Estaciones de servicio, carreteras , baterías, estaciones de carga, vehículo eléctrico, almacenamiento móvil, energía de respaldo
Colombia se encuentra en un momento crucial en su transición hacia la movilidad eléctrica y sostenible, fijándose una meta de 600.000 vehículos eléctricos en sus carreteras al 2030 (BYDColombia, 2022). Sin embargo, se avecina un desafío apremiante debido a la insuficiente infraestructura de carga, m...
- Autores:
-
Clavijo Cáceres, Juan Pablo
Baquero Mojica, Gina Catalina
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Pontificia Universidad Javeriana
- Repositorio:
- Repositorio Universidad Javeriana
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.javeriana.edu.co:10554/67476
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10554/67476
- Palabra clave:
- Estaciones de servicio
Carreteras
Baterías
Estaciones de carga
Vehículo eléctrico
Almacenamiento móvil
Energía de respaldo
Gas stations
Highways
Batteries
Charging stations
Electric vehicle
Mobile storage
Backup power
Ingeniería mecánica - Tesis y disertaciones académicas
Baterías recargables
Vehículos eléctricos
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Colombia se encuentra en un momento crucial en su transición hacia la movilidad eléctrica y sostenible, fijándose una meta de 600.000 vehículos eléctricos en sus carreteras al 2030 (BYDColombia, 2022). Sin embargo, se avecina un desafío apremiante debido a la insuficiente infraestructura de carga, marcada por 191 estaciones de carga de vehículos eléctricos en las principales ciudades. La tarea imperativa reside en Garantizar un acceso generalizado a una extensa red de puntos de carga en todo el país para facilitar un cambio exitoso hacia una sistema de transporte más eficiente. En este contexto, el proyecto se centra en crear una tecnología para impulsar la movilidad eléctrica en Colombia. Para lograrlo, se propone el diseño de una estación de carga móvil, que permita una rápida instalación en puntos estratégicos. Áreas donde se necesita carga. En Colombia, la adopción popular de los automóviles con motor de combustión se basó inicialmente en el despliegue masivo de carga y vehículos (Portafolio, Portafolio, 2019). A partir de esta experiencia, el objetivo es reflejar una Proceso comparable para adoptar la tecnología de vehículos eléctricos, con especial atención a la carga y el transporte interurbanos. Esta solución se presenta como una estructura modular prefabricada, fácilmente transportable y que se puede colocar en GAS convencional. estaciones de servicio, lo que nos permite evaluar el éxito de una ubicación sin necesidad de realizar una inversión inicial en instalaciones fijas. infraestructura. Este enfoque nos permite confirmar primero la demanda, que es el factor clave para que exista la oferta. Al evitar el gastos iniciales de una instalación fija que se podrían estimar en 353 millones de COP, podemos verificar la viabilidad y aceptación de una ubicación antes de comprometerse con una infraestructura permanente. De esta manera, aseguramos una demanda suficiente antes de expandirnos y hacer grandes inversiones, implementar un módulo que cuesta 261 millones de pesos y se puede colocar donde se necesite y movido si es necesario. Inicialmente se analizaron las necesidades de carga de vehículos eléctricos en las carreteras colombianas. Esto incluido evaluar la infraestructura de recarga existente e identificar áreas geográficas con deficiencias en este sentido. Residencia en En esta evaluación inicial se desarrolló el diseño conceptual de la solución de carga móvil, centrándose en la facilidad de transporte y Adaptabilidad a diferentes condiciones de la carretera. A continuación se realiza la selección de todos los componentes clave para la estación de carga móvil. se basó en un análisis técnico detallado y consideraciones económicas para garantizar que la solución cumpliera con los requisitos de rendimiento y era económicamente viable (adaptación al mercado). Se crearon modelos geométricos 3D detallados para visualizar la estructura de la estación. (con una deformación máxima de 70 um), la temperatura óptima para las baterías (con un máximo de 36°C) y la potencia suministrada a los vehículos de 80 kW repartidos en dos mangueras de carga. Además, se generaron diagramas 2D para determinar la Ubicación óptima dentro de una estación de servicio de GAS convencional. Una vez completado el diseño conceptual y el modelado, Se realizaron simulaciones físicas utilizando SolidWorks y Simulink para verificar el rendimiento del móvil diseñado. solución de carga. Durante la etapa de evaluación de factibilidad técnico-económica, un análisis integral de costos conformó el base para la toma de decisiones informadas sobre la adquisición de los componentes necesarios. Esto facilitó una gestión inteligente y flexible. inversiones en activos de estaciones de carga. La instalación y puesta