Los barcos solares que utilizan la radiación solar como fuente de energía mediante energía fotovoltaica, hasta ahora siempre utilizando energía fotovoltaica, también se denominan barcos solares. Gracias a su buena eficiencia en una amplia gama de prestaciones, el motor eléctrico es superior al motor de combustión en términos de consumo de energía. La potencia de accionamiento suele oscilar entre unos pocos cientos de vatios y unos pocos kilovatios. Los acumuladores se suelen utilizar como amortiguadores. En teoría, tienen un alcance ilimitado, similar a un velero. A diferencia de los veleros, son especialmente adecuados para navegar por canales y ríos. La mayoría de barcos eléctricos conocidos como barcos solares no sólo cuentan con un generador solar, sino que también pueden cargarse mediante cargadores de red. Con este concepto, el barco está conectado a la red en el muelle. Si además hay un inversor, la batería del barco se puede cargar hasta que esté llena y la energía del generador solar del barco se puede inyectar a la red. Sin embargo, para distancias más largas en aguas abiertas o mares, normalmente se necesitan accionamientos adicionales como velas, generadores eólicos o diésel. Estos últimos son útiles en ambientes fríos para proporcionar calefacción al mismo tiempo. En embarcaciones pequeñas, los motores de potencia muscular han dado buenos resultados en lugar de los generadores diésel. Debido a su baja densidad de potencia, los accionamientos solares no son adecuados para aplicaciones con requisitos de potencia elevados a largo plazo (por ejemplo, altas velocidades).
A continuación se muestran algunos ejemplos innovadores:
Barco solar Basilisco 1
En 1989 el trimarán Basilisk 1 completó una gira: Basilea – Koblenz – Trier – Saarbrücken – Estrasburgo – Basilea. En 1990 incluso un viaje desde Basilea casi hasta Ibiza (2.000 km). A 50 km de la meta, el capitán Matthias Wegmann tuvo que abandonar el barco debido a circunstancias desafortunadas y fue rescatado por un carguero. Datos técnicos: largo 5 m, ancho 4,5 m, cilindrada 0,3 t, 4 pasajeros, 2 literas, PV 500 Wp/10 km/h, motor 2 kW/13 km/h, batería (plomo) 2 kWh/ 60 kg. Este barco con ruedas plegables podía incluso circular por carretera como un móvil solar a 30 km/h, pero nunca fue legal en circulación.
Barco solar Basilisco 2
Versión mejorada de Basilisk 1: Dado que los barcos solares nunca pueden alcanzar el rendimiento de los veleros en el mar, pero los veleros son prácticamente inútiles en ríos/canales, este barco fue diseñado exclusivamente para aguas interiores. Opera en los ríos y canales de Francia y ahora tiene su sede en Dijon. Datos técnicos: largo 6 m, ancho 4,5 m, cilindrada 0,5 t, PV 800 Wp/10 km/h, motor 24 V 2 kW/12 km/h, batería primero (plomo) 4 kWh/120 kg, luego (LiFeYPo4) 5 kWh/50 kg, 4 pasajeros, 4 literas. Particularidad: Las ruedas del remolque están montadas en los estabilizadores y un enganche de remolque extraíble en la proa, de modo que cuando está plegado el barco puede ser remolcado por cualquier coche sin remolque adicional.
Barco solar Basilisco 3
El primer y hasta 2017 el único barco solar que cubrió la ruta Basilea-Ámsterdam-Basilea (velocidad actual de hasta 12 km/h) del 7 al 31 de julio de 2010, lo que corresponde a unos 70 km/día. Como trimarán con casco principal de armadura de olas, alcanzaba 16 km/h con 6 kW. Datos técnicos: largo 12 m, ancho 4,5 m, cilindrada en vacío 2t, con 12 pasajeros 3t, células solares 1,8 kWp/12 km/h, motor 6 kW/16 km/h, batería de plomo 20 kWh 600 kg, 6 literas, WC , cocina.
