O navio solar ou barco solar ☀️ Possível uso de módulos de vidro solar transparente ☑️
Publicado em: 12 de setembro de 2021 / Atualização de: 12 de setembro de 2021 - Autor: Konrad Wolfenstein
Os barcos solares que utilizam a radiação solar como fonte de energia através da energia fotovoltaica, até agora sempre utilizando energia fotovoltaica, também são chamados de navios solares. Graças à sua boa eficiência numa ampla gama de desempenhos, o motor elétrico é superior ao motor de combustão em termos de consumo de energia. A potência de acionamento geralmente está na faixa de algumas centenas de watts a alguns quilowatts. Os acumuladores são geralmente usados como buffers. Em teoria, eles têm alcance ilimitado – semelhante a um veleiro. Ao contrário dos barcos à vela, são particularmente adequados para navegar em canais e rios. A maioria dos barcos elétricos conhecidos como barcos solares não só possuem um gerador solar, mas também podem ser carregados com carregadores de rede. Com esse conceito, o barco fica conectado à rede no cais. Se houver também um inversor, a bateria do navio pode ser carregada até ficar cheia e a energia do gerador solar do navio pode então ser alimentada na rede. No entanto, para distâncias mais longas em águas abertas ou mares, geralmente são necessários acionamentos adicionais, como velas, geradores eólicos ou a diesel. Estes últimos são úteis em ambientes frios para fornecer aquecimento ao mesmo tempo. Em barcos pequenos, os motores de força muscular provaram ser bem-sucedidos em vez dos geradores a diesel. Devido à sua baixa densidade de potência, os acionamentos solares não são adequados para aplicações com requisitos de alta potência a longo prazo (por exemplo, altas velocidades).
Abaixo estão alguns exemplos inovadores:
Barco solar Basilisk 1
Em 1989, o trimarã Basilisk 1 completou uma viagem: Basileia – Koblenz – Trier – Saarbrücken – Estrasburgo – Basileia. Em 1990 até uma viagem de Basileia quase a Ibiza (2.000 km). A 50 km da chegada, o capitão do barco Matthias Wegmann teve que desistir do barco devido ao acúmulo de circunstâncias infelizes e foi resgatado por um cargueiro. Dados técnicos: comprimento 5 m, largura 4,5 m, deslocamento 0,3 t, 4 passageiros, 2 beliches, PV 500 Wp/10 km/h, motor 2 kW/13 km/h, bateria (chumbo) 2 kWh/ 60kg. Este barco com rodas dobráveis podia até circular na estrada como um veículo solar a 30 km/h, mas nunca foi legalizado na estrada.
Barco solar Basilisk 2
Versão melhorada do Basilisk 1: Como os barcos solares nunca conseguem atingir o desempenho dos veleiros no mar, mas os veleiros são praticamente inúteis em rios/canais, este barco foi projetado exclusivamente para águas interiores. Opera nos rios e canais da França e agora está sediada em Dijon. Dados técnicos: comprimento 6 m, largura 4,5 m, deslocamento 0,5 t, PV 800 Wp/10 km/h, motor 24 V 2 kW/12 km/h, bateria primeiro (chumbo) 4 kWh/120 kg, depois (LiFeYPo4) 5 kWh/50 kg, 4 passageiros, 4 camas. Característica especial: As rodas do reboque são montadas nos estabilizadores e um engate de reboque removível é montado na proa, para que quando dobrado o barco possa ser rebocado por qualquer carro sem reboque adicional.
Barco solar Basilisk 3
O primeiro e, até 2017, o único barco solar que percorreu o percurso Basileia-Amesterdão-Basel (velocidade actual até 12km/h) de 7 a 31 de Julho de 2010, o que corresponde a cerca de 70km/dia. Como um trimarã com casco principal em treliça ondulada, ele conseguia atingir 16 km/h com 6 kW. Dados técnicos: comprimento 12 m, largura 4,5 m, deslocamento vazio 2t, com 12 passageiros 3t, células solares 1,8 kWp/12 km/h, motor 6 kW/16 km/h, bateria de chumbo 20 kWh 600 kg, 6 beliches, WC , cozinha.
