¿Qué soluciones para recargar mis baterías?

Alternador, cargador, panel solar ¿Qué solución(es) debo adoptar para producir electricidad y proteger mi batería? Un repaso detallado de todos los medios de carga que existen actualmente en el mercado.

L'invité de la Rédaction Publicado el 19-12-2018

Una vez que el equilibrio eléctrico del barco ( ver nuestro tema para determinar su equilibrio eléctrico ), debe utilizarse para dimensionar el sistema de recarga de las baterías a bordo. Esta recarga puede realizarse de diferentes maneras: cargador de muelle, alternador, paneles solares, generador eólico, alternador de eje de hélice. ¿Cuál es la mejor solución? Descripción de todos estos medios de carga y, sobre todo, cálculo del coste de utilización de estos productores de electricidad.

Utilizando nuestro ejemplo de un paquete de baterías de servicio de plomo-ácido de 400 Ah, ¿qué soluciones tenemos a nuestra disposición?

Moyens de charge en Ã©lectricitÃ© sur un bateau — Medios de carga eléctrica en un barco

El cargador de muelles, ¡imprescindible!

Con un cargador conectado a los 220 V del muelle, la lógica consiste en dimensionar el cargador para poder recargar las baterías durante la noche, repartiendo el consumo instantáneo de la placa.

Los fabricantes de baterías recomiendan una potencia de carga entre el 20% y el 25% de la capacidad de la batería. En nuestro ejemplo, un cargador de 80 A haría el trabajo perfectamente (20% de 400 Ah).

La recarga a través de un cargador de 220 V depende en gran medida de la corriente disponible en la plataforma. En efecto, si tienes un cargador de 12V y 100A, necesitará al menos entre 15 y 17A a 220V de la toma de corriente, ¡sin tener en cuenta los consumidores instantáneos! Cuidado, algunos puertos limitan la corriente disponible en los terminales de los pantalanes a 6 u 8 A

Un cargador de este tipo recargará las baterías en 8 horas.

El alternador y el regulador, una inversión inteligente

En nuestros barcos, el alternador está acoplado al motor principal. Cuando el motor se pone en marcha a bordo, el alternador comienza a cargar la batería. Los alternadores suministrados de serie con el motor intraborda no suelen ser suficientes para cubrir la carga de un paquete de baterías. Sólo están calculados para recargar una batería de arranque para diésel. Por ello, a menudo es necesario cambiar por un modelo más potente.

Con un alternador de 100 ó 120 A equipado con un cargador de alternador o un regulador de alternador (capaz de suministrar una carga trifásica), las baterías totalmente descargadas pueden recargarse completamente con 8 horas de funcionamiento del motor. De hecho, al final del ciclo, son necesarias 4 horas de carga en modo "Absorción" para aumentar la carga de la batería del 80 al 100%.

Un potente conjunto de alternador y regulador marino cuesta 1.500 euros instalado con un coste de combustible (funcionamiento del motor) de 0,06 euros/Ah producido.

Generadores de gasolina o diesel (grupo electrógeno), auxiliares eficientes y baratos

Según su tamaño, estos generadores producen entre 2 000 y 4 000 W. Un generador de 4.000 W suministrará aproximadamente 16 A a 220 V.

Es importante contar con un cargador potente (el cargador de tierra al que se conectará el generador) que pueda absorber significativamente la potencia del generador.

Estos generadores están disponibles en diésel, en versiones relativamente silenciosas, metidos en un capullo insonorizado. Las baterías se cargan a través del generador y del cargador. Con un cargador de 100 A, tardarán 8 horas en cargarse.

Una unidad de 4000 W insonorizada y de bajo consumo representa una inversión inicial de 5000 euros para un coste consumible de 0,03 euros/Ah producido.

No mencionamos los "pequeños generadores" cuya potencia limitada les impide cargar un banco de baterías como el de nuestro estudio.

Colectores fotovoltaicos, generadores muy variables

Se puede pensar razonablemente en instalar dos paneles fotovoltaicos en un velero para una potencia máxima de 300 a 400 W. Esta cifra significa que estos sensores pueden producir 400W de pico (¡en el máximo de condiciones óptimas!), transformados por un regulador MPPT en 30A.

Sin ningún otro productor de electricidad, teniendo en cuenta los consumidores instantáneos y en condiciones óptimas de luz solar, será imposible recargar completamente una batería sólo con estos paneles solares. El inconveniente de estos sensores es su fuerte dependencia de la luz y la ausencia de sombra. Así, podemos estimar la producción de 150A en un día soleado y 20A en un día medio para una instalación de este tipo (verano/invierno).

