Si bien una gran mayoría de embarcaciones acuáticas funcionan con motores diésel , aunque también son populares los motores de gasolina y de vela , los barcos propulsados por electricidad se utilizan desde hace más de 120 años. Los barcos eléctricos fueron muy populares desde la década de 1880 [2] hasta la década de 1920, cuando el motor de combustión interna se volvió dominante. Desde las crisis energéticas de la década de 1970, el interés por esta fuente de energía marina silenciosa y potencialmente renovable ha aumentado constantemente, especialmente a medida que se dispone de células solares más eficientes , que por primera vez hacen posibles embarcaciones a motor con una autonomía de crucero teóricamente infinita, como los veleros . El primer barco solar práctico se construyó probablemente en 1975 en Inglaterra . [3] El primer velero eléctrico que completa una vuelta al mundo (incluido un tránsito por el Canal de Panamá ) utilizando únicamente tecnologías verdes es EcoSailingProject.
Uno de los principales beneficios del cambio a los barcos eléctricos desde los que funcionan con combustibles fósiles, además del beneficio ambiental, es el bajo costo de operación. Esto se puede entender si evaluamos el coste de la energía mecánica procedente de diferentes fuentes: motor diésel, energía de la red almacenada en baterías para motores, y adición de energía solar a la red almacenada en baterías para motores. La diferencia entre el motor diésel y los otros dos depende del coste del combustible y del coste de la red en la región respectiva. pero en un lugar como la India esto podría ser un factor o diez. [4]
Historia
Temprano
Uno de los primeros barcos eléctricos fue desarrollado por el inventor alemán Moritz von Jacobi en 1839 en San Petersburgo , Rusia . Era un barco de 7,3 m (24 pies) que transportaba 14 pasajeros a 4,8 km/h (3 millas por hora). Se demostró con éxito al emperador Nicolás I de Rusia en el río Neva .
Edad de oro
Fueron necesarios más de 30 años de desarrollo de baterías y motores antes de que el barco eléctrico se convirtiera en una propuesta práctica. Este método de propulsión disfrutó de una especie de época dorada entre 1880 y 1920, aproximadamente, cuando los motores fuera de borda de gasolina se convirtieron en el método dominante. Gustave Trouvé , un ingeniero eléctrico francés, patentó un pequeño motor eléctrico en 1880. Inicialmente sugirió que el motor podría impulsar un conjunto de ruedas de paletas para propulsar botes en el agua, y luego abogó por el uso de una hélice .
Un emigrante austríaco en Gran Bretaña, Anthony Reckenzaun , jugó un papel decisivo en el desarrollo de los primeros barcos eléctricos prácticos. Mientras trabajaba como ingeniero para Electrical Power Storage Company, realizó muchos trabajos originales y pioneros en diversas formas de tracción eléctrica. En 1882 diseñó la primera lancha eléctrica importante impulsada por baterías de almacenamiento y llamó al barco Electricity . [5] El barco tenía un casco de acero y medía más de siete metros de largo. Las baterías y los equipos eléctricos quedaron ocultos a la vista debajo de la zona de asientos, aumentando el espacio disponible para el alojamiento de los pasajeros. Los barcos se utilizaron para excursiones de ocio por el río Támesis y proporcionaron un viaje muy tranquilo, limpio y tranquilo. El barco podría funcionar durante seis horas y operar a una velocidad promedio de 8 millas por hora. [6]
Moritz Immisch fundó su empresa en 1882 en sociedad con William Keppel, séptimo conde de Albemarle , especializándose en la aplicación de motores eléctricos al transporte. La empresa contrató a Magnus Volk como director para el desarrollo de su departamento de lanzamiento eléctrico. Después de 12 meses de trabajos experimentales iniciados en 1888 con un esquife randan , la empresa encargó la construcción de cascos a los que equiparon con aparatos eléctricos. La primera flota del mundo de lanchas eléctricas de alquiler, con una cadena de estaciones de carga eléctrica , se estableció a lo largo del río Támesis en la década de 1880. Un mapa de placer del Támesis de 1893 muestra ocho "estaciones de carga para lanchas eléctricas" entre Kew ( Strand-on-the-Green ) y Reading ( Caversham ). [2] La empresa construyó su sede en la isla llamada Platt's Eyot .