Balsa solar Aditya
Aditya é uma balsa movida a energia solar que opera entre Vaikkom e Thavanakkadavu, no estado indiano de Kerala. O navio foi inaugurado pelo ministro-chefe de Kerala, Sri. Pinarayi Vijayan e o Ministro do Gabinete Central de Energia e Energias Renováveis, Sri. Piyush Goyal foi inaugurado em 12 de janeiro de 2017.
É a primeira balsa movida a energia solar da Índia e o maior barco movido a energia solar da Índia. A embarcação foi projetada e construída pela NavAlt Solar and Electric Boats em Kochi, Índia. A NavAlt é uma joint venture entre a Navgathi Marine Design and Constructions, Alternative Energies (França) e EVE Systems (França).
Em agosto de 2020, a MarineLink informou que o estado de Kerala substituirá as três balsas a diesel que operam na mesma rota por balsas solares até o final do ano, mencionando que o Aditya custa cerca de US$ 79 por mês, em comparação com US$ 2.867 para balsas movidas a diesel. Em três anos, o Aditya economizou mais de 100 mil litros de diesel. O departamento estadual de transporte aquaviário do governo de Kerala também decidiu substituir todas as suas 48 balsas a diesel por balsas solares.
Navio solar Alstersonne
Em 2000, Alster Touristik em Hamburgo nomeou o navio solar “Alstersonne”. Com 26,53 metros de comprimento, era a maior nave solar do mundo na época. É um catamarã com dois motores de 8 kW cada.[7] Tem capacidade para 100 pessoas e foi inicialmente dotado de uma cobertura de vidro acrílico na qual foram integrados módulos fotovoltaicos. Em 2006, a cobertura de vidro acrílico foi substituída por vidro real e a inclinação dos módulos de vidro foi modificada.
Catamarã solar Tûranor PlanetSolar
O Tûranor PlanetSolar é um catamarã batizado em 31 de março de 2010 que funciona exclusivamente com energia solar. Era a maior embarcação movida a energia solar da época, medindo 31 m de comprimento e pesando 84 t. O navio, movido por motores de 240 kW, foi usado para circunavegar o mundo. Começou em Mônaco em 27 de setembro de 2010, atravessou o Canal do Panamá e chegou às Ilhas Galápagos no final de janeiro de 2011. Depois de quase 485 dias, a nave solar voltou a Mônaco no dia 4 de maio de 2012, completando assim sua viagem ao redor do mundo.
A história do navio remonta a 2004. Naquela época, o paramédico suíço Raphaël Domjan queria ser a primeira pessoa a circunavegar o mundo num barco solar. Juntamente com o seu parceiro, o político e navegador francês Gérard d'Aboville, desenvolveu as primeiras ideias para este projeto. D'Aboville foi a primeira pessoa a cruzar o Atlântico sozinho e depois o Pacífico num barco a remo nas décadas de 1980 e 1990. Os dois planejaram inicialmente construir um pequeno navio para duas pessoas. Então, o empresário de Darmstadt e herdeiro da Wella, Immo Ströher, soube do projeto por meio de uma reportagem na imprensa. Ele convenceu Domjan e d'Aboville a construir um barco maior. Ele também planejou uma estratégia de comunicação profissional e um conceito de reutilização.
O projeto, cujo custo total ronda os 15 milhões de euros, foi financiado em grande parte pela Immo Ströher e pela sua holding suíça Rivendell, que investe principalmente em tecnologias nas áreas das energias renováveis, reciclagem e proteção ambiental. Ströher foi um dos primeiros empresários na Alemanha a promover a energia solar. A fundação das empresas Solon, Q-Cells, Younicos e Grundgrün, entre outras, foi possível graças ao seu apoio.
O design futurista com um casco principal e dois secundários vem do designer neozelandês Craig Loomes, da empresa neozelandesa LomOcean Design.
