sábado, 14 de marzo de 2015

Cómo y para qué instalar un panel solar en nuestro barco?


Cómo y para qué instalar un panel solar en nuestro barco?






Panel solar Solartec producido en la Argentina
El objetivo de esta nota NO es precisamente explicar el funcionamiento teórico de los Paneles Solares, sino darle al nauta  toda la  información  necesaria  para que pueda decidir si le sirve esta tecnología de acuerdo a las necesidades particulares de su embarcación para instalarlo o no.  

En términos generales y sin tener en cuenta la arquitectura interna, existen dos tipos de paneles solares: los rígidos y los flexibles. Si bien estos últimos son un poco mas eficientes, se utilizan muchísimo menos ya que su mayor eficiencia sólo se logra cuando los rayos solares inciden perpendicularmente a su superficie, lo que en un barco es imposible que suceda siempre; así que al final del día termina produciendo mas energía el rígido que adicionalmente es más barato.







Empecemos primero con el "¿Para qué?"


La principal razón para instalar un panel solar en nuestro barco es sin duda la de alargar la vida útil de las baterías, teniendo en cuenta que una batería sub cargada termina indefectiblemente "sulfatándose". (1)  
 

A la hora de instalar un panel solar debemos tener en cuenta que en la latitud donde está ubicada la ciudad de Buenos Aires el sol entrega un promedio anual de 1000 Watts por metro cuadrado, mas al Norte es un poco mayor y hacia el Sur menos (2). Si quisiésemos cargar solamente el 50 % de la energía de una batería o banco de ellas en el período de tiempo que indica la norma IEC 60896 (3), no  nos alcanzaría con cubrir con paneles solares la totalidad de la superficie de la cubierta!!!. 

Pero sin embargo el panel es una excelente alternativa para evitar la auto descarga  de una o del banco de baterías (4)  y/o agregar la carga que restó reponerse luego del arranque o del uso habitual en la navegación. Otro claro ejemplo de efectiva utilización es en los veleros propulsados con motores fuera de borda y en los que se encuentran efectuando largas travesías. En este último caso, combinado con un generador eólico y un Alternador auxiliar acoplado a la línea de eje, un hidro generador o una pila de combustible (ver nota anterior Pilas de combustible de uso náutico) o si usted no concurre regularmente a su barco (léase al menos dos veces al mes, y sobre todo en invierno) y no tiene un marinero que encienda el motor.  


En marzo de 2011 trayendo un barco desde Río de Janeiro, 
en el Puerto de Punta del Este me encontré con los impresionantes  IMOCA Open 60 que estaban participando de la VELUX 5 Oceans Race; ninguno de estos barcos utilizaban el alternador del motor para la recarga de los bancos de baterías, sino que utilizaban Pilas de Combustible, Paneles Solares, Hidro Generadores y Generadores Eólicos.  De todas estas tecnologías la única que no se está  comercializando  aún en el mundo es  la Pila de Combustible.


En la popa de este  IMOCA Open 60 por detrás de la balsa salvavidas puede apreciarse un Hidro Generador (el año pasado Trimer comenzó su distribución para Argentina y Uruguay) y sobre la banda de babor un generador eólico y un panel solar.


Cómo instalar un panel solar en nuestro barco?


El primer problema a resolver es  decidir dónde  instalar físicamente  el Panel Solar. Para ello debemos saber que  para obtener la máxima eficiencia el panel debe apuntar  hacia el Norte (estando nosotros en el hemisferio Sur) con una inclinación con respecto al horizonte que varía según la latitud a la que estemos ubicados (5). Si  el barco tiene arco radar de existir espacio allí lo instalaremos, sino debemos hacer construir un caño del mismo diámetro que el utilizado dentro del balcón de popa con un herraje que permita ajustar la orientación y la inclinación, el cual deberá  ir atornillado  mediante un tintero a la cubierta del barco, dentro del balcón de popa.  En algunos barcos por la altura o largo de la botavara la única alternativa de fijar el panel es a los caños del balcón de popa.

En cuanto a las características eléctricas el mercado ofrece paneles para baterías de 6, 12 y 24 Volts de diversas potencias, pero en lo personal no instalaría uno de menos de 20 watts y jamás sin su correspondiente regulador de carga dado que sin él estaríamos  friendo la batería, ya que en algunas condiciones del sol (cerca del mediodía) el panel puede llegar a suministrar algo más de 17 volts de tensión de salida.

Si queremos mantener bien cargados ambos bancos de baterías   (arranque y servicio) entonces debemos instalar un separador de carga (battery isolator) para gestionar la carga sin que circulen "corrientes parásitas" entre las baterías debido a su distinta resistencia interna y  estado de carga.   Según la instalación eléctrica particular de cada barco se deberá instalar  de una, dos o tres entradas y de dos o tres salidas. 


En cuanto a la sección de los cables a utilizar ver mi nota La Caída de Tensión en Corriente Continua y su aplicación en la náutica.



Regulador de carga de 30 Amperes





En los dos bornes de la derecha deberían estar conectados los cables del sensor de temperatura de las baterías. Esto es para hacerlas funcionar en el intervalo que va de los 15 a los 25ºC ya que a partir de los 23 grados centígrados, y por cada 9 grados de incremento de la temperatura la vida útil puede acortarse a la mitad. Ver mi nota http://refit-dm.blogspot.com.ar/2012/01/los-mitos-de-las-baterias.html
























Glosario y Referencias.


(1
) En el interior de una batería de Plomo-Ácido ocurre una reacción química reversible. Cuando la batería está plenamente cargada tenemos ácido sulfúrico con una disolución en agua de 
1,280 g/ml. En la descarga baja la concentración del ácido sulfúrico porque se crea sulfato de plomo y aumenta la cantidad de agua liberada en la reacción.  Hay un punto de NO retorno en el cual por más que apliquemos tensión externa en los bornes de la batería la corriente que por ella circula NO puede transformar el sulfato de plomo (PbSO4) en óxido de plomo (PbO2) y debemos reemplazarla. 

A esta imposibilidad de revertir la  reacción  química  interna de la batería se la denomina sulfatación.


(2) Esta energía está calculada en un panel fijo apuntando siempre hacia el Norte; navegando es menor y con un Sistema Automático de Seguimiento que mantiene siempre el panel perpendicular a los rayos del sol obtenemos 1367 Watts. Téngase en cuenta que la eficiencia energética de un panel foto-voltaico es menor al 45%.



(3) IEC es la sigla del International Electrotechnical Committee, y la Norma en cuestión establece que el período de carga es de 3 horas, mientras que el de descarga dura 21 horas)



(4) La auto descarga puede ser del orden de 1% al 15% mensual (si la batería está ya muy estropeada). Las altas temperaturas favorecen este molesto efecto electroquímico. Por ejemplo a 30º C de temperatura, la auto descarga será el DOBLE que a 24º C.

(5)  La siguiente tabla suministrada por Solartec S.A. nos muestra la inclinación que deberá  tener el panel que estamos instalando en función de la latitud donde estemos ubicados.



Latitud del lugar

Inclinación con respecto al horizonte
0 a 15 º
15 a 25 º
25 a 30 º
30 a 35 º
35 a  40 º
Más de 40
15 º
Igual a la latitud
Latitud más 5 º
Latitud más 10 º
Latitud más 15 º
Latitud más 20 º

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