MODULAR SOLAR ENERGY HARVESTING AND AERODYNAMIC OPTIMIZATION SYSTEM FOR AUTOMOBILES / SISTEMA MODULAR DE CAPTACIÓN SOLAR Y OPTIMIZACIÓN AERODINÁMICA PARA AUTOMÓVILES

1. IntroductionThis proposal presents research into a modular solar energy harvesting system for automobiles, based on the integration of external photovoltaic surfaces, orientable solar modules, multifunctional aerodynamic elements, and thermal insulation technologies.The objective is to take advantage of vehicle surfaces that do not normally participate in electricity generation, incorporating compact solar modules with a design that allows energy to be collected during periods when the vehicle is parked.The proposal seeks to develop a solution adaptable to different types of vehicles, aiming to reduce auxiliary energy consumption, supplement electrical charging, and decrease the direct exposure of the vehicle body to solar radiation.2. General System ConceptThe design includes three independent solar modules, positioned above the hood, roof, and trunk.These modules could feature a gently curved, domed surface geometry, resembling small roofs or low-profile umbrellas, with a flat structural base.The proposed shape aims to combine:Available surface area for incorporating photovoltaic cells.Structural rigidity.Protection against rain and environmental conditions.An air gap between the module and the vehicle body.The possibility of automatic solar orientation.The three modules do not need to be positioned at the same height. Their arrangement could be staggered, taking into account the vehicle's geometry and avoiding interference and shading between surfaces.3. Orientable Solar ModulesThe proposal investigates three independent photovoltaic modules capable of changing their orientation while the vehicle is parked.The system could incorporate:Low-power electric motors.Sensors for solar radiation intensity and direction.Electronic orientation control.Rotating support structures.Locking and protection mechanisms.Two alternatives will be studied:Alternative A: Single-axis orientation.The modules could rotate on independent bases. The objective is to achieve a simple, economical construction with low maintenance requirements.Alternative B: Two-axis orientation.In addition to rotating, the modules could change their inclination to improve the incidence angle of sunlight.Both alternatives will be compared to determine whether the additional energy gain from the second option justifies its greater complexity.While the vehicle is moving, the modules must remain locked in a protected, low-profile position compatible with vehicle safety and aerodynamics.1. IntroducciónSe propone investigar un sistema modular de aprovechamiento de energía solar destinado a automóviles, basado en la integración de superficies fotovoltaicas exteriores, módulos solares orientables, elementos aerodinámicos multifunción y tecnologías de aislamiento térmico.El objetivo es aprovechar superficies del vehículo que habitualmente no participan en la generación eléctrica, incorporando módulos solares de diseño compacto y una distribución que permita captar energía durante las horas de estacionamiento.La propuesta busca desarrollar una solución adaptable a diferentes tipos de vehículos, procurando reducir el consumo energético auxiliar, complementar la carga eléctrica y disminuir la exposición directa de la carrocería a la radiación solar.2. Concepto general del sistemaEl diseño contempla tres módulos solares independientes, ubicados sobre el capó, el techo y el baúl.Estos módulos podrían presentar una geometría de superficie suavemente abovedada, semejante a pequeños techos o paraguas de perfil bajo, con una base estructural plana.La forma propuesta pretende combinar:Superficie disponible para incorporar células fotovoltaicas.Rigidez estructural.Protección frente a lluvia y condiciones ambientales.Cámara de aire entre el módulo y la carrocería.Posibilidad de orientación solar automática.Los tres módulos no necesitan encontrarse a la misma altura. Su disposición podría ser escalonada, considerando la geometría del automóvil y evitando interferencias y sombras entre superficies.3. Módulos solares orientablesSe propone investigar tres módulos fotovoltaicos independientes que puedan modificar su orientación cuando el automóvil se encuentre estacionado.El sistema podría incorporar:Motores eléctricos de bajo consumo.Sensores de intensidad y dirección de la radiación solar.Control electrónico de orientación.Estructuras giratorias.Mecanismos de bloqueo y protección.Se estudiarán dos alternativas:Alternativa A: orientación mediante un solo eje.Los módulos podrían girar sobre una base independiente. Se busca obtener una construcción sencilla, económica y de bajo mantenimiento.Alternativa B: orientación mediante dos ejes.Además de girar, los módulos podrían modificar su inclinación para mejorar la incidencia de los rayos solares.Se propone comparar ambas alternativas para determinar si la ganancia energética adicional de la segunda justifica su mayor complejidad.Durante la circulación, los módulos deberán permanecer bloqueados en una posición protegida, de perfil bajo y compatible con la seguridad y aerodinámica del vehículo.