Navio solar Europa
O navio a motor elétrico Europa opera como barco de excursão no Maschsee, em Hanover.
Navio solar Spree shuttle
O “Spree Shuttle” (anteriormente “Gaienhofen”) percorreu 5.000 km entre junho de 2000 e outubro de 2003. No verão de 2003, a nave solar só precisou de duas cargas da rede elétrica. No total, foram transportados mais de 4.000 passageiros.
Catamarã solar MobiCat
MobiCat é um catamarã de passageiros movido a eletricidade. Ele obtém sua energia motriz da energia solar. A embarcação foi lançada em julho de 2001 e desde então navega no Lago Biel.
Barcaça Orca dez quebrou
O Orca ten Broke é uma embarcação fluvial não convencional que funciona como navio-seminário e não utiliza combustíveis fósseis.
A embarcação fluvial neutra em CO2 e aprovada para 199 pessoas foi construída em Ostseestaal, em Stralsund. As balsas Fährbär movidas a energia solar de Berlim também foram criadas aqui. O navio é dividido em três conveses, o casco e a superestrutura são de aço. O convés mais baixo abriga o equipamento técnico das salas de máquinas e 4 baterias, bem como os tanques. O convés intermediário de 2,4 m de altura abriga a sala de seminários, que se estende por toda a largura do navio e pode ser dividida em três salas separadas por meio de divisórias. Acima está o terraço com os módulos solares.
O Orca ten Broke, com 35,55 m de comprimento e 8,25 m de largura, é movido por um motor elétrico de 110 kW alimentado por uma bateria com capacidade de 200 kWh.
A bateria é carregada por módulos fotovoltaicos com potência de 32 kWp no telhado e um gerador. Quando o clima está favorável, o sistema fotovoltaico pode cobrir toda a necessidade energética. O sistema de bateria tem capacidade de 250 quilowatts-hora. O gerador é movido por um motor Deutz tipo BF6M1013M, aprovado para combustíveis parafínicos, como óleos vegetais hidrogenados, óleos vegetais reciclados e gorduras residuais, bem como combustíveis líquidos de gás natural (GtL) e biomassa (BtL). No futuro, serão utilizados os chamados e-combustíveis (PtL), ou seja, combustíveis neutros em CO2 provenientes do excesso de eletricidade. O motor funciona com base no princípio de “acoplamento de potência e calor” e fornece eletricidade e calor para água quente e aquecimento. Um tanque tampão de 1.500 litros foi fornecido para esse fim. O piso radiante, o bom isolamento e as janelas com vidros múltiplos garantem baixas necessidades de calor.
O objetivo do conceito de energia é transferir tecnologias eficientes que já foram implementadas com sucesso em edifícios de baixo consumo de energia para o navio-seminário. O conceito energético foi desenvolvido pelo proprietário Felix Eisenhardt e realizado em conjunto com Ingo Schillinger do estaleiro.
Caso não seja possível a amarração ou ancoragem, o “estacionamento” pode ser feito através de postes de ancoragem rebatíveis. O navio foi entregue em novembro de 2017 e transferido para Berlim.
Nave solar
Desde junho de 2004, o maior catamarã solar de aço inoxidável do mundo navega no Neckar, em Heidelberg. O barco de excursão e fretamento, orgulhosamente chamado de “SolarShip”, pesa 51 toneladas e tem 24,95 m de comprimento, oferecendo 80 assentos cobertos e 30 assentos adicionais no convés aberto. A uma velocidade de serviço de cerca de 14 km/h, a sua autonomia com baterias carregadas é de pelo menos 110 km. É movido por dois motores elétricos trifásicos, cada um com 25 kW. Apenas a área central do teto deste veículo é coberta com células solares, de modo que há uma visão clara nas laterais e na metade do caminho.
Navios Wesers
Desde abril de 2006, dois barcos movidos a energia solar têm sido usados no Weser em Hameln e têm tido muito sucesso para fins turísticos. Este projecto turístico terá continuidade em 2008 com modelos de barcos novos e tecnicamente actualizados.
