Obtener energía a bordo

19 Abr 2021

Obtener energía a bordo

Listado en CONSEJOS PRACTICOS

Para disfrutar a bordo de todo el confort de equipamiento y accesorios que nos puede ofrecer el mercado, necesitaremos un suministro constante y suficiente de energía, que podemos obtener de diversas maneras.
 
Teniendo en cuenta que en la actualidad dependemos de la energía eléctrica en casi todos los ámbitos de nuestra vida cotidiana, es lógico evidenciar que a la hora de buscar el máximo confort, esta dependencia sea aún mucho mayor en usos para el ocio.
Una moderna embarcación necesita electricidad a bordo para usos tan dispares como el motor, los instrumentos de navegación o comunicación y por supuesto para los complementos de confort, desde la iluminación hasta los diversos accesorios, como la imprescindible nevera.
 
Suministro de energía
Para poder disponer de electricidad a bordo, las actuales embarcaciones deportivas acumulan esta energía en una serie de baterías que pueden ser de distintas capacidades, materiales, sistemas, tamaños y formas, dependiendo de su tipo de uso, construcción y potencia.
Las baterías, sin importar su tecnología, tienen una capacidad de carga limitada y por eso necesitan un aporte externo de energía, preferiblemente constante, que es regulada por unos aparatos específicos denominados cargadores, que permiten mantenerlas siempre en óptimo estado de carga.
Por ello es imprescindible, además, que exista a bordo un sistema de generación de energía eficiente que puede tener diferentes orígenes.
 
¿Qué necesito a bordo?
Es necesario que antes de elegir un sistema de generación de energía para nuestra embarcación, preparemos un cuidadoso análisis del consumo medio aproximado que tenemos en nuestra embarcación por jornada, utilizando como base un día de navegación cualquiera de verano durante nuestras vacaciones, que normalmente es cuando más energía podemos necesitar con todos los elementos eléctricos de a bordo. Por otra parte, partiremos de la base que los dos elementos de uso más común que consumen más corriente a bordo son la nevera eléctrica y el piloto automático, dos elementos hoy en día imprescindibles para un moderno crucero familiar que pretenda realizar cualquier tipo de travesía.
Otros aspectos determinantes pueden ser el montaje a bordo de equipamiento especial con motores eléctricos de gran potencia y consumo como el molinete del ancla, winches eléctricos, una hélice de proa, Aire Acondicionado o incluso giroestabilizadores, además de PODs o fuerabordas eléctricos. En estos casos, algunas instalaciones está protegidas ante la descarga al no permitir su funcionamiento si no hay a bordo algún motor o generador en marcha.
 
Vigilar los consumos
A la hora controlar los consumos a bordo, resulta imprescindible diferenciar primero entre los diferentes parámetros que condicionan nuestro consumo, como son los Voltios (tensión de la corriente) que en una embarcación deportiva acostumbran a ser de 12 voltios pero que pueden ser también de 24 voltios, dependiendo de las baterías utilizadas o el montaje de las mismas. También se deben tener en cuenta los Watios, que indican la potencia del consumo de cada aparato, así como los Amperios que marcan la intensidad de la corriente (tanto la que se suministra como la que precisa cada aparato).
Todos estos datos se interrelacionan mediante una sencilla ecuación que dice Voltios x Amperios = Watios y sus distintas combinaciones, que permiten descifrar con cierta facilidad la energía y los consumos disponibles a bordo.
Según este sistema podemos calcular el consumo de cualquier aparato de a bordo como muestra el siguiente ejemplo. Si una nevera dice consumir 9 Amperios y funciona a 12 voltios, la potencia que consume es el resultado de multiplicar la Tensión por la Corriente (9Vx12A= 108 Watios).
Para saber el consumo medio de energía del conjunto de todos los elementos electrónicos de nuestra embarcación es necesario calcular primero el consumo de cada uno de los aparatos o hacer caso de los datos que indica el fabricante. Con estas indicaciones haremos un cálculo aproximado de cuantas horas se va a utilizar cada aparato.
Por ejemplo: Si tenemos un radar que tiene indica una potencia de 30 Watios y un consumo de 2,5 Amperios (30W/12V=2,5A), resultará que tiene un consumo instantáneo de 2,5 Amperios. Si calculamos entonces tenerlo encendido durante la navegación nocturna, unas 9 horas, tendremos solo de ese radar un consumo diario de 22,5 Amperios (Ah).
Una vez recopilados los datos de todos los aparatos de a bordo y calculado aproximadamente las horas diarias de uso, podremos sumar y saber el consumo medio de nuestra embarcación para cada día.
 
