Obi Solar
Joaquim Granado
Escola EB 2,3/s Josefa de Óbidos
Óbidos, Leiria
4
12º. Física, Química, Matemática, Português e Área de Projecto
• Chassis feito por perfis de aluminio em forma
de L (Fig.1);
• Carroçaria constituida por cantoneiras de
plástico rígido e leve (Fig. 2);
• Rodas com diâmetro de 69mm;
• Tracção atrás e direcção á frente;
• Relação de transmissão 1/6;
• Dimensão do carrinho, 51.5cm x 26.0cm x
11.5cm [c x l x h];
• 4 painéis fotovoltáicos;
• Uma massa total de 1100g.
Fig .1) Estrutura do chassis
Fig. 2) Estrutura da carroçaria
Planificação
A planificação do nosso protótipo passou pelas seguintes etapas:
•Elaboração de um esboço relativo às estruturas do chassis e carroçaria do carrinho, tendo em conta as exigências do Rali Solar,
em termos do dimensionamento das características da pista e objectos passíveis de transportar (pacote de leite e ovo).
•Construção de um modelo (à escala), em papel, da carroçaria do carrinho.
•Escolha dos materiais mais adequados à construção do carrinho, procurando um compromisso entre as diferentes variáveis,
nomeadamente, facilidade de manuseio para consecução das várias estruturas, adequação da resistência dos materiais à sua
aplicação.
Ensaio dos materiais foto voltaicos do Kit
Testámos cada um dos painéis foto voltaicos relativamente á intensidade da corrente e diferença de potencial. Os ensaios
mostraram que as suas características, sob boas condições de insolação, eram idênticas ás nominais:
U=2V (tensão em circuito aberto)
I=500mA (intensidade de corrente em curto-circuito)
Algumas das opções que tomámos:
Chassis em cantoneira de alumínio (baixa densidade, resistência aceitável) em L, fixada com rebites de alumínio.
Carroçaria em plástico canelado rígido, de fácil manuseio, baixa densidade, resistência aceitável) com uma estrutura de cantoneira
em plástico ABS.
Os painéis fotovoltaicos são fixados à carroçaria por parafusos aço de 4mm.
Fig. 3) Vista superior da carroçaria
Visto que a maioria dos motores que testámos tinham bastante dificuldade em funcionar com apenas uma célula, optámos por adquirir mais três células (com eventual opção de
mais duas), com o objectivo de fazer uma ligação mista em série e em paralelo, isto é, duas ou três em série, colocadas em paralelo com outro conjunto idêntico, o que nos
permitiria obter uma tensão de ou 4V ou 6V, com intensidade máxima de corrente em curto-circuito de um ampere (1A ).
Verificámos também, que grande parte dos motores necessita de uma intensidade mínima de corrente para entrar em funcionamento, daí a necessidade de colocar células em
paralelo.
Optámos também por colocar os conjuntos em série em cada uma das extremidades do carrinho (Fig. 3), para diminuir o ensombramento, na passagem pelo túnel, para que só
fosse afectado um dos conjuntos de células de cada vez, diminuindo assim o intervalo de tempo em que o sistema ficasse inoperativo, devido à sombra.
O pacote de leite terá uma posição longitudinal, de forma a tornar o carrinho mais aerodinâmico.
Dificuldades/ Soluções
Face ao orçamento disponível ser relativamente baixo recorremos á reutilização de componentes de brinquedos
avariados.
Em consequência da grande dificuldade em encontrar carrinhos com relação de transmissão aceitável bem como
rodas adequadas à altura necessária para manter o carrinho 3cm acima do solo e ainda porque vulgarmente as
transmissões ocupam alguma altura relativamente ao eixo das rodas , optámos por:
Adquirir rodas com um diâmetro de 69mm da SOLAR ROBOTICS;
Utilizar uma transmissão de um pequeno carrinho com uma relação de 1/6;
Utilizar um motor compatível com estas restrições;
Aumentar o número de painéis fotovoltaicos para poder potenciar a relação de transmissão referida;
Outra grande dificuldade foi a restrição regulamentar que obriga à caixa de carga a ter acesso pelo exterior na
configuração de corrida. Em relação a esta dificuldade solucionámo-la pelo acesso pela parte superior, através de
um alçapão com uma célula que terá que ser basculante, de forma compatível ao exíguo espaço para a colocação
das células, disponível no plano horizontal.
A dificuldade pela insuficiência de espaço disponível na Escola com luz solar, para execução do projecto.
Para superar esta dificuldade usámos um projector de 500W de lâmpada de halogéneo. A lâmpada foi colocada a
25cm do painel fotovoltaico, sendo que esta distância foi estimada através dos dados comparativos fornecidos
pela célula do kit, em relação à luz solar.
Envolvimento dos alunos nas decisões
Todas as decisões resultaram de uma profunda reflexão dos elementos da equipa. As fontes de informação foram
essencialmente os sites indicados no site do concurso.
Fig. 4 Teste ao motor
Fig.5 Rodas
utilizadas
A divulgação do nosso protótipo será efectuada por diversas vertentes, a saber:
Participação na Feira da Ciência da nossa Escola, evento organizado pelos alunos do 12ºano
do Curso Científico Humanístico de Ciências e Tecnologias, em que facultaremos uma pequena
palestra de sensibilização para a utilização de energias alternativas, apresentando de seguida o
nosso protótipo, caracterização do ponto de vista técnico, vantagens em termos
energéticos/ambientais, para além de o mostrarmos em funcionamento.
Estimular a participação dos estudantes em geral no Rally Solar e a criação de uma corrida anual
de carrinhos solares no nosso Agrupamento de Escolas.
Divulgação do nosso modelo junto da comunidade em geral, em eventos sociais de divulgação
científica ou outros, passíveis de reconhecer o interesse social dos objectivos científicos e
ambientais que nos movimentam.
Nestes eventos, consideramos ainda que poderíamos incentivar empresas à criação, construção
e adaptação de brinquedos a energia solar.
A comercialização do nosso protótipo nunca constituiu o nosso propósito, já que o intento
primeiro é o de utilizar a energia solar como forma alternativa de energia. Não descartamos,
todavia, a hipótese, de virmos a desenvolver um protótipo comercializável.
As aprendizagens efectuadas foram de contorno muito diversificado, especialmente no âmbito da
Física (Electricidade e Electromagnetismo, Mecânica, Trabalho e Energia), organização e
divulgação de projectos, elaboração do organigrama da execução dos trabalhos, realização de
contactos de natureza assaz dissemelhante.
Fig. 6 Vista periférica do carrinho