Vehículo+eléctrico

=Vehículo eléctrico=

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Un **vehículo eléctrico** es un vehículo de combustible alternativo impulsado por uno o más motores eléctricos. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, los motores inerciales , o aplicaciones del magnetismo como fuente de propulsión, como es el caso de los trenes de levitación magnética. A diferencia de un motor de combustión interna que está diseñado específicamente para funcionar quemando combustible, un vehículo eléctrico obtiene la tracción de los motores eléctricos. Se clasifican según las fuentes de energía eléctrica: La tecnología de vehículo eléctrico se aplica en el automóvil eléctrico, el avión eléctrico, el barco eléctrico , y la motocicleta eléctrica.
 * Energía almacenada a bordo con sistemas recargables, que cuando estacionan almacenan energía que luego consumen durante su desplazamiento. Las principales formas de almacenamiento son:
 * energía química almacenada en las baterías: vehículo eléctrico de batería.
 * energía eléctrica almacenada en supercondensadores ; baterías de litio. Es preciso destacar las nuevas inversiones que se están haciendo en el mayor yacimiento de litio (Salar de Uyuni-Bolivia) para la fabricación de estas baterías.
 * almacenamiento de energía cinética, con volante de inercia sin rozamiento.
 * Alimentación externa del vehículo durante todo su recorrido, con un aporte constante de energía, como es común en el tren eléctrico y el trolebús.
 * Fuentes que permiten la generación eléctrica a bordo del vehículo durante el desplazamiento, como son:
 * La energía solar generada con placas fotovoltaicas, que es un método no contaminante durante la producción eléctrica, mientras que los métodos descritos hasta ahora dependen de si la energía que consumen proviene de fuentes renovables para poder decir si son o no contaminantes.
 * Generados a bordo usando una célula de combustible.
 * Generados a bordo usando energía nuclear, como son el submarino y el portaaviones nuclear.
 * También es posible disponer de vehículos eléctricos híbridos, cuya energía proviene de múltiples fuentes, tales como:
 * Almacenamiento de energía recargable y un sistema de conexión directa permanente.
 * Almacenamiento de energía recargable y un sistema basado en la quema de combustibles, incluye la generación eléctrica con un motor de explosión y la propulsión mixta con motor eléctrico y de combustión.

Historia
El coche eléctrico fue uno de los primeros automóviles que se desarrollaron, hasta el punto que existieron pequeños vehículos eléctricos anteriores al motor de cuatro tiempos sobre el que Diésel (motor diésel) y Benz (gasolina), basaron el automóvil actual. Entre 1832 y 1839 (el año exacto es incierto), el hombre de negocios escocés Robert Anderson, inventó el primer vehículo eléctrico puro. El profesor Sibrandus Stratingh de Groningen, en los Países Bajos, diseñó y construyó con la ayuda de su asistente Christopher Becker vehículos eléctricos a escala reducida en 1835. La mejora de la pila eléctrica, por parte de los franceses Gaston Planté en 1865 y Camille Faure en 1881, allanó el camino para los vehículos eléctricos. En la Exposición Mundial de 1867 en París, el inventor austríaco Franz Kravogl mostró un ciclo de dos ruedas con motor eléctrico. Francia y Gran Bretaña fueron las primeras naciones que apoyaron el desarrollo generalizado de vehículos eléctricos. En noviembre de 1881 el inventor francés Gustave Trouvé demostró un automóvil de tres ruedas en la Exposición Internacional de la Electricidad de París. Justo antes de 1900, antes de la preeminencia de los motores de combustión interna, los automóviles eléctricos realizaron registros de velocidad y distancia notables, entre los que destacan la ruptura de la barrera de los 100 km/h, de Camille Jenatzy el 29 de abril de 1899, que alcanzó una velocidad máxima de 105,88 km/h. Los automóviles eléctricos, producidos en los Estados Unidos por Anthony Electric, Baker, Detroit , Edison , Studebaker, y otros durante los principios del siglo XX tuvieron relativo éxito comercial. Debido a las limitaciones tecnológicas, la velocidad máxima de estos primeros vehículos eléctricos se limitaba a unos 32 km/h, por eso fueron vendidos como coche para la clase alta y con frecuencia se comercializan como vehículos adecuados para las mujeres debido a conducción limpia, tranquila y de fácil manejo, especialmente al no requerir el arranque manual con manivela que si necesitaban los automóviles de gasolina de la época La introducción del arranque eléctrico del Cadillac en 1913 simplificó la tarea de arrancar el motor de combustión interna, que antes de esta mejora resultaba difícil y a veces peligroso. Esta innovación, junto con el sistema de producción en cadenas de montaje de forma masiva y relativamente barata implantado por Ford desde 1908 contribuyó a la caída del vehículo eléctrico. Además las mejoras se sucedieron a mayor velocidad en los vehículos de combustión interna que en los vehículos eléctricos. A finales de 1930, la industria del automóvil eléctrico desapareció por completo, quedando relegada a algunas aplicaciones industriales muy concretas, como montacargas (introducidos en 1923 por Yale), toros elevadores de batería eléctrica, o más recientemente carros de golf eléctricos, con los primeros modelos de Lektra en 1954. A través de la historia se ha demostrado que el principal incoveniente que presenta el desarrollo del auto elèctrico es el extremadamente elevado peso de las baterías, recordemos que estas están construidas con plomo (el más pesado de los metales)lo que no permite, por ejemplo, construir autos todoterreno elèctricos,subir cuestas pronunciadas, o simplemente, levantarlos con un gato hidráulico para cambiar una rueda, sin embargo el adecuado uso de baterías de litio-íon permite en algunos modelos experimentales autonomías de incluso 500 km