Catamarã solar Sun21
No início de Dezembro de 2006, o Sun21, um catamarã solar construído na Suíça, partiu de Sevilha para a primeira travessia do Atlântico num barco solar. Após escala nas Ilhas Canárias, o barco com seus 5 tripulantes chegou ao porto de Le Marin, na Martinica, no Caribe, em 2 de fevereiro de 2007, e ao destino Nova York, em 8 de maio. Martin Vosseler iniciou o projeto.
Nave solar Sólon
O Sun21 foi o protótipo de um navio solar nas águas de Berlim. Em 12 de agosto de 2009, o Solon foi batizado pelo prefeito Klaus Wowereit. O navio Suncat 58 possui um gerador solar Solon com potência de 5,6 kWp. Os motores do catamarã têm uma potência elétrica total de 2×8 kW. O armazenamento da bateria é suficiente para 10 horas de operação sem sol. Um SunCat 58 pode acomodar até 60 pessoas. Além do Solon, o mesmo fabricante também oferece pequenos barcos solares para até 12 pessoas e até um luxuoso iate solar.
Navio de pesquisa Solgenia
Os barcos elétricos ou solares equipados com tecnologia híbrida fotovoltaico-hidrogénio utilizam uma combinação de energia fotovoltaica e células de combustível, estas últimas movidas a hidrogénio, que por sua vez é produzido de forma reversível através de células solares. Um protótipo pioneiro no mundo, o “Solgenia”, está sendo desenvolvido como navio de pesquisa na Universidade de Konstanz e está em operação prática no Lago Constança desde o início de 2007.
Navio de hidrogênio solar Energy Observer
O Energy Observer, lançado em abril de 2017, é o primeiro navio do mundo a gerar e ser movido a hidrogênio. Desenvolvido em colaboração com engenheiros do CEA-LITEN, o barco tem como objetivo testar e comprovar a eficiência de uma cadeia produtiva completa baseada no acoplamento de diversas energias renováveis. Após o seu lançamento, o barco partiu numa viagem mundial de seis anos na primavera de 2017 para otimizar as suas tecnologias e liderar uma expedição que levará a soluções duradouras para a transição energética. O barco foi nomeado o primeiro embaixador francês dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável pelo Ministério Francês para uma Transição Ecológica e Solidária.
O 1º Observador de Energia do Mundo a Hidrogénio
é um projecto que gira em torno de um navio experimental e da sua expedição cujo principal objectivo é encontrar soluções concretas, inovadoras e de sucesso para a transição energética. Graças às suas tecnologias, será o primeiro navio do mundo capaz de produzir hidrogénio descarbonizado a bordo graças a um mix energético. É muitas vezes referido como “Solar Impulse of the Seas” porque as tecnologias desenvolvidas lembram o projecto solar de Bertrand Piccard e André Borschberg, ou como “Modern day Calypso” porque o navio serve como plataforma de produção de conteúdos mediáticos sobre ecologia, sustentabilidade desenvolvimento e transição energética devem ser usados.
A missão científica Energy Observer
é um laboratório flutuante concebido para testar uma arquitetura energética inovadora em condições extremas para provar a sua viabilidade em terra. O sistema energético inclui três fontes de energia renováveis (solar, eólica e hidroelétrica) e dois tipos de armazenamento (baterias de iões de lítio para utilização a curto prazo e hidrogénio para utilização a longo prazo). O navio pode produzir hidrogênio diretamente a bordo por meio da eletrólise da água do mar. O objetivo é testar e otimizar estes blocos tecnológicos para que funcionem em conjunto de forma harmoniosa e o objetivo de total autonomia energética seja alcançado. Todos os anos o navio retornará ao estaleiro para analisar a navegação e o desenvolvimento das tecnologias a bordo.
