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Dame Luz

 

Cuando se navega varios días sin escala es importante disponer de suficientes amperes para alimentar el piloto automático, los instrumentos de navegación y la heladera entre otras cosas...

Para esto, lo mejor es recurrir a las energías renovables que son gratuitas, no contaminantes e ilimitadas. Uno de los grandes protagonistas, en esta materia, son los paneles solares.

Una buena instalación de paneles carga las baterías limitando el uso del motor sólo a los días nublados.

Además, la energía fotovoltaica nos permite minimizan el problema de auto descarga de las baterías ocasionadas por corrientes parásitas de bombas de achique, alarmas, etc.

Es común escuchar que los paneles solares sólo sirven para "mantener" la carga de las baterías y que no son suficientes para el uso de los consumos reales y cotidianos de los barcos.

Esto es incorrecto, el mercado de la energía solar ha evolucionado enormemente en los últimos 25 años y por suerte, sus costos se han abaratado bastante.

Sin embargo, para lograr buenos resultados es primordial contar con una superficie respetable de paneles bien instalados.

Un pequeño panelillo colgado con mala orientación desde los candeleros no será efectivo.

Para no fallar en el intento; debemos tener en cuenta el tipo y la cantidad de paneles necesarios, dónde los vamos a instalar, que cantidad de potencia deben generar y si necesitaremos un regulador de carga.

La unión es energía

El elemento principal para convertir la energía solar en energía eléctrica es la célula fotovoltaica. Esta célula absorbe los fotones de la luz y libera electrones para ser utilizados en la corriente eléctrica.

Cada célula proporciona 0,5 voltios aproximadamente. Los paneles solares no son más que varias células trabajando de forma conjunta para generar un mayor potencial eléctrico.

Por ejemplo, un panel con 30 células de 10 cm2 produciría unos 15 voltios

Para cargar una batería de 12 V se necesita una tensión superior a 13 V.  

Por esto, como mínimo cada panel debe poseer 30 celdas conectadas en serie para lograr llegar a la tensión umbral mínima.

La mayor eficacia del panel se obtiene generalmente a mediodía cuando la luz solar incide perpendicularmente sobre él. El resto del día el panel genera mucha menos corriente.

Además, la eficacia de los paneles disminuye significativamente cuando la temperatura de la celda aumenta.

A partir de los 24 grados, cada 10 grados más de temperatura, perderemos 0,7 voltios. Si un panel solar alcanza temperaturas superiores a los 50º C, provoca una reducción del voltaje de un 15%

Teniendo en cuenta estos datos, un panel instalado horizontalmente en un barco tendrá su máximo rendimiento durante sólo 4 horas. Es decir, que un panel con una salida de 5 amperios/hora aportará aproximadamente 20 amperios en un día soleado.

Dime que consumes y te diré cuántos paneles…

La cantidad de paneles a instalar dependerá del consumo. No es los mismo un barco pequeño con poco más que las luces de navegación a otro con heladera y complejos equipos de navegación.

Como ejemplo, hemos considerado el consumo para un día típico de verano fondeados.

La heladera a temperatura polar consume aproximadamente 4 Ampere/hora cuando está funcionando, cómo funciona alrededor del 50% del tiempo, tendremos un consumo medio de 2 Ampere, que multiplicado por 24 horas nos da un consumo diario de 48 Ampere.

La luz de fondeo consume alrededor de 1 Ampere/hora, si consideramos 10 horas de oscuridad, consume más de 10 A al día.

Varios Instrumentos, luces (pocas) por la noche, piloto automático, plotter, y música a bordo, las duchas, la recarga de diferentes ordenadores y teléfonos móviles, un breve golpe inversor de vez en cuando, etc., ...calculamos otros 15 A por día.

El resultado da unos 73 amperes de consumo por día.

