/newvehicles/5series/touring/2007/allfacts/engine/brakeenergy.html
http://www.superauto.es/Actualidad/noticias/Mas-eficiencia-aun-gracias-09-2007-46516.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Freno_regenerativo
Igual los fabricantes de autos no saben nada, no les des bola. Las investigaciones que hacen son por gastar plata nomas.

"LA DINAMO funciona sólo con la energía cinética del vehículo...o sea, trabaja bien cuando el vehículo se mueve, no cuando se detiene."
No es ni cuando se mueve ni cuando està detenido, es DURANTE el frenado.

"debido a las fuerzas de fricción del vehículo sobre el asfalto, sumado a la fuerza que ejerce el aire sobre el mismo auto...las energías del vehículo se pierden."
En esto si tenes razon...

"SIN mencionar que al frenar aumentamos muchisimas veces las fuerzas de fricción y perdemos muchísimas veces mas energía! ! ! ! "
POR ESO, lo que se hace es recuperar esa energia, usando diversos metodos(baterias, capacitores).
Y despues usarla para poner nuevamente el vehiculo en movimiento.


"Si lo que buscamos es frenar, no podríamos almacenar esa fuerza en ningun sistema, debido a q el vehículo no frenaría, o deberíamos crear un sistema (imposible) que tome la energia del frenado y luego la deposite otra vez en fricción, para que el auto frene, lo cual nos da un resultado de 0 ENERGIA ALMACENADA."

La deposite otra vez en friccion? que es eso que decis? mi mente comun no lo entiende.
Puede ser imposible para vos pero es algo que EXISTE y SE USA.

"no voy a volver a explicar..."
Mejor.

"pretendo que hayan entendido."
Esteee...

"cordiales saludos. "
Saluditos.