7 MITOS SOBRE HIBRIDOS

Hace unos años los conductores veían a los coches híbridos como una mezcla de comodidad y coche aparatoso. Hoy los vehículos impulsados por gasolina y electricidad existen de todos los tipos. Como casi todas la tecnologías nuevas, hasta que no lo pruebas, no te haces una verdadera idea de lo que es.

Lo cierto es que muchos lo desconocemos, tanto que nos cuesta discernir entre lo real y lo que no lo es. La poca información recibida y los pronto adoptados rumores sobre velocidad, peso, etc, han ayudado a producir más que una pequeña confusión y falta de información. Sin embargo los analistas prevén incrementos en las ventas del 20-40% para el año 2013. Así que es un  buen momento para desmitificar los conceptos erróneos arraigados en torno a los coches híbridos.


1. NECESITAS ENCHUFAR EL COCHE HÍBRIDO
La mayoría de coches híbridos en el mercado no son enchufables, simplemente toman prestada la energía de las frenadas o cuando dejamos de acelerar. En realidad es un coche de gasolina normal que únicamente recicla energía que en otros coches se pierde.

Sin embargo existe una nueva gama de coches que son los conocidos como “Híbridos enchufables”. Estos sí requieren recargarlos de electricidad, siendo la ventaja principal el gran ahorro económico. Con estos coches la mayor parte de los recorridos de la ciudad se pueden hacer sin gastar una simple gota de gasolina.


2. LAS BATERÍAS DE LOS HÍBRIDOS DEBEN SER REEMPLAZADA
La gente se preocupa mucho del posible precio de tener que reemplazar una batería gigante de Litio, y esto echa a atrás a muchos compradores potenciales. Si conseguimos que la batería nunca se llene del todo y nunca se vacíe del todo, alargaremos considerablemente la vida de nuestras baterías.

Las garantías de las baterías de los híbridos está en torno a 100.000 y 150.000 kilómetros, pero esto no quiere decir que morirán a los 150.000. El Gobierno de los Estados Unidos dejó de controlar la longevidad de las baterías cuando después de 220.000 kilómetros, éstas se conservaban prácticamente como nuevas. Un taxista que con el Toyota Prius (muy de moda en este sector) ha llegado a los 300.000 kilómetros en 2 años, comentaba que la batería estaba en perfecto estado. Las baterías no son un problema.


3. LOS HÍBRIDOS SON UN NUEVO FENÓMENO
En 1900 Ferdinand Porsche produjo los primeros prototipos de coches híbridos. Lamentablemente en esa época, resultaba carísimo y muy aparatoso almacenar la energía.


4. LA GENTE SOLO COMPRA HÍBRIDOS PARA AHORRARSE DINERO EN GASOLINA
Los coches híbridos están en el top de los automóviles con más eficiencia de combustible. En muchos de los casos no es realmente para ahorrar dinero, a pesar de que si haces muchos kilómetros esto salva el precio alto del coche, sino que mucha gente lo hace para minimizar el impacto que ellos producen en el medio ambiente. También sirven para reducir la dependencia de los carburantes o para ayudar a subvencionar mejores tecnologías que terminan abaratando los costes.


5. LOS HÍBRIDOS SON CAROS
Hay híbridos desde 15.000 hasta los 90.000 euros. Los modelos más eficientes, el Toyota Prius y el Honda Insight, están disponibles por precios inferiores a los 26.000 euros. A mitad de esta década más de 50 modelos saldrán a la venta. En esto momento los híbridos tendrán modelos de todos los tipos, formas y precios.

La sofisticada tecnología, los motores eléctricos y las baterías incrementan considerablemente el precio de los coches híbridos. Aún así como la producción está subiendo exponencialmente, la economía de escala permitirá reducir hasta la mitad los costes del incremento de los híbridos.