Ferry solar Aditya
Aditya es un ferry de energía solar que opera entre Vaikkom y Thavanakkadavu en el estado indio de Kerala. El barco fue inaugurado por el Ministro Principal de Kerala, Sri. Pinarayi Vijayan y el Ministro de Energía y Energías Renovables del Gabinete Central, Sri. Piyush Goyal inauguró el 12 de enero de 2017.
Es el primer ferry de la India con energía solar y el barco con energía solar más grande de la India. El buque fue diseñado y construido por NavAlt Solar and Electric Boats en Kochi, India. NavAlt es una empresa conjunta entre Navgathi Marine Design and Constructions, Alternative Energies (Francia) y EVE Systems (Francia).
En agosto de 2020, MarineLink informó que el estado de Kerala reemplazará los tres ferries diésel que recorren la misma ruta por transbordadores solares para finales de año, y mencionó que el Aditya cuesta alrededor de 79 dólares al mes, en comparación con los 2867 dólares de los ferries propulsados por diésel. En tres años, el Aditya ha ahorrado más de 100.000 litros de diésel. El departamento estatal de transporte acuático del gobierno de Kerala también ha decidido sustituir sus 48 transbordadores diésel por transbordadores solares.
Barco solar Alstersonne
En el año 2000, el Alster Touristik de Hamburgo nombró al barco solar "Alstersonne". Con 26,53 metros de largo, era en su momento el barco solar más grande del mundo. Es un catamarán con dos motores de 8 kW cada uno.[7] Tiene capacidad para 100 personas y inicialmente estaba dotado de un techo de cristal acrílico en el que se integraron módulos fotovoltaicos. En 2006 se sustituyó el techo de cristal acrílico por cristal auténtico y se modificó la inclinación de los módulos de cristal.
Catamarán solar Tûranor PlanetSolar
El Tûranor PlanetSolar es un catamarán bautizado el 31 de marzo de 2010 que funciona exclusivamente con energía solar. Era la embarcación de propulsión solar más grande de la época: medía 31 m de largo y pesaba 84 t. El barco, propulsado por motores de 240 kW, se utilizó para dar la vuelta al mundo. Partió de Mónaco el 27 de septiembre de 2010, cruzó el Canal de Panamá y llegó a las Islas Galápagos a finales de enero de 2011. Después de casi 485 días, el barco solar regresó a Mónaco el 4 de mayo de 2012, completando así su viaje alrededor del mundo.
La historia del barco se remonta al año 2004. En aquella época, el paramédico suizo Raphaël Domjan quería ser la primera persona en dar la vuelta al mundo en un barco solar. Junto con su socio, el político y navegante francés Gérard d'Aboville, desarrolló las primeras ideas para este proyecto. D'Aboville fue la primera persona en cruzar solo el Atlántico y luego el Pacífico en un bote de remos en los años 1980 y 1990. Inicialmente los dos planearon construir un pequeño barco para dos personas. Fue entonces que el empresario de Darmstadt y heredero de Wella, Immo Ströher, se enteró del proyecto a través de un informe de prensa. Convenció a Domjan y d'Aboville para que construyeran un barco más grande. También planificó una estrategia de comunicación profesional y un concepto de reutilización.
El proyecto, cuyo coste total asciende a unos 15 millones de euros, fue financiado en gran parte por Immo Ströher y su holding suizo Rivendell, que invierte principalmente en tecnologías en los sectores de energías renovables, reciclaje y protección del medio ambiente. Ströher fue uno de los primeros empresarios en Alemania en promover la energía solar. Gracias a su apoyo fue posible la fundación de las empresas Solon, Q-Cells, Younicos y Grundgrün, entre otras.
El diseño futurista con un casco principal y dos secundarios proviene del diseñador neozelandés Craig Loomes, de la empresa neozelandesa LomOcean Design.
Barco solar Europa
El barco eléctrico Europa funciona como barco de excursión en el lago Maschsee de Hannover.
