Vehículo eléctrico para niños
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Vehículos eléctricos alrededor del mundo (de izquierda a derecha):
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Un vehículo eléctrico es un vehículo propulsado por uno o más motores eléctricos. Un vehículo eléctrico puede alimentarse a través de una fuente externa que suministre energía eléctrica, o pueden ser autónomos al tener instalados baterías, paneles solares, o un generador eléctrico que transforme un combustible en electricidad. Los vehículos eléctricos pueden ser, entre otros, vehículos de carretera y ferrocarril, embarcaciones de superficie y submarinas, aviones eléctricos y naves espaciales eléctricas. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, o cualquier otra aplicación producto del electromagnetismo, como es el caso de los trenes de levitación magnética.
La aparición de los vehículos eléctricos se remonta a mediados del siglo XIX, cuando la electricidad fue el método preferido para propulsar vehículos de motor, brindando un nivel de comodidad y facilidad de operación que no se había logrado con los automóviles a gasolina de la época. Los motores de combustión interna modernos han sido el método de propulsión dominante para vehículos de motor durante más de 100 años, a pesar de que la energía eléctrica se ha mantenido como el método principal de propulsión en otros tipos de vehículos, como trenes y vehículos más pequeños.
En el siglo XXI, los vehículos eléctricos resurgen debido a los desarrollos tecnológicos, y a la masificación de las energías renovables. Debido al aumento de la demanda de vehículos eléctricos, una comunidad de ingenieros han empezado a compartir detalles técnicos para realizar conversiones de vehículos eléctricos. Por otra parte, Estados Unidos y la Unión Europea han creado incentivos gubernamentales para aumentar la adopción de los vehículos eléctricos.
Se espera que los vehículos eléctricos aumenten de un 2% en 2016 al 22% en 2030.
Contenido
Historia
La invención del primer modelo de vehículo eléctrico es atribuida a diferentes personas. En 1828, Ányos Jedlik, un húngaro que inventó un modelo primitivo de motor eléctrico, creó un pequeño coche alimentado por su nuevo motor. En 1834, un herrero de Vermont llamado Thomas Davenport construyó un artilugio similar que operaba en una pista corta, circular y electrificada. En 1835, el profesor Sibrandus Stratingh de Groningen, en los Países Bajos, y su asistente Christopher Becker crearon un coche eléctrico a pequeña escala, alimentado por baterías celdas primarias no recargables.
Por otro lado, la primera locomotora eléctrica fue construida en 1837 por el químico Robert Davidson de Aberdeen. Estaba propulsado por una batería de células galvánicos (baterías). Davidson después construyó una locomotora más grande llamada Galvani, que se exhibió en la Exposición de la Royal Scottish Society of Arts en 1841. El vehículo, de siete toneladas, tenía dos motores de reluctancia directos, con electroimanes fijos que actuaban sobre barras de hierro conectados a un cilindro de madera en cada eje, y conmutadores simples. Arrastró una carga de seis toneladas, a cuatro millas por hora durante una distancia de una milla y media. Fue probado en el ferrocarril de Edimburgo y Glasgow en septiembre del año siguiente, pero el limitado poder de las baterías impedía su uso general. Fue destruido por los trabajadores ferroviarios, que la vieron como una amenaza a la seguridad de su empleo.
Las baterías recargables, que proporcionan un medio viable para el almacenamiento de la electricidad a bordo de un vehículo no llegaron hasta 1859, con la invención de la batería de plomo–ácido por el físico francés Gaston Planté. Camille Alphonse Faure, otro científico francés, mejoró significativamente el diseño de la batería en 1881; sus mejoras aumentaron considerablemente la capacidad de las baterías y permitió directamente su fabricación a escala industrial.
El interés en los vehículos de motor aumentó considerablemente en la década de 1890 y principios de 1900. Los taxis eléctricos alimentados por batería taxis se hicieron disponibles a finales del siglo XIX. En Londres, Walter C. Bersey diseñó una flota de tales taxis y los introdujo a las calles de la capital británica en 1897. Pronto fueron apodados "los colibríes", debido a la idiosincrasia de su zumbido característico. En el mismo año, en la ciudad de Nueva York, la Samuel's Electric Carriage and Wagon Company comenzó a utilizar 12 carruajes eléctricos. La compañía funcionó hasta 1898 con hasta 62 cabinas en operación hasta que fue reformada por sus financistas para formar la Electric Vehicle Company.