6. LOS HÍBRIDOS SON PEQUEÑOS Y POCO POTENTES
El Lexus Rx400h y el Toyota Highlander Hybrid comparten el mismo sistema de 270 caballos. El Lexus GS 450 Hybrid Sedan pasa de los 300 caballos y acelera de 0 a 100 en menos de 6 segundos. El hecho de añadir motores eléctricos al tren no significa que se pierda potencia si bien en un principio se utilizaron coches menos potentes para evitar precios demasiado altos.


7. LOS HÍBRIDOS SON SOLO UNA MODA PASAJERA
La tecnología híbrida no está en contra de la gasolina, diesel, coches eléctricos o hidrógeno. La tecnología híbrida es sola la suma de todo lo mencionado. Es la habilidad de combinar diferentes fuentes de energía para lograr la máxima eficiencia posible al precio más bajo.

TESLA Y LAS BATERIAS HIBRIDAS

De mano de la oficina de patentes de los Estados Unidos hemos podido conocer que el fabricante Tesla ha patentado un novedoso sistema de batería híbridas en el que pretende convertirse en un diseño revolucionario para el aumento de la funcionalidad y autonomía del vehículo eléctrico. Estas patentes que han saltado a la luz ofrecen un esquema de baterías basadas en dos módulos independientes haciendo uso de tecnologías igualmente diferentes.

La clave de este nuevo esquema está en el empleo de la tecnología Metal-Aire como química de uno de los acumuladores, esta tecnología consigue ofrecer un importante aumento de la densidad energética, lo cual se traduciría en tener unas baterías enfocadas al uso exclusivo de largas distancias. El segundo acumulador haría uso de una tecnología convencional como es el caso de la química Ion Litio, con menor densidad energética pero con una mayor tolerancia a los ciclos de recarga.

Dos baterías para ofrecer una nueva visión del coche eléctrico

¿Cuál es el objetivo de Tesla en el uso de baterías híbridas? Todo parece indicar que Tesla trabaja en una evolución de su actual concepto de vehículo eléctrico donde la autonomía puede ser fraccionada según su uso. Es importante ofrecer una autonomía comparable a los vehículos convencionales, sin embargo es justo admitir que grueso de nuestro recorridos habituales apenas necesitan de 60 kilómetros o menos.

De este modo, Tesla habría pensado en la idea de implantar dos acumuladores energéticos de diferente tecnología para conseguir reducir el peso del vehículo y aumentar las posibilidades de éste. Mientras la batería de Ion Litio seguiría siendo la batería principal del vehículo para ejecutar los recorridos habituales, el nuevo acumulador Metal-Aire sería el encargado de ofrecer un alcance de hasta 643 kilómetros según los primeros datos de autonomía que se manejan.

Por el momento, Tesla no se ha pronunciado al respecto de este nuevo diseño de baterías que pretende instalar en una futura, que no lejana, generación de vehículos eléctricos. El principal problema es el suministro de baterías, ya que las cifras de producción de Tesla comienzan a sufrir la falta de stock de baterías. Su actual socio Panasonic tendrá que ver como Samsung entra en escena para evitar una falta de stock que paralice las ventas de Tesla.

¿Como funcionan los paneles solares?

La energía solar
Electricidad a partir de la energía solar
¿Cómo funcionan los paneles solares?
Videos sobre los paneles solares y su funcionamiento

La energía solar:

Antes de comenzar a ver cómo funcionan los paneles solares, que seguramente ya habréis visto en los tejados de muchos edificios de vuestra ciudad, tenemos que hablaros un poco de la energía solar.
Como ya sabréis, la energía solar es aquella que emana el núcleo del sol. Se produce debido a una reacción nuclear de fusión y debido a las condiciones de intensa gravedad a las que esta sometido. El sol que está compuesto  principalmente por hidrógeno y en condiciones específicas se funde para producir helio. Este proceso libera enormes cantidades de energía, las que brotan desde el corazón de las estrellas y viajan por el espacio por miles de millones de años.