Barco solar Lanzadera Spree
El “Spree Shuttle” (antes “Gaienhofen”) recorrió 5.000 kilómetros entre junio de 2000 y octubre de 2003. En el verano de 2003, el barco solar sólo necesitaba dos cargas de la red eléctrica. En total se transportaron más de 4.000 pasajeros.
Catamarán solar MobiCat
MobiCat es un catamarán de pasajeros de propulsión eléctrica. Obtiene su energía motriz de la energía solar. La embarcación fue botada en julio de 2001 y desde entonces navega por el lago Biel.
Barcaza Orca diez se rompió
El Orca ten Broke es un barco de navegación interior no convencional que sirve como barco seminario y no utiliza combustibles fósiles.
En Ostseestaal, Stralsund, se construyó el barco de navegación interior con neutralidad de CO2 y homologado para 199 personas. Aquí también se construyeron los ferries berlineses con batería solar Fährbär. El barco está dividido en tres cubiertas, el casco y la superestructura son de acero. La cubierta más baja alberga el equipamiento técnico del motor y 4 salas de baterías, así como los tanques. En la entrecubierta de 2,4 m de altura se encuentra la sala de seminarios, que se extiende a lo largo de todo el ancho del barco y se puede dividir en tres salas separadas mediante biombos. Encima se encuentra la terraza con los módulos solares.
El Orca ten Broke, de 35,55 m de largo y 8,25 m de ancho, está propulsado por un motor eléctrico de 110 kW alimentado por una batería con una capacidad de 200 kWh.
La batería se carga mediante módulos fotovoltaicos de 32 kWp de potencia situados en el tejado y un generador. Cuando el tiempo es favorable, el sistema fotovoltaico puede cubrir toda la necesidad energética. El sistema de baterías tiene una capacidad de 250 kilovatios hora. El generador está propulsado por un motor Deutz tipo BF6M1013M, que está homologado para combustibles parafínicos como aceites vegetales hidrogenados, aceites vegetales reciclados y grasas residuales, así como combustibles líquidos procedentes de gas natural (GtL) y biomasa (BtL). En el futuro se utilizarán los llamados e-fuels (PtL), es decir, combustibles neutros en CO2 procedentes del exceso de electricidad. El motor funciona según el principio de “acoplamiento de potencia y calor” y suministra electricidad y calor para agua caliente y calefacción. Para ello se preparó un depósito de inercia de 1.500 litros. La calefacción por suelo radiante, un buen aislamiento y las ventanas con múltiples acristalamientos garantizan unas bajas necesidades de calor.
El objetivo del concepto energético es transferir al barco seminario tecnologías eficientes que ya se han implementado con éxito en edificios de bajo consumo energético. El concepto energético fue desarrollado por el propietario Felix Eisenhardt y realizado junto con Ingo Schillinger del astillero.
Si no es posible amarrar o fondear, se puede “estacionar” utilizando postes de anclaje abatibles. El barco fue entregado en noviembre de 2017 y trasladado a su ubicación en Berlín.
nave solar
Desde junio de 2004 navega en el Neckar de Heidelberg el catamarán solar de acero inoxidable más grande del mundo. El barco de excursión y alquiler, llamado con orgullo “SolarShip”, pesa 51 toneladas y mide 24,95 m de largo, y ofrece 80 asientos cubiertos y 30 asientos adicionales en la cubierta abierta. A una velocidad de servicio de unos 14 km/h, su autonomía con las baterías cargadas es de al menos 110 km. Está propulsado por dos motores eléctricos trifásicos de 25 kW cada uno. Sólo la zona central del techo de este vehículo está cubierta con células solares, por lo que hay una visión clara hacia los lados y hasta la mitad de la altura.
barcos weser
Desde abril de 2006 se utilizan en el Weser de Hamelín dos barcos propulsados por energía solar que han tenido mucho éxito con fines turísticos. Este proyecto turístico continuará en 2008 con modelos de barcos nuevos y técnicamente más modernos.
