La navegación eléctrica es posible


Siempre hemos tenido yates capaces de generar su propia electricidad a partir de energías renovables, por supuesto, y a medida que los electrodomésticos a bordo se han multiplicado, también lo han hecho las demandas de energía fuera de la red. Pero el objetivo final de reemplazar de forma fiable el motor diésel por un motor eléctrico equivalente ha resultado hasta ahora esquiva. Aunque un yate a vela  requiere muy poca potencia para lograr la velocidad del casco en condiciones de calma, todavía necesitará alrededor de 3cv por tonelada cuando se navega  en un mar intenso como reserva de potencia , tanto  esa así que de hecho muchos regatistas también prefieren tener un motor en reserva, por lo que un moderno yate de 40 pies (12 m) por lo general equipará un motor  interno entre 55cv y 80hp (72-104kW).

Pero todo eso está cambiando, y ahora es posible un barco libre de combustibles fósiles gracias a los enormes avances en el mercado de los vehículos eléctricos. Los nuevos motores electricos  sin escobillas proporcionan más torsión para menos energía, mientras que las nuevas baterías de litio pueden almacenar una mayor capacidad y, crucialmente, un ciclo profundo repetidamente sin daños. Aprovechando al máximo todos estos activos estamos ante  la nueva generación de controladores digitales, que gestionan el flujo de energía con inteligencia predictiva. Todo esto ha significado que cada amplificador posible se burla del sistema renovable, cuidadosamente almacenado con un mínimo de residuos, y luego utilizado sabiamente por el motor.

Para probar esta tecnologia , un grupo de estudiantes franceses acaba de circunnavegar el mundo en un yate reacondicionado con un sistema de propulsión totalmente eléctrico, y diseñado para recargar principalmente del movimiento a través del agua. Mientras tanto, firmas como Oceanvolt (Finlandia) y Electric Yacht (California) se han creado para proporcionar soluciones totalmente eléctricas para barcos de hasta 60 pies (18 m) de longitud. Decenas de yates ya han sido electrificados, y con cada conversión exitosa, se aprenden más lecciones

Asimismo el constructor de yates austriaco Frauscher fue el primero en aprovechar la pila de combustible para proporcionar un día completo de automovilizado a partir de hidrógeno de origen renovado

Para los propietarios de estos yates convertidos, no se trata realmente de ahorrar dinero. Como reveló el proyecto financiado con fondos europeos Hymar, no hay muchos ahorros de costes relacionados con la instalación de un sistema híbrido, principalmente porque el kit sigue siendo relativamente especializado y todavía bastante caro. En cambio, se trata de las alegría de un crucero suave y silencioso con cero emisiones, un mantenimiento continuo mínimo y una gran reserva de energía eléctrica para cargas domésticas. Otra ventaja es la entrega instantánea de la unidad, que puede tomar un yate de apagado a velocidad de flanco en pocos segundos, útil en situaciones de colisión. También puede ser útil girar el apoyo a sólo unas pocas rpm sin enganchar una caja de cambios torpe para maniobras de precisión.

 

El yate francés de 38 pies Amasia acaba de completar una circunnavegación global de 35.000 millas(incluyendo 500 millas de motor eléctrico) cubriendo todas sus necesidades energéticas enteramente a partir de fuentes renovables , lo cual es ciertamente esperanzador el simple hecho de cómo nos  podemos  imaginar un mundo ya actual  donde podríamos     ser capaces de navegar por los rincones más lejanos de la Tierra sin tener que buscar una bombona  de gas para la cocina, o combustible  para el motor intraborda de gasoil 

Pues en efecto hoy en día, esto  que podría ser  utópico , a dia de hoy  ya es bastante factible, porque su cocina y un potente motor principal pueden ser totalmente eléctricos,   pudiendo  el banco de baterías de iones de litio moderno   recargarse rápidamente mediante una combinación de paneles solares ,  generadores eolicos de viento,  una hélice de giro libre o un hidrogenerador.