en funcionamiento de la estación dentro de las estaciones de servicio existentes se ha optimizado para tardar menos de seis meses. Esta eficiencia en la implementación permite dar una rápida respuesta a la creciente demanda de recarga de vehículos eléctricos y considerar flujos de tráfico generalizados para las principales rutas interurbanas cubiertas por camiones y autobuses eléctricos. Además, el La estación de carga ha sido diseñada para proporcionar un mínimo de dos servicios de carga por surtidor eléctrico. Este enfoque en la carga La capacidad garantiza que varios vehículos puedan recargarse simultáneamente, esencial para satisfacer las necesidades de una creciente electricidad. flota de vehiculos. El diseño de la estación se ha estandarizado para su integración en las gasolineras de servicio existentes reduciendo costes asociados con la construcción de nuevas instalaciones. El diseño debe cumplir con regulaciones y estándares específicos, tanto a nivel nacional e internacionalmente. Estas normas incluyen la Norma Técnica Colombiana (NTC) 2050 y la IEC 61851-1. norma que establece requisitos técnicos y de seguridad para la carga de vehículos eléctricos. Además, se debe tener en cuenta dado al Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) y al Reglamento Técnico de Etiquetado (RETIQ), que define la normativa para productos relacionados con la energía y garantiza la legalidad y seguridad del proyecto en el país colombiano. contexto. El cumplimiento de estas normas es esencial para garantizar la conformidad legal y operativa de los sistemas eléctricos. estaciones de carga. Esta solución ofrece la capacidad de evaluar la demanda de carga en ubicaciones específicas sin necesidad inmediata. inversiones en instalaciones fijas, que permitan una toma de decisiones más eficiente |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/De acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Garcia Sierra, RodolfoBayona Roa, Camilo AndresClavijo Cáceres, Juan PabloBaquero Mojica, Gina CatalinaGonzález Hidalgo, Clara TatianaLopez Galiano, Ivan Camilo2024-05-27T20:06:41Z2024-05-27T20:06:41Z2023-10-13http://hdl.handle.net/10554/67476instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.coColombia se encuentra en un momento crucial en su transición hacia la movilidad eléctrica y sostenible, fijándose una meta de 600.000 vehículos eléctricos en sus carreteras al 2030 (BYDColombia, 2022). Sin embargo, se avecina un desafío apremiante debido a la insuficiente infraestructura de carga, marcada por 191 estaciones de carga de vehículos eléctricos en las principales ciudades. La tarea imperativa reside en Garantizar un acceso generalizado a una extensa red de puntos de carga en todo el país para facilitar un cambio exitoso hacia una sistema de transporte más eficiente. En este contexto, el proyecto se centra en crear una tecnología para impulsar la movilidad eléctrica en Colombia. Para lograrlo, se propone el diseño de una estación de carga móvil, que permita una rápida instalación en puntos estratégicos. Áreas donde se necesita carga. En Colombia, la adopción popular de los automóviles con motor de combustión se basó inicialmente en el despliegue masivo de carga y vehículos (Portafolio, Portafolio, 2019). A partir de esta experiencia, el objetivo es reflejar una Proceso comparable para adoptar la tecnología de vehículos eléctricos, con especial atención a la carga y el transporte interurbanos. Esta solución se presenta como una estructura modular prefabricada, fácilmente transportable y que se puede colocar en GAS convencional. estaciones de servicio, lo que nos permite evaluar el éxito de una ubicación sin necesidad de realizar una inversión inicial en instalaciones fijas. infraestructura. Este enfoque nos permite confirmar primero la demanda, que es el factor clave para que exista la oferta. Al evitar el gastos iniciales de una instalación fija que se podrían estimar en 353 millones de COP, podemos verificar la viabilidad y aceptación de una ubicación antes de comprometerse con una infraestructura permanente. De esta manera, aseguramos una demanda suficiente antes de expandirnos y hacer grandes inversiones, implementar un módulo que cuesta 261 millones de pesos y se puede colocar donde se necesite y movido si es necesario. Inicialmente se analizaron las necesidades de carga de vehículos eléctricos en las carreteras colombianas. Esto incluido evaluar la infraestructura de recarga existente e identificar áreas geográficas con deficiencias en este sentido. Residencia en En esta evaluación inicial se desarrolló el diseño conceptual de la solución de carga móvil, centrándose en la facilidad de transporte y Adaptabilidad a diferentes condiciones de la carretera. A continuación se realiza la selección de todos los componentes clave para la estación de carga móvil. se basó en un análisis técnico detallado y consideraciones económicas