Fuentes de energía
Es importante distinguir entre fuente de energía y vector energético. Las fuentes de energía son convertibles en formas de energía aprovechable y se encuentran de manera natural en el planeta, mientras que los vectores energéticos también son convertibles en energía aprovechable, en los que es menester invertir energía proveniente de una fuente energética para fabricarlos, para posteriormente recuperarla a voluntad. Las fuentes de energía las hay de cuatro clases: Como productos de la descomposición de los compuestos orgánicos al quemarlos, se obtiene dióxido de carbono en combustión completa; o monóxido de carbono si es incompleta, además de óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros. Los cuales pueden alcanzar dosis letales en la atmósfera. Estas fuentes de energía están ordenadas de menos a más contaminantes durante el proceso de obtención de energía, pero hay que puntualizar que absolutamente todas las fuentes producen alguna contaminación, algunas solo en la fabricación del mecanismo de obtención de la energía, y otras durante todo el proceso de obtención, de modo que un vehículo eléctrico será más o menos contaminante en función de cual de estas haya sido su fuente última de energía. En el caso de vehículos que utilizan un vector energético, como es por ejemplo el hidrógeno, su grado de contaminación dependerá de cómo se haya obtenido ese hidrógeno, porque en estado natural sólo se encuentra combinado con otros elementos, y para aislarlo hay que invertir mucha energía. Los métodos actuales de producción son la hidrólisis del agua, mediante electricidad, el refinado del gas natural para aislar el hidrógeno, proceso que libera el CO2 del gas. Además, algunas compañías investigan otros métodos para obtener el hidrógeno, como la fotosíntesis de algas especiales que lo liberan del agua o a través de placas solares, como investiga el fabricante de automóviles japonés Honda, la única firma que ha obtenido la homologación para empezar a comercializar su vehículo eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, el FCX Clarity, en Japón y Estados Unidos en 2008. Son estaciones de servicio donde los autos o coches eléctricos donde pueden cambiar las baterías y el conductor no tiene ni siquiera que bajarse del vehículo, todo este proceso en menos de dos minutos. Las Electrineras pretenden completar las necesidades de abastecimiento de los coches eléctricos para distancias largas. Aunque se evoluciona a marchas forzadas por una gran presión especulativa con tal de ganar la carrera de abarcar primero el mercado de automóviles eléctricos a gran escala, la autonomía de las baterías comerciales apenas llega a los 100 kilómetros
 * Las fuentes gratuitas de energía (energía renovable) son aquéllas en las cuales la fuerza de conversión de energía proviene del entorno. Esta fuente incluye la energía solar, eólica, hidráulica, geotérmica, mareomotriz, gradiente térmico y energía azul, generalmente no contaminan.
 * Las fuentes de energía renovable contaminante son aquellas que liberan agentes tóxicos durante el proceso de obtención de energía, pero son agentes que habían sido absorbidos del entorno por las plantas y animales de los que se obtiene la energía, por lo que al final no se han añadido sustancias tóxicas al entorno. Ejemplos de esta fuente son el aceite vegetal, el metano de la composta, las heces de los animales, la leña o el carbón de madera.
 * Las fuentes de energía atómica se basan en el principio de convertir materia en energía, proveniente de la transformación del núcleo atómico; mediante la fisión o la fusión atómicas. Pueden producirse residuos peligrosos, y enormes cantidades de energía, por lo que se requiere de un mayor conocimiento científico para su manejo apropiado.
 * Las fuentes de energía fósil de combustión, extraídas de yacimientos naturales finitos acumulados durante largo tiempo, es una forma de energía química, producto de millones de años de la vida terrestre, como son el petróleo, el gas natural y el carbón mineral, hasta ahora la energía se ha obtenido por pirólisis,