Los generadores eólicos, los paneles solares y los hidrogeneradores retorces son las tecnologías clave aquí. Cada uno tiene sus propias fortalezas y debilidades, y un barco de crucero bien configurado tendrá dos o incluso tres opciones. Con, digamos, 240W de energía solar, una generación  eólica de 300W y una generación remolcada, debería ser posible cubrir la mayoría de las demandas de electricidad ‘hotel’ sin aire acondicionado, lavadoras /lavavajillas  y generadores de agua de alto rendimiento.Veamos  con más detalle de lo que estamos hablando

 

Generador eólico

Esta es una manera probada y probada de generar grandes cantidades de energía en el paso. Las unidades marinas suelen tener una clasificación de 300-400W, pero solo generaran ea potencia  a las velocidades de viento en las que preferirías no navegar. Funcionan igual de bien en el ancla o en el puerto deportivo, pero pueden dar problemas  así que elija este cuidadosamente y elija un buen regulador que pueda dosificar  la carga, así como bombear la energía. Eclectic Energy D400, Rutland, Leading Edge y Air Breeze son buenos vendedores.

Mas informacion se puede encontrar en  duogen.co.uk  ,marlec.co.uk  o en leturbines.com

Paneles  solares

Los paneles fijos y flexibles son ahora igualmente eficientes (12-18%) pero el reto esta en  cómo y dónde encajarlos para obtener el máximo efecto. Asimismo se necesita añadir un regulador solar para  la mas minima instalación incluso de  unas pocas decenas de vatios .

Siempre deberemos  optar por uno de potencia  máxima   que exceda  la de la instalación de paneles  y que sea  de buena calidad. Un pequeño panel puede cargar la batería, mientras que las matrices más grandes pueden soportar  10-20A-plus durante el calor del día.

Modernamente  gracias a la evolución de los paneles fotovoltaicos en cuanto a rendimiento , peso y flexibilidad ,   incluso para obtener una superficie más expuesta , hay entusiasmas que  fijan  los paneles  a las propias velas

electric yachts

Por  ejemplo el Arcona 380Z tiene 1000W de paneles solares establecidos en la vela principal, complementados por más en largueros y cubiertas

Más información sobre paneles solares para su uso en nautica  en ecopowershop.com ,marlec.co.uk   o en  barden-uk.com

 

Propulsión híbrida

La mayoría de los sistemas híbridos utilizan un motor diésel con un motor eléctrico reversible conectado a la caja de cambios.  Estos generan grandes cantidades de electricidad mientras que el motor diesel impulsa el barco o  para demandas más cortas de energía, se puede utilizar el motor eléctrico por sí mismo. Algunos llevan este sistema un paso más allá, reemplazando el motor por un generador que se puede usar  a tiempo completo para alimentar el motor si es necesario.

Incluso otros diseñadores  utilizan el sistema como una generación de remolque para producir electricidad a partir del movimiento del barco a vela.

Alimentar un motor eléctrico relativamente potente (10kW/13hp+) durante cualquier período de tiempo requiere un gran banco de baterías, y las cargas altas pueden drenarlas rápidamente. Hasta la fecha, el problema de la propulsión eléctrica dedicada ha sido el almacenamiento , por lo que se ha llegado a un compromiso práctico con una instalación híbrida. Un motor de combustión de tamaño pequeño a mediano se hace cargo del deber de propulsión en períodos de alta demanda, o cuando las baterías se agotan. El motor también gira el motor eléctrico como un generador. Una vez que las baterías están rematadas, los eléctricos están una vez más disponibles para funcionamiento silencioso. Debido a la necesidad de un “extensor de alcance” adicional, la propulsión eléctrica ha sido generalmente un complemento para un yate de crucero, y no el único proveedor.