Tecnologias utilizadas
O navio experimental, concebido em colaboração com uma equipa de arquitectos navais e o CEA-LITEN de Grenoble, é o primeiro navio capaz de produzir hidrogénio a bordo de forma autónoma e sem emissões de gases com efeito de estufa, utilizando energias renováveis. O navio produzirá e armazenará hidrogênio usando uma combinação energética de água do mar: 3 tipos de painéis solares em uma área de 130 metros quadrados (pico de 21 kW), 2 turbinas eólicas de eixo vertical (2 x 1 kW), 1 pipa de reboque e 2 motores elétricos reversíveis (2×41 kW) para produção de hidrogénio, 1 bateria de lítio (106 kWh), 1 central de dessalinização, 1 eletrolisador, 1 compressor, 1 célula de combustível (22 kW) e 62 kg de hidrogénio. Todo o sistema de hidrogênio pesa 2.100 quilos. Em 2019, foi utilizada uma bateria nova e mais leve.
Catamarã solar SolarWave
A SolarWave foi lançada em 17 de dezembro de 2009, batizada em 27 de janeiro de 2010 e partiu em 7 de abril de 2010 para a primeira circunavegação do mundo autossuficiente em energia. O catamarã solar tem 14 m de comprimento e 7,5 m de largura e pesa 12 toneladas. Existem 57 m² de painéis solares no telhado do Solarwave e ele é alimentado por motores elétricos de 2 × 10 kW. O que há de único no Solarwave é que, além do propulsor, todas as unidades de navegação, operação e residências, bem como os veículos elétricos de apoio (bote e e-bike) são movidos a energia solar. O projeto visa demonstrar a viabilidade da mobilidade solar global num barco desportivo oceânico adequado para famílias e encorajar a imitação. Em 2010, o barco cruzou a Europa pelo Reno, Meno e Danúbio e navegou pelo Mar Negro.
Catamarã solar Solaaris
O Solaaris é um catamarã de alumínio que entrou em serviço em 2 de abril de 2012 no estaleiro Ostseestaal em Stralsund e substitui o ônibus aquático “Landois” que foi desativado no Aasee em Münster.
O navio, destinado a 68 passageiros, tem deslocamento de aproximadamente 14 toneladas e calado de 0,5 m, tem 15,64 m de comprimento, 4,6 m de largura e é alimentado por dois motores elétricos de 15 kW compostos por duas baterias de íons de lítio de 55 kWh.
28 módulos solares com 185 Wp cada no telhado plano destinam-se a apoiar as baterias nas cerca de oito viagens por dia que vão dos Terraços Aasee / Ponte Dourada, passando pelo cais do museu ao ar livre Mühlenhofin, até o zoológico / história natural para todos os climas. museu e volta.
Projetos semelhantes
O navio a hidrogénio solar Energy Observer junta-se a uma série de grandes projetos de investigação e desenvolvimento que promovem a tecnologia, a sociedade e o ambiente e transmitem uma mensagem a favor das energias renováveis. Esta série também inclui a escuna polar Tara, que viaja pelos oceanos do mundo para a ciência e proteção ambiental desde 2007, o Solar Impulse, a primeira aeronave solar, e o Planet Solar, que foi o primeiro veículo elétrico solar a circunavegar o mundo em 2010. Em outubro de 2016, a Fundação Race for Water Odyssey anunciou que iria equipar o catamarã Planet Solar, movido inteiramente a energia solar, com tecnologia de hidrogénio para uma viagem à volta do mundo com ambições semelhantes às do projecto Energy Observer.
Os navios planejados, mas ainda não realizados, com produção de combustível de hidrogênio a bordo utilizando energias renováveis são os “Orcelle”. Esta balsa é considerada o “carro-chefe verde” da Wallenius Wilhelmsen Logistics, uma empresa de navegação norueguesa-sueca. Ele usa energia solar e das ondas para gerar hidrogênio a bordo para alimentar o navio. Outro navio a hidrogénio que ainda não foi construído é o iate oceânico “Eco-Trimaran”, que também utiliza a energia do sol e das ondas. A energia eólica não é aproveitada com velas, mas com turbina eólica. Esta fonte de energia também pode contribuir para a produção de hidrogénio a bordo, mesmo durante os períodos de estadia.
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