Consumo
Los vehículos eléctricos destacan por su alto rendimiento en la transformación de la energía eléctrica de la batería en la energía mecánica con la que se moverá el vehículo (60-85%), frente al rendimiento de la transformación de la energía del depósito de gasolina en la energía mecánica que mueve un vehículo de gasolina (15-20%). El presente y futuro de las baterías del vehículo eléctrico parece pasar por la batería de ión de litio, que cada vez se fabrica con mayor densidad de carga y longevidad permitiendo mover motores más potentes, aunque por ahora la autonomía media de un utilitario eléctrico se encuentra en torno a los 150 km. No obstante, deportivos eléctricos más caros han conseguido aumentar esa autonomía hasta los 483 km, como el modelo de 70 kWh del Tesla Roadster. Con el objetivo de saber el consumo que supone el vehículo eléctrico cada 100 km, en la siguiente tabla figuran los principales vehículos eléctricos salidos y por salir en un corto plazo de tiempo y el consumo de kWh de la batería por cada 100 km de cada uno de ellos y de la media. kWhB/100km que consumen los principales vehículos eléctricos||~ Modelo ||~ Autonomía (kWh) ||~ Autonomía (km) ||~ kWhBatería/100km || Entendemos con esto, que el consumo medio cada 100km de un vehículo eléctrico actualmente es de 13,78 kWh. Sin embargo, sólo es el consumo de los kWh que contiene la batería. Como el proceso de carga de la batería o el transporte y distribución de la electricidad tienen pérdidas causadas por no tener un rendimiento perfecto, la cantidad de kWh que necesitan extraerse de una toma de corriente o que se fabrican en la central eléctrica son algo superiores. Para obtenerlos debemos atender a la siguiente tabla de rendimiento del paso de la electricidad por cada elemento del sistema que va desde la enegría del medio hasta la energía mecánica que mueve el vehículo.
 * ~ Reva L-ion || 11 || 120 || 9,17 ||
 * ~ Think City || 25 || 200 || 12,50 ||
 * ~ Mitsubishi i-Miev || 16 || 130 || 12,31 ||
 * ~ Citröen C-Zero || 16 || 130 || 12,31 ||
 * ~ Renault Fluence ZE || 22 || 160 || 13,75 ||
 * ~ Nissan Leaf || 24 || 160 || 15,00 ||
 * ~ Tesla Roadster 42 || 42 || 257 || 16,34 ||
 * ~ Tesla Roadster 70 || 70 || 483 || 14,49 ||
 * ~ MEDIA || 28,25 || 205 || 13,78 ||