La tierra que se encuentra cercana al sol recibe su energía y lo hace de distintas maneras, de modo que la atmósfera y magnetosfera filtran gran parte de la radiación solar nociva, pero dejan pasar las longitudes de onda correspondiente a la luz visible y al infrarrojo, de modo que lo que más recibimos es es luz y calor. Una energía que se ha convertido en una de las funciones motoras para la vida tal y como la conocemos, ya que promueve los mas variados efectos sobre la superficie del planeta: entre otros, los vientos, la formación de nubes y lluvia o los cambios climáticos alrededor del globo.
El hombre ha querido  buscar y construir las más diversas maneras de aprovechar esta energía y convertirlas en el soporte de la vida en la tierra y es por ello que en  estos momentos está siendo fuertemente optimizada la tecnología para extraer esta energía proveniente del sol y convertirla en energía de uso humano, como la electricidad y el agua caliente.

Electricidad a partir de la energía solar:

Al hablar de la energía solar como una energía renovable, tenemos que hacer mención además al hecho de contar con transductores que permitan convertir diversas formas de energías naturales en energías utilizables por el hombre.
Para transformar la energía del sol en energía que podamos aplicar a nuestra vida diaria, necesitarermos una célula fotoeléctrica, y que es un dispositivo electrónico que permite transformar la energía luminosa en energía eléctrica, mediante el aprovechamiento de un proceso llamado efecto fotoeléctrico.

MOTORES HIBRIDOS

Motores
Los automóviles normalmente tienen motores de combustión interna que rondan entre los 60 y 180 CV de potencia máxima. Esta potencia se requiere en situaciones particulares, tales como aceleraciones a fondo, subida de grandes pendientes con gran carga del vehículo y a gran velocidad. El hecho de que la mayoría del tiempo dicha potencia no sea requerida supone un despilfarro de energía, puesto que sobredimensionar el motor para posteriormente emplearlo a un porcentaje muy pequeño de su capacidad, sitúa el punto de funcionamiento en un lugar donde el rendimiento es bastante malo. Un vehículo medio convencional, si se emplea mayoritariamente en ciudad o en recorridos largos y estacionarios a velocidad moderada, ni siquiera necesitará desarrollar 20 caballos.

El hecho de desarrollar una potencia muy inferior a la que el motor puede dar supone un despilfarro por dos motivos: por una parte se incurre en gastos de fabricación del motor superiores a lo que requeriría realmente, y por otra, el rendimiento de un motor que pueda dar 100 caballos cuando da sólo 20 es muy inferior al de otro motor de menor potencia máxima funcionando a plena potencia y dando esos mismos 20 caballos. Este segundo factor es el principal responsable de que el consumo urbano de un mismo vehículo equipado con un motor de gran potencia consuma, en recorridos urbanos, muchísimo más que uno del mismo peso equipado con un motor más pequeño. En conclusión, el motor ha de ser el idóneo para el uso al que se destina.

Otro factor que penaliza el rendimiento brutalmente en recorridos urbanos es la forma de detener el vehículo. Ésta detención se realiza mediante un proceso tan ineficiente cómo es disipar y destruir la energía en forma de movimiento, energía cinética, que lleva el vehículo para transformarla en calor liberado inútilmente al ambiente.

Sin embargo, tampoco parece razonable limitar la potencia máxima de un motor en demasía en pro de conseguir excelentes consumos, puesto que en ciertas ocasiones es estrictamente necesario disponer de potencia para determinados esfuerzos tan puntuales como inevitables, tales como adelantamientos y aceleraciones en pendiente. He aquí donde el sistema híbrido toma su mayor interés. Por una parte combina un pequeño motor térmico, suficiente para el uso en la inmensa mayoría de las ocasiones, de buen rendimiento y por tanto bajo consumo y emisiones contaminantes, con un sistema eléctrico capaz de realizar dos funciones vitales.