para garantizar que la solución cumpliera con los requisitos de rendimiento y era económicamente viable (adaptación al mercado). Se crearon modelos geométricos 3D detallados para visualizar la estructura de la estación. (con una deformación máxima de 70 um), la temperatura óptima para las baterías (con un máximo de 36°C) y la potencia suministrada a los vehículos de 80 kW repartidos en dos mangueras de carga. Además, se generaron diagramas 2D para determinar la Ubicación óptima dentro de una estación de servicio de GAS convencional. Una vez completado el diseño conceptual y el modelado, Se realizaron simulaciones físicas utilizando SolidWorks y Simulink para verificar el rendimiento del móvil diseñado. solución de carga. Durante la etapa de evaluación de factibilidad técnico-económica, un análisis integral de costos conformó el base para la toma de decisiones informadas sobre la adquisición de los componentes necesarios. Esto facilitó una gestión inteligente y flexible. inversiones en activos de estaciones de carga. La instalación y puesta en funcionamiento de la estación dentro de las estaciones de servicio existentes se ha optimizado para tardar menos de seis meses. Esta eficiencia en la implementación permite dar una rápida respuesta a la creciente demanda de recarga de vehículos eléctricos y considerar flujos de tráfico generalizados para las principales rutas interurbanas cubiertas por camiones y autobuses eléctricos. Además, el La estación de carga ha sido diseñada para proporcionar un mínimo de dos servicios de carga por surtidor eléctrico. Este enfoque en la carga La capacidad garantiza que varios vehículos puedan recargarse simultáneamente, esencial para satisfacer las necesidades de una creciente electricidad. flota de vehiculos. El diseño de la estación se ha estandarizado para su integración en las gasolineras de servicio existentes reduciendo costes asociados con la construcción de nuevas instalaciones. El diseño debe cumplir con regulaciones y estándares específicos, tanto a nivel nacional e internacionalmente. Estas normas incluyen la Norma Técnica Colombiana (NTC) 2050 y la IEC 61851-1. norma que establece requisitos técnicos y de seguridad para la carga de vehículos eléctricos. Además, se debe tener en cuenta dado al Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE) y al Reglamento Técnico de Etiquetado (RETIQ), que define la normativa para productos relacionados con la energía y garantiza la legalidad y seguridad del proyecto en el país colombiano. contexto. El cumplimiento de estas normas es esencial para garantizar la conformidad legal y operativa de los sistemas eléctricos. estaciones de carga. Esta solución ofrece la capacidad de evaluar la demanda de carga en ubicaciones específicas sin necesidad inmediata. inversiones en instalaciones fijas, que permitan una toma de decisiones más eficienteColombia stands at a pivotal moment in its transition toward electric and sustainable mobility, setting a target of 600,000 electric vehicles on its roads by 2030 (BYDColombia, 2022). However, a pressing challenge looms due to the insufficient charging infrastructure, marked by 191 electric vehicle charging stations in major cities. The imperative task lies in guaranteeing widespread access to an ample network of charging points nationwide to facilitate a successful shift toward a more efficient transportation system. In this context, the project focuses on creating a technology to drive electric mobility in Colombia. To achieve this, a design for a mobile charging station is proposed, enabling rapid installation in strategic areas where charging is needed. In Colombia, the widespread adoption of combustion engine cars initially relied on the mass deployment of cargo and vehicles (Portafolio, Portafolio, 2019). Drawing from this experience, the aim is to mirror a comparable process for embracing electric vehicle technology, with a particular focus on intercity cargo and transportation. This solution is presented as a prefabricated, easily transportable modular structure that can be placed in conventional GAS service stations, allowing us to assess the success of a location without the need for upfront investment in fixed infrastructure. This approach allows us first to confirm demand, which is the key factor for supply to exist. By avoiding the initial expenses of a fixed installation that could be estimated at 353 million COP, we can verify the viability and acceptance of a location before committing to permanent infrastructure. In this way, we ensure sufficient demand before expanding and making large-scale investments, implementing a module that costs 261 million COP and can be placed where is needed and moved if necessary. Initially, the electric vehicle charging needs on Colombian roads were analyzed. This included evaluating the existing charging infrastructure and identifying geographic areas with deficiencies