Rendimiento/Eficiencia del Vehículo Eléctrico en España Cabe apuntar que ηg hace referencia al rendimiento medio de la Red Eléctrica Española, que ha sido corregida siguiendo datos extraídos la propia web, ya que recientemente se ha situado sobre la media europea, que está entorno al 38%. Con esto podemos calcular la energía real que debe pasar por cada elemento del sistema para que lleguen esos 13,78 kWh a la batería de un coche eléctrico cada 100km. Consumo Coche eléctrico por cada 100km en cada parte del Sistema||~ kWhEMec/100km ||~ kWhB/100km ||~ kWhE/100km ||~ kWhC/100km ||~ kWhM/100km || Así, de esos 13,78 kWh consumidos de la batería de un coche eléctrico cada 100 km: se transforman en energía mecánica para desplazar el vehículo 9,73 kWh, será necesario extraer de una toma de corriente 14,38 kWh, será necesario producir en una central eléctrica 15,35 kWh y será necesario extraer del medio 31,66 kWh. Por los motivos antes apuntados (diferente ηg respecto de Europa) el dato de los 31,66 kWh es solo válido para España, mientras que como media Europea sería algo superior, en torno a 40 kWh. Debido a que se necesita extraerer de la toma de corriente 14,38 kWh para recorrer 100km en un vehículo eléctrico, éste será el número de kWh que aparecerá en la factura por cada 100km recorridos. Y, estando en España el costo por kWh para pequeños consumidores en aproximadamente 0,115 €. El costo que supone proporcionar la energía necesaria a un vehículo eléctrico en España es de unos 1,65€/100km. Este dato es uno de los puntos fuertes de los vehículos eléctricos a baterías. Comparándolo con el consumo de un vehículo equipado con un motor de combustión interna, es verdaderamente ventajoso. Por ejemplo: un pequeño utilitario con un motor diesel (Renault Clío dci), combinando recorrido urbano y extra-urbano consume 4,7 L/100 km. Lo cual, con el coste actual del gasóleo (unos 1,15 €/L ), supone 5,4 €/100 km. Incluso es un gasto por kilómetro muy pequeño comparándolo con un vehículo híbrido. El Toyota Prius tiene un consumo medio homologado en circuito combinado de 3,9 L/100km, sólo un poco inferior al del utilitario convencional. En euros supondría un coste de 4,5 €/100km.
 * ~ Sistema ||~ Notación ||~ Rend. (%) ||
 * ~ Central (Ponderación) || ηg || 48,47 ||
 * ~ Transporte y Distrib. || ηt || 93,70 ||
 * ~ Convertidor Eléctrico || ηc || 97,00 ||
 * ~ Batería || ηb || 98,80 ||
 * ~ Rend. Enchufe-Batería || ηc·ηb || 95,84 ||
 * ~ Rend. Central-Batería || ηt·ηc·ηb || 89,80 ||
 * ~ Sist. Mec. Vehículo || ηmec || 80,00 ||
 * ~ Motor y Sist. Eléc. || ηm || 88,30 ||
 * ~ Rend. Batería-EMec || ηmec·ηm || 70,64 ||
 * ~ Rend. Central-EMec || ηt·ηc·ηb·ηmec·ηm || 63,43 ||
 * ~ TOTAL (Medio-EMec) || η = ηg·ηt·ηc·ηb·ηmec·ηm || 30,75 ||
 * ~ Son los kWh que cada 100km se transforman en //**energía mecánica**// aprovechable, a partir de los 13,78 kWh de la batería ||~ Son los kWh que cada 100km se consumen de la //**batería**// ||~ Son los kWh que cada 100km es necesario extraer del //**enchufe**// de carga para proporcionar los 13,78 kWh a la batería. Son los kWh que pagamos cada 100km ||~ Son los kWh que cada 100km se han producido en la //**central**// para proporcionar los 13,78 kWh a la batería. Son los kWh empleados para los cálculos de contaminación de kgCO2/kWh de las centrales ||~ Son los kWh que cada 100km es necesario extraer del //**medio**// para proporcionar los 13,78 kWh a la batería ||
 * ~ 9,73 || 13,78 || 14,38 || 15,35 || 31,66 ||

Contaminación
La contaminación de todo vehículo (eléctrico o no) debe contabilizarse sumando las emisiones directas, que son las emisiones que produce el propio motor del vehículo, y las emisiones indirectas, que son las emisiones producidas en sistemas externos al vehículo pero fundamentales para éste por proporcionarle la energía necesaria para funcionar. Aunque un vehículo eléctrico no produce emisiones contaminantes durante su funcionamiento, la generación de energía eléctrica necesaria para mover el vehículo eléctrico da lugar a emisiones contaminantes y al consumo de recursos no renovables en mayor o menor medida, dependiendo de cómo se haya generado esa energía eléctrica, como queda visto arriba. Un caso particular es el de los vehículos que utilizan electricidad renovable como fuente de energía primaria (este es el caso de los vehículos recargados por electricidad solar, también conocidos como //solar-charged vehicle //). Asimismo, durante la generación, el transporte y la transformación de energía eléctrica se pierde parte de la energía, por lo que la energía útil es inferior a la energía primaria, como se ha visto antes. Lo mismo sucede con el petróleo, que además de los gastos de transporte debidos a la diferencia geográfica de los lugares de producción y de consumo, es necesario transformar en refinerías en los diferentes productos derivados del petróleo, incluyendo los carburantes. En la siguiente tabla se muestra la cantidad de kWh que produce cada tipo de central de la Red Eléctrica Española, su relevancia, los kg de CO2 que se emiten por cada kWh producido en cada tipo de central y los kg de CO2 que es necesario emitir en la central para que un vehículo eléctrico recorra 100km, de acuerdo con que (como figura en tablas anteriores ) para que un vehículo eléctrico recorra 100 km es necesario producir 15,35 kWh en la central eléctrica.