Desde 1889 hasta poco antes de la Primera Guerra Mundial, durante la temporada de navegación y las regatas , los silenciosos barcos eléctricos navegaban río arriba y río abajo. [7]
Los ricos utilizaban ampliamente las lanchas eléctricas de la empresa como medio de transporte a lo largo del río. Los grandes barcos se construían con teca o caoba y estaban lujosamente amueblados, con vidrieras, cortinas de seda y cojines de terciopelo. La empresa de Immisch encargó a William Sargeant la construcción del Mary Gordon en 1898 para el Ayuntamiento de Leeds para su uso en el lago Roundhay Park ; el barco aún sobrevive y actualmente está siendo restaurado. [8] Esta lujosa embarcación de recreo de 70 pies de largo podría transportar hasta 75 pasajeros cómodamente. Las lanchas se exportaban a otros lugares: se utilizaban en Lake District y en todo el mundo.
En la Feria Mundial de Chicago de 1893 , 55 lanchas desarrolladas a partir del trabajo de Anthony Reckenzaun transportaron a más de un millón de pasajeros. [9] [10] Los barcos eléctricos tuvieron un período inicial de popularidad entre 1890 y 1920, aproximadamente, antes de que la aparición del motor de combustión interna los expulsara de la mayoría de las aplicaciones.
La mayoría de los barcos eléctricos de esta época eran pequeños barcos de pasajeros que navegaban en aguas sin mareas en una época en la que la única alternativa energética era el vapor .
Rechazar
Con la llegada del motor fueraborda de gasolina , el uso de energía eléctrica en los barcos decayó a partir de la década de 1920. Sin embargo, en algunas situaciones, el uso de embarcaciones eléctricas ha persistido desde principios del siglo XX hasta la actualidad. Uno de ellos está en el lago Königssee , cerca de Berchtesgaden, en el sureste de Alemania . Aquí el lago se considera tan respetuoso con el medio ambiente que los barcos a vapor y a motor están prohibidos desde 1909. En lugar de ello, la empresa Bayerische Seenschifffahrt y sus predecesores han explotado una flota de lanchas eléctricas para proporcionar un servicio público de pasajeros en el lago. [11] [12] [13]
Los primeros submarinos propulsados eléctricamente se construyeron en la década de 1890, como el submarino español Peral , botado en 1888. [14] Desde entonces, la energía eléctrica se ha utilizado casi exclusivamente para la propulsión de submarinos bajo el agua (tradicionalmente mediante baterías), aunque se utilizaba diésel. utilizado para alimentar directamente la hélice mientras estaba en la superficie hasta el desarrollo de la transmisión diésel-eléctrica por parte de la Marina de los EE. UU. en 1928, en la que la hélice siempre estaba impulsada por un motor eléctrico, la energía provenía de baterías mientras estaba sumergida o de un generador diésel mientras estaba en la superficie.
El uso de la propulsión combinada de combustible y electricidad ( combinada diésel-eléctrica o gas , o CODLOG) se ha extendido gradualmente a lo largo de los años hasta el punto de que algunos transatlánticos modernos como el Queen Mary 2 utilizan únicamente motores eléctricos para la propulsión real, impulsados por Motores diésel y de turbina de gas. Las ventajas incluyen la posibilidad de hacer funcionar los motores de combustible a una velocidad óptima en todo momento y la posibilidad de montar el motor eléctrico en una cápsula que puede girar 360° para aumentar la maniobrabilidad. Tenga en cuenta que en realidad no se trata de un barco eléctrico , sino más bien de una variante de propulsión diésel-eléctrica o de turbina-eléctrica , similar a la propulsión diésel o eléctrica utilizada en los submarinos desde la Primera Guerra Mundial .
Renacimiento
El uso de electricidad únicamente para propulsar embarcaciones se estancó, aparte de su uso fuera de borda como motores de pesca por curricán, hasta que la Duffy Electric Boat Company de California comenzó a producir en masa pequeñas embarcaciones eléctricas en 1968. No fue hasta 1982 que se formó la Electric Boat Association y se utilizó energía solar. Los barcos comenzaron a emerger. [15] Para reducir la fricción y aumentar el alcance, algunos barcos utilizan hidroalas . [16] El remolcador eWolf que se botó en marzo de 2024 tiene una batería de propulsión principal de 6,2 megavatios-hora y dos propulsores eléctricos y es más potente que los remolcadores diésel del puerto. [17]
Componentes
Los componentes principales del sistema de propulsión de cualquier embarcación de propulsión eléctrica son similares en todos los casos, y similares a las opciones disponibles para cualquier vehículo eléctrico .