in this regard. Based on this initial assessment, the conceptual design of the mobile charging solution was developed, focusing on transport ease and adaptability to different road conditions. Subsequently, the selection of all key components for the mobile charging station was based on detailed technical analysis and economic considerations to ensure the solution met performance requirements and was economically viable (market fit). Detailed 3D geometrical models were created to visualize the station's structure (with a maximum deformation of 70 um), the optimal temperature for the batteries (with a maximum of 36°C), and power supplied to the vehicles of 80 kW divided into two charging hoses. Also, 2D diagrams were generated to determine the optimal location within a conventional GAS service station. Once the conceptual design and modeling were completed, physical simulations were performed using SolidWorks and Simulink to verify the performance of the designed mobile charging solution. During the technical-economic feasibility evaluation stage, a comprehensive cost analysis formed the basis for informed decision-making on acquiring the necessary components. This facilitated intelligent and flexible investments in charging station assets. The setup and operationalization of the station within existing service stations have been optimized to take less than six months. This efficiency in implementation allows for a rapid response to the growing demand for electric vehicle charging and considering widespread traffic flows for main intercities routes covered by electric trucks and buses. Furthermore, the charging station has been designed to provide a minimum of two charging services per electric pump. This focus on charging capacity ensures that multiple vehicles can recharge simultaneously, essential for meeting the needs of a growing electric vehicle fleet. The station's design has been standardized for integration into existing service gas stations reducing costs associated with constructing new facilities. The design must adhere to specific regulations and standards, both nationally and internationally. These regulations include the Colombian Technical Standard (NTC) 2050 and the IEC 61851-1 standard, establishing technical and safety requirements for electric vehicle charging. Additionally, consideration must be given to the Technical Regulation for Electrical Installations (RETIE) and the Technical Regulation for Labeling (RETIQ), which define regulations for energy-related products and ensure the legality and safety of the project in the Colombian context. Compliance with these standards is essential to guarantee the legal and operational conformity of the electric charging stations. This solution offers the ability to assess charging demand at specific locations without immediate investments in fixed installations, enabling more efficient decision-making based on actual demand. Its flexibility and scalability cater to evolving market needs, ensuring convenient access to electric vehicle charging. This strategy bypasses significant initial costs, promotes adaptability to increasing market demands, and supports sustainability by encouraging the adoption of electric vehicles and reducing carbon emissions. The outcomes from deploying this mobile charging station design are in line with Colombia's objective to expedite the shift towards electric mobility.Ingeniero(a) Mecánico(a)PregradoPDFapplication/pdfspaPontificia Universidad JaverianaIngeniería MecánicaFacultad de IngenieríaEstaciones de servicioCarreterasBateríasEstaciones de cargaVehículo eléctricoAlmacenamiento móvilEnergía de respaldoGas stationsHighwaysBatteriesCharging stationsElectric vehicleMobile storageBackup powerIngeniería mecánica - Tesis y disertaciones académicasBaterías recargablesVehículos eléctricosEstaciones de servicio, carreteras , baterías, estaciones de carga, vehículo eléctrico, almacenamiento móvil, energía de respaldoGas stations, highways, batteries, charging stations, electric vehicle, mobile storage, backup powerTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisORIGINALattachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdfattachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdfDocumentoapplication/pdf1984872http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/67476/1/attachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdfb6ff6f02573763d9931b9213fa3b215bMD51open accessTHUMBNAILattachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdf.jpgattachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8815http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/67476/2/attachment_4_231013-Baquero-Clavijo.pdf.jpg383812e54f959cf5a0e016c3f89dde20MD52open access10554/67476oai:repository.javeriana.edu.co:10554/674762024-05-28 03:09:26.83Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepositorio@javeriana.edu.co |