Balance eléctrico y emisiones de España 2010 (hasta el 20 de Abril)||~ Centrales REE ||~ Energía (MWh) ||~ Energía (%) ||~ kgCO2/kWh ||~ kgCO2/100km ||
 * ~ Hidráulica || 17.360.755 || 19,93 || 0,000 || 0,000 ||
 * ~ Nuclear || 18.055.812 || 20,72 || 0,000 || 0,000 ||
 * ~ Carbón || 4.551.776 || 5,22 || 0,950 || 0,762 ||
 * ~ Fuel + Gas || 414.844 || 0,48 || 0,700 || 0,051 ||
 * ~ Ciclo Combinado || 17.158.538 || 19,69 || 0,370 || 1,118 ||
 * ~ Eólica || 15.316.833 || 17,58 || 0,000 || 0,000 ||
 * ~ Resto Régimen Especial || 14.271.036 || 16,38 || 0,270 || 0,679 ||
 * ~ TOTAL || 87.129.594 || 100,00 || 0,170 || 2,610 ||

Con ello, siendo las emisiones de la red eléctrica de España en 2010 (del 1 de Enero al 20 de Abril) de 0,17 kgCO2/kWh, un vehículo eléctrico tendrá unas emisiones indirectas (y totales) de 2,61 kgCO2/100km. Por otro lado, en Europa se estima que la media de emisiones de la red eléctrica es actualmente (2009) de unos 0,43 kgCO2/kWh lo que conlleva unas emisiones del vehículo eléctrico en Europa de unos 6,6 kgCO2/100km. No obstante, se calcula que desde ahora estas cifras desciendan gradualmente, de forma que en 2030 las emisiones medias de la red eléctrica en Europa sean de 0,13 kgCO2/kWh (frente a los 0,43 actuales), lo que, unido al mayor rendimiento de los motores en esa época (unos 11 kWhC/100km en 2030 ), conseguirá que en 2030 las emisiones medias europeas del vehículo eléctrico sean de unos 1,43 kgCO2/100km (frente a los 6,6 actuales). Cabe apuntar que las emisiones de CO2/kWh de la Red Eléctrica Española están teniendo un rápido y repentino descenso desde 2007, año en el que se emitieron 0,368 kgCO2/kWh, que comparado con los 0,170 kgCO2/kWh de 2010, supone una reducción del 53,8% de las emisiones por kWh en solo 3 años. En 2007 un vehículo eléctrico en España habría emitido 5,64 kgCO2/100km, frente a los 2,61 de 2010. Este rápido descenso en las emisiones de CO2/kWh en España se debe principalmente al desuso de las centrales de carbón (las más contaminantes), que de 1995 al 2007 han pasado de suponer el 41,6% a suponer solo el 25,6% de la producción total de energía eléctrica, para luego reducir drásticamente este porcentaje desde entonces hasta el 2010, quedando en su relevancia actualmente (2010) en el 5,2%. Las centrales nucleares mantienen una relevancia constante en torno al 20%, las eólicas mantienen un ascenso casi lineal y las de ciclo combinado modifican su producción según abunde o escasee la energía procedente de las centrales hidráulicas (cuya producción depende de factores climáticos no controlables). Conviene comparar las cifras anteriores de contaminación del vehículo eléctrico con las del vehículo de motor de gasolina para hacernos una idea de la relación entre unos y otros en términos de emisiones. Tal y como se ha calculado con el vehículo eléctrico (solo que éste no tiene emisiones directas, sólo indirectas), las emisiones que se exponen a continuación son las emisiones totales del vehículo de motor de combustión, es decir, las directas (las que proporciona el fabricante) más las indirectas (que son aproximadamente una adición de un 15%, debido a emisiones en el refinamiento del petróleo, trasnporte, etc ). Así, las emisiones totales de un utilitario pequeño de motor diesel (Renault Clio dci) son de 13,8 kgCO2/100km (12 de emisiones directas),las de las nuevas matriculaciones en España en 2009 son de unos 16,0 kgCO2/100km (13,9 de emisiones directas) y las emisiones del parque automovilístico medio actual (2009) de Europa son de unos 18,4 kgCO2/100km (16,0 de emisiones directas).

Integración en la red eléctrica
La recarga masiva de vehículos eléctricos generará una demanda importante sobre el sistema eléctrico. Para que el balance ambiental de la introducción del vehículo eléctrico sea beneficioso, se requiere un cierto grado de flexibilidad en los modos de recarga, así como una gestión inteligente de las cargas en función de la disponibilidad de generación renovable. Un paso más allá sería la utilización de las baterías de los vehículos eléctricos como medio de almacenamiento remoto que pueda inyectar energía a la red cuando fuese necesario y el grado de carga y plan de utilización del vehículo lo permitieran.