Por una parte desarrolla el suplemento extra de potencia necesario en contadas, pero inevitables, situaciones como las anteriormente citadas. Por otra, no supone en absoluto ningún consumo extra de combustible. Al contrario, supone un ahorro, puesto que la energía eléctrica es obtenida a base de cargar las baterías en frenadas o retenciones del vehículo al descender pendientes, momentos en los que la energía cinética del vehículo se destruiría (transformaría en calor irrecuperable para ser más exactos) con frenos tradicionales. Además, no sólo aporta potencia extra en momentos de gran demanda de ésta, sino que posibilita emplear solo la propulsión eléctrica en arrancadas tras detenciones prolongadas (semáforos por ejemplo) o aparcamientos y mantener el motor térmico parado en éstas situaciones en las que no es empleado, o se requiere de él una potencia mínima, sin comprometer la capacidad para retomar la marcha instantáneamente. Ésto es posible porque tiene la capacidad de arrancar en pocas décimas de segundo el motor térmico en caso de necesidad.

Además de la altísima eficiencia, la posibilidad de emplear los motores eléctricos, exclusivamente, durante un tiempo permite evitar la producción de humos en situaciones molestas, como por ejemplo en garajes.

En conclusión, desde el punto de vista de la eficiencia energética, el vehículo híbrido representa un avance importante tanto en la reducción del consumo de combustible y de la contaminación. Sin embargo, no todos son ventajas actualmente los costes de producción de baterías, el peso de las mismas y la escasa capacidad de almacenamiento limitan aún su empleo generalizado.

El gran problema actual con el que se encuentra el motor eléctrico para sustituir al térmico en el vehículo es la capacidad de acumulación de energía eléctrica, que es muy baja en comparación con la capacidad de acumulación de energía en forma de combustible. Aproximadamente, 1 kg de baterías puede almacenar la energía equivalente de 18 gramos de combustible, si bien este cálculo no tiene en cuenta el escaso aprovechamiento energético de esa energía en un motor de combustión, en comparación con un motor eléctrico. Aun así esto supone una barrera tecnológica importante para un motor eléctrico.

Los motores eléctricos han demostrado capacidades de sobra para impulsar otros tipos de máquinas, como trenes y robots de fábricas, puesto que pueden conectarse sin problemas a líneas de corriente de alta potencia. Sin embargo, las capacidades de almacenamiento energético en un vehículo móvil obligan a los diseñadores a usar una complicada cadena energética multidisciplinar, e híbrida, para sustituir a una sencilla y barata cadena energética clásica depósito-motor-ruedas. La electricidad, como moneda de cambio energética, facilita el uso de tecnologías muy diversas, ya que el motor eléctrico consume electricidad, independientemente de la fuente empleada para generarla.

PARALELO

Híbrido en paralelo
Este tipo de vehículo utiliza dos sistemas de tracción en paralelo. Según esta configuración ambos proveen de potencia a las ruedas de modo que los dos sistemas pueden ser utilizados independientemente o simultáneamente para obtener una potencia máxima.
Aunque mecánicamente más complejo, este método evita las pérdidas inherentes a la conversión de energía mecánica en eléctrica que se da en los híbridos en serie. Además como los picos de demanda de potencia le corresponden al motor de combustión interna, las baterías pueden ser mucho menores.
El motor a gasolina entra en funcionamiento cuando el vehículo necesita más energía. Y al detenerse, el híbrido aprovecha la energía normalmente empleada en frenar para recargar su propia batería (frenado regenerativo).

Como los patrones de uso de los automóviles tienden a viajes cortos y frecuentes, un híbrido en paralelo trabajará la mayor parte del tiempo sólo con motor eléctrico (este funcionamiento seria el ideal, aunque la realidad demuestra que actualmente las baterías de los híbridos tienen muy poca autonomía y por lo tanto estos vehículos funcionan mayormente impulsados por el motor térmico).

Dentro de los vehículos híbridos "paralelos" podemos distinguir dos arquitecturas: los que usan un generador independiente para cargar las baterías, o los que aprovechan el motor eléctrico para funcionar también como generador.