Catamarán solar Sun21
A principios de diciembre de 2006, el Sun21, un catamarán solar construido en Suiza, partió de Sevilla para realizar la primera travesía del Atlántico en un barco solar. Después de una escala en las Islas Canarias, el barco con sus cinco tripulantes llegó el 2 de febrero de 2007 al puerto de Le Marin en Martinica, en el Caribe, y al destino Nueva York el 8 de mayo. Martin Vosseler inició el proyecto.
Nave solar Solon
El Sun21 fue el prototipo de un barco solar en aguas de Berlín. El 12 de agosto de 2009, el Solon fue bautizado por el alcalde Klaus Wowereit. El barco Suncat 58 dispone de un generador solar Solon con una potencia de 5,6 kWp. Los motores del catamarán tienen una potencia eléctrica total de 2×8 kW. La capacidad de almacenamiento de la batería es suficiente para 10 horas de funcionamiento sin sol. Un SunCat 58 tiene capacidad para 60 personas. Además del Solon, el mismo fabricante también ofrece pequeños barcos solares con capacidad para 12 personas e incluso un lujoso yate solar.
Buque de investigación Solgenia
Los barcos eléctricos o solares equipados con tecnología híbrida fotovoltaica-hidrógeno utilizan una combinación de energía fotovoltaica y pilas de combustible, esta última alimentada por hidrógeno, que a su vez se produce de forma reversible mediante células solares. En la Universidad de Constanza se está desarrollando un primer prototipo mundial, el "Solgenia", como buque de investigación y que desde principios de 2007 se encuentra en funcionamiento en el lago de Constanza.
Barco de hidrógeno solar Energy Observer
El Energy Observer, botado en abril de 2017, es el primer barco del mundo que genera y funciona con hidrógeno. Desarrollado en colaboración con ingenieros de CEA-LITEN, el barco tiene como objetivo probar y demostrar la eficiencia de una cadena de producción completa basada en el acoplamiento de diversas energías renovables. Tras su botadura, el barco emprendió en la primavera de 2017 una gira mundial de seis años para optimizar sus tecnologías y liderar una expedición que conducirá a soluciones duraderas para la transición energética. El barco fue nombrado el primer embajador francés de los Objetivos de Desarrollo Sostenible por el Ministerio francés para una Transición Ecológica y Solidaria.
El 1st Hydrogen Ship Around the World
Energy Observer es un proyecto que gira en torno a un barco experimental y su expedición cuyo principal objetivo es encontrar soluciones concretas, innovadoras y exitosas para la transición energética. Gracias a sus tecnologías, será el primer barco del mundo capaz de producir hidrógeno descarbonizado a bordo gracias a un mix energético. A menudo se le conoce como "Impulso solar de los mares" porque las tecnologías desarrolladas recuerdan al proyecto solar de Bertrand Piccard y André Borschberg, o como "Calypso moderno" porque el barco sirve como plataforma de producción de contenidos mediáticos sobre ecología, sostenibilidad. Se debe utilizar el desarrollo y la transición energética.
La misión científica Energy Observer
es un laboratorio flotante diseñado para probar una arquitectura energética innovadora en condiciones extremas para demostrar su viabilidad en tierra. El sistema energético incluye tres fuentes de energía renovables (solar, eólica e hidroeléctrica) y dos tipos de almacenamiento (baterías de iones de litio para uso a corto plazo e hidrógeno para uso a largo plazo). El barco puede producir hidrógeno directamente a bordo mediante electrólisis del agua de mar. El objetivo es probar y optimizar estos componentes tecnológicos para que funcionen juntos de manera armoniosa y se logre el objetivo de una autonomía energética completa. Cada año el barco regresará al astillero para analizar la navegación y el desarrollo de las tecnologías a bordo.