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El sistema eléctrico de transmisión y gestión de energía a bordo del Arcona 380Z permite que el yate motore a 4kt solo con energía solar y un controlador simple proporcione energía instantánea sin necesidad de una caja de cambios torpe,

Mas información sobre populsion hibrida en nautica  en  oceanvolt.com ,bellmarine.nl   o en  hybrid-marine.co.uk

 

Hidrogenador

Relativamentes recién llegados, prometen un excelente poder en el pasaje. A velocidades de crucero, pueden generar hasta 20A de salida constante para la pérdida de típicamente 0.2kt de velocidad del barco. El montaje es una consideración clave: algunos, como el H240 de Save Marine, tienen marcos para subirlos y bajarlos al agua, mientras que el Ampair es una hélice en una cuerda que remolca.

Mas información sobre populsion hibridaen nautica  en wattandsea.com ,save-marine.com ,duogen.co.uk o en seamap.com

 

Desarrollo de la tecnología de la batería

En el mercado marino, el fabricante holandés Mastervolt fue el primero en ser pionero en la batería de iones de litio de tamaño completo, disponible en 12V o 24V, y ahora en su segunda generación, la gama Ultra. Se afirma que estas baterías tienen un ciclo de vida de al menos 2.000 descargas profundas de hasta el 80 por ciento de drenaje, pero con un tercio del peso de un diseño equivalente de plomo-ácido. La electrónica compleja sobre cada célula garantiza un equilibrio perfecto y ningún riesgo de sobrecarga. Mastervolt fue pionero en la batería de iones de litio marina, ofreciendo ligereza con descarga profunda, ideal para la propulsión

En otros lugares, los científicos han hecho un gran avance con la batería de aire de litio, que utiliza oxígeno como uno de los reactivos. La reclamación es una batería que eventualmente se puede hacer por una quinta parte del precio y una quinta parte tan ligera como el litio, pero podría hacer que los teléfonos, coches y barcos operen cinco veces más.

Otras investigaciones están sondeando la física de otros materiales, como magnesio, oro ‘nanohilos’, sodio-ion, y la formulación de carbono, grafeno. La empresa española Graphenano ha desarrollado una batería de polímero de grafeno llamada Grabat, que afirma que es del 33 por ciento del peso del ion de litio y cuatro veces la densidad energética. Mejor aún, las baterías se afirma que se recargan 33 veces más rápido que el ion de litio, y retienen más del 80 por ciento de su capacidad después de miles de ciclos.

Además, la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno también ha estado avanzando. La versión ST vio estaba trabajando en una lancha de 5kW, proporcionando 5 nudos para un día completo de conforz.

Avances en motores eléctricos

Los avances continúan en el mundo de los motores eléctricos, siendo uno de los más recientes Siemens. Inusualmente, este motor ha sido diseñado para la industria aeronáutica, y con un peso de sólo 50 kg entrega un continuo 260kW (348cv), aproximadamente cinco veces más potencia que sistemas equivalentes. Además, esto se entrega a sólo 2.500 rpm, por lo que se puede conectar directamente a la hélice sin transmisión.

El mercado del motor fueraborda también ha visto una serie de innovaciones, en particular por parte de la empresa austriaca Torqeedo, que ahora puede ofrecer motores eléctricos sin escobillas (sincrónicos) de hasta 80 cv. Torqueedo lanzó no menos de seis nuevos sistemas de propulsión este año, respondiendo a la creciente demanda de unidades fueraborda y de vainas de baja tensión tanto para embarcaciones de ocio como comerciales

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Torqeedo ha desarrollado su gama para incluir motores capaces de planificar velocidades

Algunos motores marinos todavía requieren sus propios sistemas de refrigeración, tanto en modo de accionamiento como de regeneración, pero otros, como los accionamientos de vainas y los accionamientos de llantas, operan fuera del barco, por lo que se enfrían en la caja y, como ventaja, se pueden conducir.

Asimismo tampoco  faltan  usuarios  que sustituyen el motor intraborda  por unos motores DC   de potencia  considerable   manteniendo la hélice original haciendo adaptaciones  bastante ingeniosas   para acoplar el eje de la hélice al eje del motor

 

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Cooper Anderson, propietario de Gulfstar Sailmaster 39 sloop Panormos, encontró un motor eléctrico quiettorque de 10 kW (13 cv) era fácil de encajar, y da un alcance notable

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