Diseño y evaluación de una estación de carga fotovoltaica para motocicletas eléctricas en Ciudad Juárez, Chihuahua

Abstract

Este trabajo de investigación tiene como objetivo principal diseñar una estación de carga fotovoltaica para motocicletas eléctricas en Ciudad Juárez, Chihuahua, capaz de soportar las cargas de viento propias de la región. El proyecto surge ante la creciente demanda de transporte eléctrico y el alto potencial solar de la zona, destacando la necesidad de infraestructuras que faciliten la transición hacia energías renovables. La justificación del proyecto radica en la falta de estaciones de carga solar fotovoltaica para motocicletas en la ciudad, a pesar de la existencia de estaciones convencionales para vehículos eléctricos. El proyecto busca aprovechar las condiciones climáticas favorables para la energía solar, mejorando la autosuficiencia energética y reduciendo los costos residenciales de recarga, contribuyendo así a la lucha contra el calentamiento global. El trabajo se centra en la selección de materiales adecuados para la estructura, el análisis del ángulo óptimo de inclinación de los paneles solares y la adaptación del diseño para maximizar la eficiencia energética. Se determinó que se requieren 6 paneles solares para garantizar tiempos de carga eficientes y un aprovechamiento máximo de la energía solar disponible. Se utilizó el software SolidWorks para diseñar dos propuestas de estaciones de carga solar, considerando la selección de materiales, el cálculo de dimensiones y la selección de columnas aptas para las condiciones locales. Para el análisis estructural, se emplearon herramientas de simulación como ANSYS y Abaqus, que permitieron calcular las cargas aplicadas por el viento, las reacciones en los soportes y las deflexiones. Se evaluaron dos materiales para las columnas y vigas: acero inoxidable 304 y aleación de aluminio AL6005-T5. Ambos materiales cumplen con los requisitos de resistencia y seguridad, aunque el acero mostró una mayor rigidez y resistencia a la deformación. El diseño final propone una estructura metálica robusta, con paneles solares ubicados estratégicamente para optimizar la captación de energía. Las simulaciones de esfuerzos y deformaciones demostraron que la estructura es capaz de soportar las cargas y condiciones climáticas de la región, asegurando su funcionalidad y durabilidad.