Ahora vayamos al panel; La potencia del panel viene expresada en watts. Transformamos los watts en amperes dividiéndolos por la tensión de las baterías, 12v

Entonces, un panel de 150 W nos puede dar aproximadamente 12,5 Amperes, que multiplicado por sólo 4 horas plenas de luz “buena” hacen 50 amperes

Pero si además el panel entra en zonas de sombra o mala orientación es posible que cuente con sólo el 50% de esta potencia.

Por ello, dependiendo de la eslora, la instalación debe tener de 2 a 4 módulos y generar entre 300 y 600 w o sea entre 25 a 50 ampere/hora

Es fundamental contar con un buen banco de baterías. Tan importante es generar una buena cantidad de energía como poder almacenarla para su consumo durante la noche.

Tipos de paneles

Hay tres tipos principales de paneles: monocristalinos, policristalinos y de capa delgada o silicio amorfo.

Los monocristalinos fueron los primeros y siguen siendo los más utilizados. Su rendimiento es elevado y ofrece mayores potencias por unidad de superficie. Son rígidos y están protegidos por un cristal que los hace casi eternos pero frágiles frente a golpes. 

Los policristalinos tienen características muy parecidas a los primeros, pero ofrecen una potencia inferior a cambio de tener también un precio inferior. Su duración es muy alta. Su rendimiento cae en condiciones ideales de iluminación, pero es mejor cuando el sol alcanza ángulos más bajos sobre el panel. Es el tipo más usado, aunque no tolera sombras o días nublados.

Los paneles amorfos de película delgada son muy duraderos, ya que son flexibles y pueden ser pisados, o curvados sin ningún problema, pero tienen un rendimiento inferior. Ofrecen la mitad de potencia que los primeros, de modo que para obtener la misma potencia necesitará el doble de superficie. A cambio son más económicos y mucho menos sensibles a la perdida de rendimiento en caso de que alguna parte del panel quede a la sombra.

El tipo de panel a elegir dependerá de varios factores. Se sopesarán los costos, el espacio, lugar de insolación y la cantidad de paneles de acuerdo con nuestro consumo.

El problema es donde…

Es fundamentar localizar el sitio donde instalarlos.  Los paneles solares alcanzan su máxima efectividad cuando están orientados hacia el sol, en un ángulo perpendicular con éste a mediodía.

Debemos tener mucho cuidado con las sombras proyectadas sobre el panel, ya que, si por ejemplo un 25% del panel quedara en la sombra, la potencia obtenida se verá muy reducida hasta una quinta parte.

Cuando algunas células del panel están en sombra estas actúan como una alta resistencia al resto del panel por lo que la corriente entregada desciende en un porcentaje mucho mayor al que correspondería.

Muchas veces, se tiende a instalar el panel plano sobre cubierta. El palo creará en muchas ocasiones sombras que hagan caer su rendimiento estrepitosamente.

Además, tenga en cuenta que, la producción de amperios tiende a caer a medida que sube la temperatura de las placas de silicio. De modo que conviene que el panel reciba ventilación desde abajo.

Por lo general, son colocados sobre un techo o una estructura y tienen una posición fija.

Algunos ejemplos: Los podemos instalar sobre la cubierta, sobre un arco, encima del bimini o sobre un soporte colocado sobre el espejo de popa.

En un velero de 12 a 14 metros no es demasiado complicado encontrar sitio para un montaje que se acerque a los 600 watts, o aún más si nos esmeramos en localizar espacios en la cubierta.

Encima del bimini con unos 4 metros de manga, caben hasta 4 paneles. Entregando fácilmente 400 watts y si montamos unos pescantes estos pueden llevar también paneles con más potencia.

Otro ejemplo interesante de instalación en un arco realizado en inoxidable y dedicado para paneles y pescantes fijado a popa.

Hay un montón de posibilidades cada una de las cuales tiene sus ventajas e inconveniente.

En este ejemplo el panel se soporta en la barandilla de popa. Cuando estemos fondeados podemos girarlo hasta su posición horizontal para recibir la máxima irradiación. Se trata de una solución eficaz pero delicada con los barcos abarloados que podrían llegar a golpear y estropear nuestros paneles.