A modo de ejemplo, para un crucero familiar destinado a realizar largas travesías, sin aire acondicionado, dotado de la nevera y la electrónica más básica, se calcula un consumo medio diario de unos 200 a 350 Ah, que puede variar bastante dependiendo del equipamiento de a bordo.
Para cubrir esa cantidad de energía, se considera ideal que el equipo de baterías tenga una capacidad mínima de almacenaje de dos a tres veces el consumo diario, aunque pocas veces se consigue y, desde luego, casi nunca en un equipamiento estándar del astillero. Por ello puede ser necesario algún grupo de baterías extra o que se disponga de algún suministro de energía realmente efectivo que pueda recuperar la carga eficientemente.
 
Los sistemas básicos
Para generar energía, podemos contar a bordo con un buen número de sistemas, cada uno con su rendimiento específico, sobre los que es importante tener en cuenta que pueden ser complementarios y utilizados indistintamente solos o a la vez en muchos casos. En este sentido, resulta recomendable disponer a bordo de más de un sistema para no quedarnos sin aporte de electricidad en caso de que alguno de ellos falle.
La elección del sistema de generación de energía a bordo dependerá no solo de su eficiencia, sino también de aspectos como el coste, el espacio disponible para su instalación o nuestras necesidades.
 
- Motor de la embarcación con alternador. Todos los motores de embarcaciones, ya sean intraborda, fueraborda o intrafueraborda, suministran energía cuando están en funcionamiento. Para ello disponen de un alternador que proporciona una carga constante con el voltaje y amperaje que indica el fabricante. Algunos precisan un mínimo de r.p.m. del motor para ofrecer toda la carga anunciada por el fabricante.
Se presupone que la potencia ofrecida por un alternador estándar es suficiente para cargar todas las baterías de a bordo en un periodo de tiempo razonable, además de cubrir picos de suministro especiales, como puede ser el uso del molinete del ancla o la hélice de proa. De todos modos, para los que realizan largas travesías, es frecuente sustituir el alternador estándar por uno de mayor potencia para tener más carga en menos tiempo, aunque ello pueda suponer un ligero aumento de consumo del motor.
 
- Alternador montado sobre el eje de transmisión. Reservado únicamente a los veleros de transmisión por eje convencional, este sistema consiste en engranar un alternador extra directamente al eje de la hélice. De este modo cuando se navega a vela, a algo más de cinco nudos, se deja el motor sin marcha para que el eje gire libremente, haciendo girar a su vez el alternador que por su parte producirá una cantidad de corriente bastante apreciable. Se calcula que para poder empezar a cargar las baterías, el eje debe girar por lo menos a 400 revoluciones por minuto, calculando la entrega máxima de amperaje, según el alternador, a partir de las 2.000 r.p.m. Para conseguirlo con la mayor efectividad, es mejor renunciar a las hélices plegables u optar por el montaje de una hélice fija, preferiblemente de tres palas. En condiciones ideales y dependiendo del tipo de alternador y montaje se puede esperar que con una velocidad de unos 5 nudos de la embarcación se pueden obtener entre 4 y 5 amperios e incluso alcanzar los 10 amperios a partir de los 7-8 nudos de velocidad.
 
- Generador diesel o gasolina. Conocido también como Grupo Electrógeno, este sistema consiste en un motor auxiliar e independiente del motor propulsor de la embarcación, que puede ser fijo o portátil, dotado de un alternador de gran potencia. La ventaja que tiene es que generalmente suministra directamente energía a 110/230 Voltios de corriente alterna (como en casa), además de a 12/24 Voltios de corriente continua, pudiendo utilizar indistintamente elementos de esa tensión y cargar las baterías de forma más rápida y efectiva. Los modelos portátiles acostumbran a ser para gasolina y los fijos diesel, con la ventaja en este caso de poder usar el mismo depósito que para los motores de a bordo.
 
- Paneles solares fotovoltaicos. En general todos relacionan este sistema con el sol y la ecología, aunque su sistema de fabricación y reciclaje no lo es tanto. Básicamente, las placas solares están formadas por células de diversos materiales, como el silicio monocristalino o policristalino y también el silicio amorfo, conectadas entre ellas en paralelo para sumar la corriente generada por cada una de ellas, que tienen la peculiaridad de que al ser expuestas a la luz solar generan una corriente eléctrica, con una evidente variación del rendimiento dependiendo de la intensidad de la luz del sol. 
Si bien se considera habitualmente como un sistema complementario para un crucero familiar actual, en el que los consumos de energía son considerables, lo cierto es que el avance de su tecnología con su mayor eficiencia y el abaratamiento de los costos, está popularizando su uso.
Es importante tener en cuenta la diferencia del rendimiento real obtenido por una placa respecto a lo anunciado por el fabricante, debido a que los datos de cada marca vienen generalmente referidos a la energía obtenida con el sol del mediodía, orientada al sol e inclinada según la latitud del lugar (horas de máxima insolación). Como es imposible mantener esas condiciones ideales en una embarcación de recreo, la realidad obliga a considerar que el rendimiento durante la navegación es de promedio sobre un 50% de lo anunciado y solamente durante unas cinco horas diarias.
Con estos condicionantes, deberíamos considerar que si instalamos un panel de 50 watios y 12 voltios, este nos proporcionará aproximadamente 21 Ah al día, de promedio.
 
