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

• Almazo Pérez, Diego Moisés ^[1] ; Romero Vázquez, Ingrid Carolina ^[1] ; Cornejo Monroy, Delfino ^[1] ; Ochoa Ortiz, Carlos Alberto ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

     Universidad Autónoma de Ciudad Juárez

     México

     
• Localización: Revista de Ciencias Tecnológicas, ISSN 2594-1925, Vol. 8, Nº. 3, 2025 (Ejemplar dedicado a: July-September (Continuous Flow Publication)), págs. 1-18
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Design and evaluation of a photovoltaic charging station for electric Motorcycles in Ciudad Juárez, Chihuahua
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• Resumen
  • español

    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.

  • English

    This research work aims to design a photovoltaic charging station for electric motorcycles in Ciudad Juárez, Chihuahua, capable of withstanding the wind loads typical of the region. The project arises in response to the growing demand for electric transportation and the area's high solar potential, highlighting the need for infrastructure that facilitates the transition to renewable energy. The justification for the project lies in the lack of photovoltaic charging stations for motorcycles in the city, despite the existence of conventional charging stations for electric vehicles. The project seeks to take advantage of favorable climatic conditions for solar energy, improving energy self-sufficiency and reducing residential charging costs, thereby contributing to the fight against global warming. The work focuses on selecting suitable materials for the structure, analyzing the optimal tilt angle for solar panels, and adapting the design to maximize energy efficiency. It was determined that 6 solar panels are required to ensure efficient charging times and maximum utilization of available solar energy. The software SolidWorks was used to design two proposals for solar charging stations, considering material selection, dimension calculations, and the choice of columns suitable for local conditions. For structural analysis, simulation tools such as ANSYS and Abaqus were employed to calculate wind loads, support reactions, and deflections. Two materials were evaluated for the columns and beams: stainless steel 304 and aluminum alloy AL6005-T5. Both materials meet the strength and safety requirements, although stainless steel showed greater stiffness and resistance to deformation. The final design proposes a robust metal structure with solar panels strategically placed to optimize energy capture. Stress and deformation simulations demonstrated that the structure can withstand the region's loads and climatic conditions, ensuring its functionality and durability.