Este armador francés aprovecha el backstay para inventar un soporte giratorio que puede orientarse al sol para mejorar el rendimiento con un azimut bajo.

El sitio escogido puede resultar molesto para el día a día en la bañera además de resultar algo antiestético.

 

Juntos o separados

Si emplea más de un panel, lo cual es más que aconsejable, surge la duda… ¿Los cableo en serie, o en paralelo?

Conviene aclarar qué si sólo una pequeña parte del panel entra en sombra, todo ese panel reduce drásticamente su producción.

Según este planteo es más que conveniente la instalación en paralelo. Así, no caerán lo amperios más que en el panel afectado y trabajaremos perfectamente con el resto de los paneles bien iluminados.

Evitar la sobrecarga

Los paneles de 36 células necesitan sistemas de regulación porque alcanzan un voltaje excesivo.

Estos paneles entregan más potencia que los 13,2 V requerida por las baterías, necesitamos un regulador, que continuamente mida la tensión de los paneles solares y las baterías evitando la sobrecarga

El regulador se encargará de “recortar” la tensión sobrante a los 13,6 voltios.

Hay muchos tipos y precios de reguladores. Los más avanzados permiten ajustar las tensiones al voltaje idóneo. Si la tensión es alta trabaja aumentando la intensidad, o sea que al final, entrega más potencia. Siendo esto muy provechoso y sustancial porque no se pierde nada del rendimiento del panel, especialmente cuando produce a mediodía.

Además, vienen con monitores digitales que nos indican los amperios que estamos introduciendo o sacando de las baterías y contabilizan los amperios hora acumulados que hemos generado o consumido.

Toda esta información nos ayudará también para conocer el mejor ángulo de ajuste del panel frente al sol.

Lo más importante de un regulador es la potencia o amperaje máximo por encima de los 13,6 V que es capaz de controlar. Los hay de 10, 20, 30, 50 o más amperios. Utilice controladores que puedan soportar más potencia que la entregada por el panel.

El regulador evitará además que sus baterías se descarguen por la noche debido al consumo inverso producido por los paneles solares.

Cuando los paneles están a la sombra la tensión cae por debajo del voltaje y es necesario aislar los dos circuitos.

Este efecto indeseado también se resuelve mediante un simple diodo soldado en serie con el panel solar que aísle la corriente entregada de las baterías.

Con la instalación del regulador el diodo es innecesario a no ser que pongamos varios paneles solares en paralelo, en cuyo caso servirá para evitar que la corriente entregada por un panel pueda ser absorbida por otro que trabaja con menor eficiencia o esté a la sombra.

Los paneles de 30 o 33 células son auto regulados y producen un voltaje que se puede aplicar directamente para cargar baterías de 12 voltios. Esto es una ventaja, aunque la caída de tensión por el aumento de la temperatura los vuelve ineficaces comparados con los de 36 células.

La energía del futuro

En un futuro muy próximo los paneles serán capaces de ofrecer rendimientos mucho mayores gracias al empleo de nuevas tecnologías.

Día a día se van sumando más parques de generación de energía fotovoltaica y ya existe como posibilidad real de autoabastecimiento por parte del consumidor en sus propias casas.

La tecnología solar es tan prometedora, que con muy poca superficie terrestre se podría llegar a cubrir todas las necesidades de energía eléctrica en la tierra.  

 

Lic. Florencia Cattaneo

Campo Embarcaciones

Bróker Náutico

 

Fuentes:

Pág. Web. Mundo Náutico Yachs; Paneles solares en barcos de recreo

Pág. Web. Navegar.com; Energía. Paneles solares en cubierta

Luca D’ Ambrosio; Web Todos los Baros; ¿Los paneles solares funcionan o no?

Pág. Web. Fondear.com; Elegir e instalar un Panel Solar

Pág. Web. Fondear.com; Paneles solares; la prueba de fuego

Pág. Web. Fondear.com; Paneles Solares

Pág. Web. Fondear.com; Generar energía en un barco

 
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