Tecnologías utilizadas
El barco experimental, diseñado en colaboración con un equipo de arquitectos navales y el CEA-LITEN de Grenoble, es el primer barco capaz de producir hidrógeno a bordo de forma autónoma y sin emisiones de gases de efecto invernadero utilizando energías renovables. El barco producirá y almacenará hidrógeno utilizando una combinación energética de agua de mar: 3 tipos de paneles solares en una superficie de 130 metros cuadrados (21 kW pico), 2 aerogeneradores de eje vertical (2 x 1 kW), 1 cometa de remolque y 2 motores eléctricos reversibles (2×41 kW) para producción de hidrógeno, 1 batería de litio (106 kWh), 1 desaladora, 1 electrolizador, 1 compresor, 1 pila de combustible (22 kW) y 62 kg de hidrógeno. Todo el sistema de hidrógeno pesa 2.100 kilos. En 2019 se utilizó una batería nueva y más ligera.
Catamarán solar SolarWave
El SolarWave fue lanzado el 17 de diciembre de 2009, bautizado el 27 de enero de 2010 y partió el 7 de abril de 2010 para realizar la primera vuelta al mundo autosuficiente desde el punto de vista energético. El catamarán solar tiene 14 m de largo, 7,5 m de ancho y pesa 12 toneladas. En el techo del Solarwave hay 57 m² de paneles solares y está propulsado por 2 motores eléctricos de 10 kW. La particularidad del Solarwave es que, además de la propulsión, todas las unidades de navegación, operativas y domésticas, así como los vehículos de apoyo eléctricos (bote auxiliar y bicicletas eléctricas), funcionan con energía solar. El proyecto tiene como objetivo demostrar la viabilidad de la movilidad solar global en un barco deportivo oceánico apto para familias y fomentar la imitación. En 2010, el barco cruzó Europa por el Rin, el Meno y el Danubio y navegó por el Mar Negro.
Catamarán solar Solaaris
El Solaaris es un catamarán de aluminio que entró en servicio el 2 de abril de 2012 en el astillero Ostseestaal de Stralsund y sustituye al autobús acuático "Landois" que fue desmantelado en el Aasee de Münster.
El barco, destinado a 68 pasajeros, tiene un desplazamiento de aproximadamente 14 toneladas y un calado de 0,5 m, mide 15,64 m de largo, 4,6 m de ancho y está propulsado por dos motores eléctricos de 15 kW compuestos por dos baterías de iones de litio de 55 kWh.
28 módulos solares de 185 Wp cada uno colocados en el tejado plano sirven para alimentar las baterías en los ocho trayectos diarios que van desde las Terrazas del Aasee/Puente Dorado, pasando por el embarcadero del museo al aire libre Mühlenhofin, hasta el zoológico/historia natural apto para todo tiempo. museo y regreso.
Proyectos similares
El buque solar de hidrógeno Energy Observer se suma a una serie de grandes proyectos de investigación y desarrollo que promueven la tecnología, la sociedad y el medio ambiente y transmiten un mensaje a favor de las energías renovables. Esta serie también incluye la goleta polar Tara, que desde 2007 viaja por los océanos del mundo para la ciencia y la protección del medio ambiente, Solar Impulse, el primer avión solar, y Planet Solar, que fue el primer vehículo eléctrico solar que dio la vuelta al mundo en 2010. En octubre de 2016, la Fundación Race for Water Odyssey anunció que equiparía el catamarán Planet Solar, propulsado íntegramente por energía solar, con tecnología de hidrógeno para una vuelta al mundo con ambiciones similares a las del proyecto Energy Observer.
Los barcos planificados pero aún no realizados con producción de combustible de hidrógeno a bordo utilizando energías renovables son los "Orcelle". Se dice que este ferry es el “buque insignia verde” de Wallenius Wilhelmsen Logistics, una compañía naviera noruego-sueca. Utiliza energía solar y de las olas para generar hidrógeno a bordo para alimentar el barco. Otro barco de hidrógeno que aún no se ha construido es el yate oceánico “Eco-Trimaran”, que también utiliza la energía del sol y las olas. La energía eólica no se utiliza con velas, sino con un aerogenerador. Esta fuente de energía también puede contribuir a la producción de hidrógeno a bordo, incluso durante las épocas de estancia.
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