Competições de Eficiência Energética e Tipos de EVE

João Marcos Kanieski

Algumas competições estudantis

• Gincanas em escolas e universidades• Carrinhos de Lomba ou rolamento• Desafio Universitar, da UFSM• Minibaja• Aerodesign• Fórmula SAE• Eficiência Energética

I - Solar Challenge - Austrália

• O Desafio Solar Mundial é uma competição bienal de carros de corrida movidos a energia solar que percorre 3021 km, de Darwin a Adelaide, na Austrália .

• A corrida atrai equipes de todo o mundo, a maioria dos quais são de universidades ou empresas , embora algumas sejam escolas de ensino médio .

• A prova tem uma história de mais 25 anos, desde o evento inaugural acontecido em 1987.

http://www.worldsolarchallenge.org/

“O Desafio Solar Mundial é uma maneira perfeita para promover a sustentabilidade competindo 3000 quilômetros apenas com a energia solar. Junto a isso, a World Solar Challenge é um grande desafio para a equipe mostrar o quão eficiente é o veículo Nuna7. Além disso, vemos o World Solar Challenge como uma aventura muito agradável; estamos realmente ansiosos por isso! Competir este desafio é uma vitrine agradável para todas as tecnologias inovadoras que estão sendo desenvolvidas e aplicadas em nosso carro solar. Durante este projeto nós também temos de aprender a aplicar todo o nosso conhecimento adquirido na universidade, que é de grande valor para os acadêmicos de engenharia” (Equipe Nuon.)

Fotos do evento out/2013

Filosofia de Design

“Nosso objetivo é construir um carro solar vencedor, Nuna7. Para fazer isso, precisamos projetar o carro mais eficiente energeticamente. Nós nos concentramos em redução de perdas aerodinâmicas, mantendo o peso baixo. Junto com excelente desempenho do painel solar e outra grande estratégia, pensamos que somos capazes de construir o carro solar para chegar em primeiro lugar.” (Equipe Nuon)

Marcas e características

• A massa do piloto deve ser superior a 80 kg.• Em 2007, os concorrentes tiveram que aderir

ao novo limite de velocidade de 130 km/h, em certos trechos das rodovias da Austrália.

• Em 2013, a Equipe Holandesa “Solar Nuon” foi a campeã da modalidade Challenger, com velocidade média de 90,71 km/h.

II – Shell Eco-marathon

http://www.shell.com/global/environment-society/ecomarathon.html

Shell Eco marathon Europe 2013‐Final results : Prototype Battery Electric

Class. Equipe País km/kWh Km/lt de gasolina*

1º. SCS PASQUET França 1224,1 10832.60

2º. TUfast Eco Team Alemanha 957,7 8475.11

3º. IDEA CEU Team Espanha 839,3 7427.34

* Considerando-se que um litro de gasolina tenha 31,858 MJ.

III – Maratona da Eficiência Energética

• http://www.maratonadaeficiencia.com.br/

• Categorias: – elétrico, – gasolina, – Etanol.

Maratona EE 2013, Categoria Elétrico:

• O primeiro colocado foi a Escola de Engenharia de São Carlos/SP com o veículo Faísca II com o consumo 42,492 KJoules;

• em segundo ficou o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, com o veículo Ecofet com a marca de 42,651 KJoules;

• e em terceiro a Universidade Presbiteriana Mackenzie com o veículo Bagre I com a marca de 66,455 KJoules.

Análise preliminar

– Modalidades adequadas aos interesses externos?– Marcas muito distantes das nossas possibilidades?– Inscrições e participações muito caras?– Toda competição é um instrumento didático?!!– Vamos fazer um regulamento e uma competição

particular?!!!• Objetivo:

`vencer nossos colegas concorrentes ‘• Maratona: http://www.letour.fr/us/

“Percorrer uma grande distância num longo período de tempo” ou “devagar se vai ao longe”.

Objetivo = BIKExTRIKE-caro carro

História da bicicleta

• Biciclo Michaux–Boneshaker: Em 1865, o francês Pierre Lallement, construiu uma bicicleta de pedal, colocando engrenagens e pedais na roda dianteira.