Después de disfrutar el éxito a comienzos del siglo XX, el coche eléctrico comenzó a perder posiciones en el mercado del automóvil. Una serie de acontecimientos contribuyeron a esta situación. Para la década de 1920, una infraestructura vial mejorada requería de vehículos con un rango mayor que el ofrecido por los coches eléctricos. El descubrimiento en todo el mundo de grandes reservas de petróleo conllevó una amplia disponibilidad de la gasolina, haciendo a estos coches más baratos de operar a través de largas distancias. Los coches eléctricos estaban limitados para el uso urbano por su velocidad lenta (no más de 24 a 32 km/h o de 15-20 mph.) y de bajo alcance (30-40 millas o 50-65 km), y los coches de gasolina eran ahora capaces de viajar más lejos y más rápido que sus equivalentes eléctricos.
Nuevos desarrollos
La aparición de la tecnología semiconductora de metal-óxido MOS llevó al desarrollo de los vehículos eléctricos modernos. El MOSFET (Transistor de efecto de campo MOS, o transistor MOS) inventado por Mohamed Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs en 1959, impulsó el desarrollo del MOSFET de potencia por Hitachi en 1969, y al desarrollo del microprocesador por Federico Faggin, Marcian Hoff, Masatoshi Shima y Stanley Mazor en Intel en 1971. El MOSFET de potencia y el microcontrolador, fueron avances significativos en el desarrollo de la tecnología de los vehículos eléctricos. Los convertidores de potencia MOSFET permitieron la operación a frecuencias de suicheo mucho más altas, haciendo que sean más fáciles de controlar, reducir pérdidas de potencia, y reducir precios significativamente, mientras que los microcontroladores podían manejar todos los aspectos del control de la potencia y autonomía de la batería. Otra tecnología importante que fue las baterías de ion de litio, inventadas por John B. Goodenough, Rachid Yazami y Akira Yoshino en la década de 1980, la cual permitió que se desarrollaran vehículos eléctricos capaces de recorrer largas distancias.
Fuentes de electricidad
Los vehículos eléctricos se pueden clasificar dependiendo del tipo de fuente de energía eléctrica, así:
Conexión a plantas generadoras
- Conexión directa a plantas de generación. Este tipo de conexión es muy común en locomotoras eléctricas, trolebuses y trolecamiones.
- Los Vehículos eléctricos en línea - OLEV es un vehículo eléctrico que carga inalámbricamente por inducción a través de unos módulos de recarga que se encuentran enterrados en la carretera.
Generadores a bordo y vehículos híbridos
- Generación a bordo usando un motor diesel: Locomotoras diesel-eléctricas
- Generación a bordo usando una celda de combustible: Vehículos con celda de combustible
- Generación a bordo usando energía nuclear: submarinos nucleares y Portaviones
- Fuentes renovables como energía solar: Vehículo solar
Almacenamiento a bordo
Estos sistemas almacenan energía eléctrica proveniente de plantas de generación externas, que luego son desconectadas antes de iniciar desplazamientos.
- Vehículos 100% eléctricos. Los métodos de almacenamiento de energía incluyen:
- Energía química almacenada en el vehículo con baterías a bordo: los vehículos eléctricos de batería por lo general con baterías de ion de litio.
- Almacenamiento de energía cinética: el girobús, un autobús eléctrico que obtiene su energía a través de un volante de inercia.
- Almacenamiento de energía estática en el vehículo por medio de supercondensadores a bordo.
Principio de quien contamina paga
La IEA dice que la gasolina y el diesel deben gravarse de acuerdo con el daño que causan a la salud y al medio ambiente. En ocasiones, la contratación pública se utiliza para alentar a los fabricantes nacionales de vehículos eléctricos. Muchos países prohibirán la venta de vehículos de combustibles fósiles entre 2025 y 2040.
Muchos gobiernos ofrecen incentivos para promover el uso de vehículos eléctricos, con el objetivo de reducir la contaminación del aire y el consumo de aceite. Algunos incentivos pretenden incrementar las compras de vehículos eléctricos compensando el precio de compra con una subvención. Otros incentivos incluyen tasas impositivas más bajas o exenciones de ciertos impuestos e inversión en infraestructura de carga.
Las empresas que venden vehículos eléctricos se han asociado con empresas eléctricas locales para ofrecer grandes incentivos a algunos vehículos eléctricos.
Véase también
En inglés: Electric vehicle Facts for Kids