- Aerogenerador. Considerado durante mucho tiempo como el primero y más ecológico de los sistemas de generación eléctrica y elegido principalmente por los navegantes oceánicos de largo alcance sobre velero, los generadores eólicos se componen básicamente de un mástil que incluye en su parte superior un eje giratorio que soporta un alternador engranado a unas palas de hélice que pueden ser de distintas formas y tamaños. Este tipo de generadores precisan de la acción del viento para que el giro de su hélice aérea pueda suministrar electricidad. El principal atractivo de este sistema es que los aerogeneradores, si existe una fuerza mínima de viento, pueden generar corriente las 24 horas del día, obteniendo más rendimiento cuanto más viento sople. Entre los inconvenientes de este sistema que muchas veces no tenemos en cuenta, podemos destacar de entrada el nivel de ruido que crea al girar su hélice a toda velocidad, que puede ser realmente importante con fuerte viento. Además, hay que tener presente que por norma general la carga máxima que se indica en un generador se refiere a la obtenida con un viento aproximado de 30 nudos, por lo que lo más normal es que la potencia media que obtengamos habitualmente sea más o menos sobre la mitad de la indicada por el fabricante. Por otra parte, también hay que destacar que la capacidad de producir energía cuando se efectúa una travesía con vientos portantes es muy baja, al tener que restar la velocidad de nuestra embarcación a la del viento real.
 
- Hidrogenerador (SailDrive o de Arrastre). Otro de los sistemas considerados más ecológicos, ha sufrido una gran evolución en los últimos años, reservándose casi exclusivamente para los veleros. También en esta ocasión se trata de un alternador que se hace girar gracias a una hélice que en esta ocasión es empujada por el agua al deslizarse nuestra embarcación durante la navegación. De los dos sistemas disponibles en la actualidad, el más antiguo es el hidrogenerador de arrastre, consistente en un alternador que se sitúa a bordo, cuyo eje se conecta con un cable que gira gracias a un torpedo en forma de hélice que se arrastra por el agua. Su efectividad es bastante interesante si navegamos a más de 6 nudos, puesto que se calcula que en condiciones óptimas puede ofrecer hasta un amperio por nudo, mientras que la pérdida de velocidad de la embarcación es realmente baja, con apenas 0,25 nudos de media. Actualmente el mercado apuesta por un moderno hidrogenerador de tipo cola o sail-drive, que tras su gran éxito en las más importantes regatas de vuelta al mundo y en las condiciones más exigentes, que ha demostrado ser más eficiente que el de arrastre, además de ofrecer un freno menor, de apenas 0,1 a 0,2 nudos. Se trata de una cola de ligero peso con un pequeño bulbo dotado de hélice en su punta, que se cuelga en el espejo de popa, pudiendo abatirse para mantenerlo dentro o fuera del agua. Dependiendo del modelo y fabricante, además del tipo de hélice montada, que puede ser fija o variable, este sistema asegura ofrecer actualmente hasta 500 W de energía, permitiendo por termino medio proporcionar con unas 12 horas de carga más de dos veces la autonomía necesaria a bordo, siempre que el barco se mueva, claro.
 
- Pila de combustible. Este tipo de generadores de hidrógeno, basan su funcionamiento en la obtención de electricidad a través de un motor que consume hidrógeno, generando únicamente como residuo agua destilada. El hidrógeno que utiliza este tipo de generador se puede obtener de unos depósitos acumuladores especiales de alta presión, que debemos llevar a bordo, pero actualmente existen muy pocos puntos de carga de hidrógeno al alcance del público general, y aún menos en puertos deportivos.
La otra opción es elegir alguno de los generadores que ofrece el mercado (aún algo caros y de poca potencia en relación al tamaño) y que obtienen el hidrógeno de la transformación de combustibles como el bio-diesel, el etanol o el metanol, evitando con ello la necesidad de instalar a bordo los caros depósitos capaces de contener el hidrógeno a alta presión.
 
  • Compartir