• John Kemp Starley (1854–1901) – inventor e industrialista inglês, fundador da marca ROVER. É considerado o inventor da bicicleta moderna.

Potência humana

Presos gerando energia em MG

Sobre as bicicletas• “As fábricas existentes por aí vendem ilusões. Para

vender mais, elas fazem muita propaganda de descarrilhadores lustrados, suspensões pesadas e materiais diferentes, mas com as mesmas características gerais do aço.

• Assuntos realmente importantes não são tratados, como a postura ideal para o trânsito urbano, melhorias aerodinâmicas do conjunto, marchas que mudem bem nas arrancadas e pneus com bom amortecimento, mas sem muitas perdas na rolagem.”

Sobre as bicicletas 2

... por que não se tem bicicletas com pequenas bolhas, que dariam um grande ganho aerodinâmico? “A história é a seguinte: a UCI – Union Cycliste Internationale, órgão que regulamenta as competições – não permite grandes evoluções tecnológicas. O argumento deles é que o ciclista deve vencer pelo esforço próprio, não por causa da tecnologia. O problema aparece quando as fábricas, que querem vender, simplesmente imitam essas bicicletas de competição com design antigo. Fazem isso para se aproveitarem do marketing das competições e para poupar investimentos tanto em desenvolvimento tecnológico quanto de convencimento do mercado. Poderíamos ter bicicletas muito mais eficientes, o que faria o número de ciclistas aumentar. Mas a cegueira da UCI e das fábricas impede esse avanço.”

Bicicleta reclinadaEm 1930, o francês François Faure pedalou o Velocar, uma bicicleta reclinada que bateu os recordes da milha e do quilômetro. Este fato criou uma controvérsia dentro da U.C.I. O debate centrava-se nas seguintes questões:

- o Velocar era realmente uma bicicleta; e, - os recordes batidos com ela tinham validade.

Reclinadas não seriam bicicletas?!

• Estariam os membros da U.C.I. preocupados que as reclinadas substituíssem as convencionais? Será que imaginavam que a decisão tomada congelaria o desenvolvimento dos veículos de propulsão humana por quase 100 anos?

• É por isso que as atuais bicicletas convencionais são tão parecidas com as (antigas bicicletas de Starley e Sutton) de 1885.

• A História nos surpreende. Imagine como seria a tecnologia das bicicletas de hoje em dia se, na década de 1930, a decisão da U.C.I tivesse sido diferente...

• O que podemos fazer neste sentido?

Energia para locomoçãoLocomoção m/ kcal m/Joule km/kWh km/litro

Bicicleta 160 0.0382 137.60 1217.70Caminhando 32 0.0076 27.52 243.54Automóvel 2 0.0005 1.72 15.22

Hanebrink Hustler X5: o que é isto?

Bicicleta elétrica com velocidade acima de 120 quilômetros por hora! US$16,940.00

Veículos Elétricos mais Eficientes?• Geralmente construídos em garagens e universidades, raramente

em laboratórios e oficinas de fábricas. • As empresas não estão interessados em fazer e vender veículos

elétricos mais eficientes?• Não há lucro suficiente para EVE?• As empresas carecem de inovação, esperando engenheiros e

investidores ousados ?

EV1 – “Quem Matou o Carro Elétrico?”

Velomóvel

O que é um velomóvel?• É um triciclo (ou bicicleta) com carenagem• Pode ter motor elétrico, auxiliando os pedais

Velomóvel x Bicicleta

• Bicicleta é muito utilizada em até 5 km• Maior conforto e abrigo das intempéries• Maior velocidade 70 km/h (menor arraste)• Mais eficiente do que uma bicicleta • Maior peso (30 kg) e maior inércia (F=m.a)• Maior espaço (ciclovias e estacionamentos)• Maior preço (materiais e mão-de-obra)• Maior risco de acidente nas rodovias (mais baixo)

Possibilidades e Estratégias para EVE • Uma gincana de Eficiência Energética,

incluindo• Tração humana, normalmente a pedal, com carenagem• Energia solar, fotovoltaica e/ou térmica• Tração elétrica • Armazenamento de energia em baterias

• Mais simples e eficaz do que um Congresso.• Local seguro, com pista de asfalto?• Patrocinadores e interesses da comunidade?• Resultados esperados?