Análisis sobre la implantación del sistema de recuperación de energía KERS, en un vehículo convencional mediante simulación

Abstract

Los sistemas de recuperación de energía se introdujeron por primera vez en la temporada del 2009 en la Fórmula 1. Su descubrimiento comenzó con el KERS (Kinetic Energy Recovery System), dispositivo que permitía aprovechar la energía disipada en la frenada para posteriormente proporcionar una potencia extra al monoplaza. El transporte es uno de los sectores que mayor dependencia en el petróleo y sus derivados. Los consumos y los costes de las energías de recursos limitados como el petróleo, se han incrementado a lo largo del tiempo y suponen un verdadero problema en el consumo energético del mundo occidental. España padece una alta dependencia de los países productores de hidrocarburos, ya que la inmensa mayoría de los mismos han de ser importados. Los cambios en los precios internacionales, afectan directamente a la economía de los españoles ya que el consumo energético en el transporte representa en torno al 40% del total de la energía consumida. A la subida del petróleo y sus derivados, se une la demanda de vehículos más económicos en cuanto al consumo por parte de la población, que además desea un producto cada vez más respetuoso con el medio ambiente. Además no hay que olvidar la necesidad de cumplir con las normativas regulatorias de emisiones cada vez más exigentes. Ante esta situación, se idearon los conocidos sistemas de recuperación de energía, entre ellos el KERS, el cual se estudiará en este proyecto. Para ello, se ha realizado un análisis técnico de cómo afecta la adición de este sistema a un vehículo convencional y analizar el impacto que éste tiene sobre el consumo y emisiones de C02. Para la evaluación de estos objetivos, se ha elaborado un simulador mediante la interfaz de Matlab, conocida como Simulink. Mediante esta herramienta capaz de simular con la mayor precisión posible el impacto del sistema de recuperación de energía (KERS), se reproduce el comportamiento del vehículo siguiendo el ciclo NEDC y analiza los resultados obtenidos.

The Energy Recovery Systems were first introduced in the 2009 season in Formula 1. The mother of this discovery was the KERS (Kinetic Energy Recovery System), device that allowed to store the energy dissipated in the brakes to provide extra power to the vehicle. Transport is one of the sectors with the highest dependence on oil and its derivatives. The consumption and energy costs of limited resources such as oil, have increased over time and have become a real problem on the energy consumption in Western countries. Spain suffers a heavy dependence on oil productor countries since the vast majority of it needs to be imported. Changes in international prices affect directly to the spanish economy as the energy consumption in transport accounts for 40% of the total energy consumed. The rise of the price of oil and its derivatives has made the demand for more efficient vehicles increase. Furthermore, people look for environmentally friendly products and we should not forget the need to comply with the regulatory standars of emissions, which have become more restrictive over the last years. In this context, the Recovery Energy Systems were developed, including the KERS, device that will be studied in this project. In order to study this device, a technical analysis has been made to see how the addition of this system affects to a conventional vehicle. A study of the impact of consumption and emission of C02 of the vehicles has been made. For the evaluation of these objectives, a simulator has been developed using a Matlab interface, known as Simulink. This tool can simulate as accurately as possible the impact of the Kinetic Energy Recovery System (KERS) by analysing the behaviour of the vehicle following the NEDC cycle.