• Con generador independiente: su inconveniente es que tiene mas componentes, el generador, el conversor de corriente alterna a corriente continua y la transmisión ente el motor térmico y el generador por lo que será más pesado y caro. Sin embargo tiene la ventaja que el generador al estar diseñado para funcionar sólo como generador, será más eficiente que el motor funcionando como generador.
• Usando el motor eléctrico como generador: se disminuye el número de componentes, pero puede disminuir el rendimiento.

El vehículo híbrido paralelo con generador independiente también se le clasifica como vehículo híbrido "paralelo-serie". Esta configuración combina las ventajas de ambos sistemas y es la mas utilizada por los fabricantes de automóviles como por ejemplo: Toyota en su modelo Prius.

Los tiempos de funcionamiento del motor eléctrico (motor) y del motor térmico (engine) se reparten en distinta proporción dependiendo de la configuración del vehículo híbrido. Para verlo mas claro tenemos la gráfica inferior donde se ve que en el híbrido "serie" los tiempos de funcionamiento se reparten por igual al 50%, en el híbrido "paralelo" sin embargo funciona mucho mas el motor térmico, en el híbrido "paralelo/serie" funciona mas tiempo el motor eléctrico.

ESTRUCTURA EN SERIE

EstructuraLa configuración de un vehículo híbrido depende de la disposición de los elementos que lo componen, por lo que se pueden clasificar en híbridos serie e híbridos en paralelo.

Híbrido en serie
En estos vehículos el motor de combustión proporciona movimiento a un generador que o carga las baterías o suministra la potencia directamente al sistema de propulsión (motor eléctrico) y por lo tanto reduce la demanda a la batería.
El dispositivo generador se utiliza principalmente como un ampliador de prestaciones, por lo que en la mayoría de los kilómetros se circula con las baterías. Cuando la duración del viaje excede a las prestaciones de la batería, el dispositivo generador se enciende. Para viajes más largos, el dispositivo generador puede ser conectado automáticamente cuando las baterías alcanzan un nivel predeterminado de descarga.
El motor térmico impulsa un generador eléctrico, normalmente un alterador trifásico, que recarga las baterías, una vez rectificada la corriente, y alimenta al motor o motores eléctricos y estos son los que impulsan al vehículo. 

Dependiendo del rango de velocidades que se quieran ofrecer el dispositivo generador debe ser mayor o menor. En un principio se propusieron soluciones de bajo rango de velocidades, pero la tendencia hoy en día es la de ir a un rango mayor. Esto implica sistemas de generación mucho mayores. La batería se dimensiona en función de los picos de demanda.
Así, a altas velocidades, sólo parte de la energía proviene de las baterías, siendo éstas las que suministran la potencia necesaria para aceleraciones y adelantamientos. A velocidad de crucero, la potencia generada en exceso se utiliza para recargar las baterías. Este sistema resulta eficiente si el 80% de los kilómetros recorridos son alimentados por la energía de las baterías que se han recargado desde la red. En caso contrario es difícil la justificación de este tipo de propulsión híbrida ya que la energía eléctrica de las baterías proviene en realidad de la combustión del motor térmico.
La principal ventaja que ofrece este diseño frente al de en "paralelo" es la de un diseño mecánico simple. Se dispone de un motor térmico diseñado y optimizado para trabajar siempre en el mismo regimen de revoluciones.
La desventaja de este tipo de vehículos es que toda la energía producida por el motor térmico tiene que atravesar el generador eléctrico sufriendo muchas pérdidas, debido a la transformación de energía mecánica a eléctrica, y toda la energía para la tracción tiene que pasar por el motor eléctrico.

TOP TEN 2007

Entre los 10 automóviles híbridos más demandados del 2007 están los siguientes:

1. Toyota Prius
2. Toyota Camry hybrid
3. Toyota Highlander hybrid
4. Ford Escape hybrid
5. Honda Civic hybrid
6. Lexus GS450h
7. Lexus RX400h
8. Nissan Altima hybrid
9. Mercury Mariner hybrid
10. Honda Accord hybrid