El precio de esta instalación sería de 1.000 euros, sin costes de combustible que financiar.

La pila de combustible, un dispositivo auxiliar muy eficiente pero caro

Es un generador silencioso y no contaminante que proporciona una producción de electricidad autónoma, independientemente de las condiciones meteorológicas. La pila de combustible aprovecha la transformación electroquímica del agua y el metanol en el ánodo y el oxígeno en el cátodo de una pila, con el CO2 como único producto liberado.

En el caso que estamos estudiando, una batería comercial potente, que entregue 9A permitirá acercarse a la autonomía eléctrica en silencio!

El precio de una instalación es de 6000 euros con un coste de combustible de 0,5 euros/Ah producido.

Hidrogeneradores, generadores auxiliares muy bien adaptados a los cruceros y travesías oceánicas

Este equipo, instalado en el espejo de popa o bajo el casco, consta de un alternador puesto en movimiento por un eje conectado a una hélice sumergida en la popa del barco. Producen alrededor de 10 A dependiendo de la velocidad del yate. En función del perfil de navegación o de la meteorología, estos sistemas pueden recargar de 0 a 120 Ah/día.

En la navegación costera, son buenas ayudas para la carga, pero inadecuadas para recargar completamente las baterías del sistema que estamos estudiando, ya que las travesías son demasiado cortas. En las travesías, cuando el yate navega varios días seguidos, el hidrogenerador funciona las 24 horas del día. En estas condiciones, estos dispositivos permiten recargar las baterías mientras se reparte el consumo a bordo.

El precio de un buen hidrogenerador de popa es de unos 6.500 euros, incluida la instalación, sin costes adicionales de combustible.

Los aerogeneradores, generadores auxiliares eficientes y baratos, pero demasiado a menudo ruidosos..

Según las condiciones del viento, la producción de un aerogenerador varía entre 0 y 240 Ah/día.

Es posible instalar dos aerogeneradores para maximizar la carga en los periodos de viento y así alcanzar a veces la autonomía energética. La calidad del montaje y el equilibrado del aerogenerador requieren mucho cuidado. Estas hélices que giran con el viento tienden a crear ruidos de silbido y generan vibraciones que se transmiten a toda la embarcación.

La instalación de un aerogenerador de buena calidad cuesta, incluida la instalación, unos 2.500 euros sin ningún coste adicional de combustible.

Alternadores de eje, ¡un dispositivo sencillo que ha demostrado su eficacia!

También conocidos como alternadores de estela, los alternadores de eje funcionan aprovechando el momento de giro del eje de la hélice, que queda libre con el motor apagado. La velocidad del barco a vela impulsa la hélice sumergida que hace funcionar el alternador del eje, produciendo energía.

Estos dispositivos son capaces de producir la mayor parte de su potencia a bajas velocidades a partir de 3 nudos y la máxima a partir de 5 nudos, velocidad a la que suelen entregar entre 20 y 25 A.

A la manera de los hidrogeneradores, estos dispositivos pueden permitir, durante largas jornadas de navegación, recargar completamente nuestras baterías repartiendo el consumo del barco en una docena de horas. Sin embargo, no producen ninguna energía una vez que el barco está inmovilizado.

Este tipo de carga tiende a desaparecer en los veleros modernos. De hecho, la propulsión se realiza cada vez más con un propulsor de vela que sustituye al tradicional eje de la hélice. Además, cuando todavía hay un eje, debido a la forma plana de los cascos modernos, no hay espacio suficiente para colocar una polea en el eje de la hélice. Además, este sistema tiene el inconveniente de obligar a la hélice a girar cuando se navega a vela, lo que provoca ruido y desgaste en el inversor.

CONCLUSIONES

La perfecta consideración de las necesidades energéticas de la embarcación y su traducción en la capacidad de la batería sólo tiene sentido si se añade un sistema de carga adaptado.

La elección final depende a menudo del espacio disponible a bordo para instalar estos sistemas (¿dónde colocar los paneles solares?), del deseo de tener un aparato voluminoso (mi aerogenerador no es realmente elegante a bordo) y también del equipamiento de a bordo..

Hemos podido comprobar que cada recarga tiene sus ventajas e inconvenientes. El panel solar es silencioso, pero sólo carga durante el día, el aerogenerador sólo produce cuando hay viento, hay que navegar para que la hidrogeneradora cargue, el cargador de tierra sólo funciona al alcance de un enchufe de 220 V..

A menudo, la solución reside en la combinación de diferentes soluciones de carga. Siempre que su cartera pueda soportarlo..