Adaptación automática por grado: el selector cambia instrucciones, ejemplos, ayudas y retos matemáticos obligatorios. El modelo experimental conserva sus reglas físicas/didácticas. Los retos usan datos del diseño; las respuestas de cada grado se guardan por separado. Cambiar de grado conserva el trabajo, pero puede añadir tareas pendientes. La bitácora incluye su evidencia. El docente sigue evaluando argumentos y colaboración.
Fuente: lección 5 «Energía renovable», noveno–duodécimo, Manual STEM del DEPR, julio 2026, pp. 242–245. Conserva investigar, diseñar, construir un prototipo digital, estimar producción, probar y justificar una solución. Las curvas horarias, capacidades, precios y restricciones son una ampliación matemática para esta simulación.
Equipo y tiempo: 3–4 estudiantes, un dispositivo; roles de analista, diseñador, verificador y portavoz. Con tres, el verificador presenta. Aproximadamente 15 minutos de investigación, 20 de pruebas y 15 de comparación y defensa.
Objetivo: modelar generación, consumo y almacenamiento con datos horarios, distinguir potencia y energía, comparar diseños con restricciones y argumentar una decisión. No se atribuye un indicador oficial específico a esta ampliación.
Por grado: 9.º: unidades, proporcionalidad y relaciones algebraicas. 10.º: series de datos, tablas, funciones y lectura de gráficas. 11.º: porcentajes de eficiencia, desigualdades y balance de energía. 12.º: comparación de alternativas bajo varias restricciones y discusión de óptimos. La suma de los 24 intervalos puede relacionarse con acumulación; no se presupone cálculo integral.
Potencia y energía: un panel tiene potencia nominal de 0.4 kW y un aerogenerador 1 kW en este modelo. Psolar(h) = paneles × 0.4 × factor solar(h); Peólica(h) = aerogeneradores × 1 × factor eólico(h). E(h) = P(h) × 1 h. Se muestra energía por intervalo en kWh, no potencia instantánea. Los factores son fracciones de la potencia nominal, no horas ni velocidades de viento. Véase EIA: Measuring electricity.
Control automático: la generación atiende primero la demanda. El excedente carga la batería hasta su capacidad; lo que no cabe se descarta. Si falta generación, la batería entrega energía hasta vaciarse; el resto es demanda no atendida. Cada módulo almacena 5 kWh. Se supone potencia de carga/descarga sin límite, sin conexión a la red, sin autodescarga, envejecimiento ni variaciones dentro de la hora.
Eficiencia: η se aplica en cada conversión. Para guardar S kWh se necesitan S/η kWh de excedente; sacar R kWh entrega Rη. Eficiencia de ida y vuelta = η²: con η=0.9 es 0.81 = 81%. No se presenta el 90% de cada paso como 90% del ciclo completo. La opción 100% es una referencia ideal para comparar pérdidas.
Balance: generación + reserva inicial = energía atendida + reserva final + pérdidas + excedente descartado. Cobertura = energía atendida ÷ demanda total × 100. Terminar con reserva ≥ inicial evita considerar la batería una fuente gratuita. Ese criterio permite repetir el perfil ideal del día; no prueba estabilidad bajo condiciones meteorológicas diferentes.
Criterios del reto: cobertura ≥95%, costo ≤$10,000 ficticios y reserva final ≥ inicial. Registre dos diseños distintos en el mismo día antes de comparar. Un diseño que cumple en un perfil no necesariamente cumple en otro. Se identifica el menor costo entre las pruebas guardadas que cumplen, no un óptimo global garantizado. Los criterios se evalúan antes de redondear. No se cuantifican emisiones, impacto ambiental, seguridad eléctrica ni rentabilidad real.
Evaluación: predicción, diseños, curvas, tabla de 24 horas, pruebas comparadas y defensa. El docente valora los cinco criterios del manual: investigación y comprensión del problema; diseño de la solución; construcción del prototipo; análisis de datos y optimización; impacto y presentación del proyecto. La discusión del impacto comunitario y ambiental requiere evidencia adicional: el simulador no mide emisiones. Los roles apoyan el trabajo colaborativo. Los criterios del simulador no sustituyen una nota académica.
Persistencia: local al navegador, sin cuentas. Exportación JSON para cambiar de dispositivo, importación que reconstruye los resultados y bitácora imprimible o HTML. Offline después de la primera carga completa. Fullscreen nativo cuando existe; alternativa expandida en los demás navegadores. Se mantiene el desplazamiento para conservar legibles las tablas del teléfono.
