Desarrollo de un sistema de regeneración de energía de frenado mediante la implementación de un circuito hidráulico para determinar la eficiencia energética.

Abstract

El presente trabajo de investigación se enfoca en diseñar e implementar un sistema de regeneración de energía mediante un prototipo de frenado a través de la ejecución de un circuito hidráulico, con el propósito de hallar la eficiencia energética del sistema desarrollado. El acumulador hidráulico, es un elemento fundamental para la realización del prototipo ya que gracias a su incorporación ayudó a almacenar energía logrando saber cuánto era su valor recuperado durante el tiempo de desaceleración. Por otra parte, se implementó un sensor cuya función fue contar las vueltas del volante de inercia e instrumento de medida como el manómetro para verificar la presión de la entrada al motor hidráulico, permitiendo un análisis detallado del comportamiento y variabilidad de los datos del sistema.

La metodología empleada en este estudio se basa en un enfoque experimental con orientación cuantitativa, lo que permite la recopilación y análisis de datos medibles para evaluar el rendimiento del prototipo. El método principal aplicado es el estudio y lectura de valores que indicaba las revoluciones y el tiempo empleado para determinar la energía máxima que otorga el prototipo en cada una de sus fases experimentales, se obtuvo información precisa. Además, se aplican fórmulas para conocer el comportamiento del sistema bajo diferentes condiciones de operación y carga.

Con base a lo anterior, la fase experimental consiste en construir un prototipo práctico mostrando primeramente el funcionamiento del circuito hidráulico principal del sistema para obtener una diferencia cuando este mismo opere con el circuito secundario en el cual se incluye la conexión del acumulador. Así mismo, se evidencia la recuperación de energía y se determina el tiempo que se demora el volante de inercia en detenerse una vez sea apagado el motor hidráulico. Del prototipo se ejecutó varias pruebas en el laboratorio con el objetivo de obtener datos reales y cuantificables, como lo es la presión, la aceleración angular y la cantidad de aceite hidráulico (el cual representa la energía acumulada del sistema), el cual tiene como objetivo de convertirse en una fuente renovable de energía en el sistema a implementar (sistema de frenado en vehículos). A través de estos experimentos, se determina el desempeño real del sistema y se considera la energía máxima recuperada, permitiendo una evaluación objetiva de su viabilidad y eficiencia.

Los resultados obtenidos en el proyecto fue lograr una eficiencia energética máxima del 19.78% siendo esto relevante porque se implementó el prototipo a escala de laboratorio siendo una pequeña muestra de lo que se puede lograr a escala real, ya que este porcentaje demostrado de recuperación se puede reutilizar para los demás componentes que hacen parte de la puesta en marcha de un vehículo.