Cargador
La energía eléctrica para el banco de baterías debe obtenerse de alguna fuente como el sol.
Un cargador de red permite cargar el barco desde la red eléctrica cuando esté disponible. Las centrales eléctricas costeras están sujetas a controles ambientales mucho más estrictos que el motor diésel o fueraborda marino promedio. Comprando electricidad verde es posible operar barcos eléctricos utilizando energía sostenible o renovable . Para embarcaciones grandes, puede ser necesaria una batería en tierra para proporcionar más energía a corto plazo de la que la red puede suministrar.
Los paneles solares se pueden integrar en el barco en áreas razonables de la cubierta, el techo de la cabina o como toldos. Algunos paneles solares, o conjuntos fotovoltaicos, pueden ser lo suficientemente flexibles como para adaptarse a superficies ligeramente curvadas y pueden pedirse en formas y tamaños inusuales. No obstante, los tipos monocristalinos rígidos y más pesados son más eficientes en términos de producción de energía por metro cuadrado. La eficiencia de los paneles solares disminuye rápidamente cuando no apuntan directamente al sol, por lo que alguna forma de inclinar los paneles mientras están en marcha es muy ventajosa.
Los generadores remolcados son comunes en los yates de crucero de larga distancia y pueden generar mucha energía cuando se viaja a vela. Si un barco eléctrico también tiene velas y se utilizará en aguas profundas (a más de 15 m o 50 pies de profundidad), entonces un generador remolcado puede ayudar a acumular carga de batería mientras navega (no tiene sentido arrastrar un generador de este tipo mientras navega). bajo propulsión eléctrica ya que la resistencia adicional del generador desperdiciaría más electricidad de la que genera ). Algunos sistemas de energía eléctrica utilizan la hélice de rueda libre para generar carga a través del motor de propulsión cuando se navega, pero este sistema, incluido el diseño de la hélice y cualquier engranaje, no se puede optimizar para ambas funciones. Es posible que sea mejor bloquearlo o apagarlo mientras la turbina más eficiente del generador remolcado recolecta energía.
Las turbinas eólicas son habituales en los yates de crucero y pueden adaptarse muy bien a los barcos eléctricos. Existen consideraciones de seguridad con respecto a las palas giratorias, especialmente con viento fuerte. Es importante que el barco sea lo suficientemente grande como para que la turbina pueda montarse fuera del camino de todos los pasajeros y la tripulación en todas las circunstancias, incluso cuando esté junto a un muelle, un banco o un embarcadero. También es importante que el barco sea lo suficientemente grande y estable para que el obstáculo superior creado por la turbina en su poste o mástil no comprometa su estabilidad en caso de viento fuerte o vendaval. Unos generadores eólicos suficientemente grandes podrían producir un barco eléctrico totalmente propulsado por el viento. Aún no se conocen embarcaciones de este tipo, aunque existen algunas embarcaciones propulsadas por turbinas eólicas mecánicas .
En los barcos eléctricos híbridos, si un barco tiene un motor de combustión interna de todos modos, su alternador proporcionará una carga significativa cuando esté en funcionamiento. Se utilizan dos esquemas: el motor de combustión y el motor eléctrico están ambos acoplados al propulsor ( híbrido en paralelo ), o el motor de combustión acciona un generador únicamente para cargar las baterías de almacenamiento ( híbrido en serie ).
En todos los casos, se necesita un regulador de carga . Esto garantiza que las baterías se carguen a su velocidad máxima segura cuando haya energía disponible, sin sobrecalentamiento ni daños internos, y que no se sobrecarguen cuando se acerquen a la carga completa.
Una alternativa a la carga es cambiar las baterías en el puerto. Ofrece el beneficio de eliminar la necesidad de esperar a que se complete la recarga antes de zarpar. Este enfoque tiene el potencial de permitir electrificar barcos y ferries con horarios ajustados, ya que la carga se puede realizar en el puerto sin limitaciones de tiempo. [18]
banco de baterias
En los últimos años se han producido importantes avances técnicos en la tecnología de baterías y se esperan más en el futuro.
Las baterías de plomo-ácido seguían siendo la opción más viable hasta la llegada de baterías de iones de litio más grandes, producidas en masa para automóviles eléctricos aproximadamente a partir de 2012. Las baterías de "tracción" de ciclo profundo son la opción obvia. Son pesados y voluminosos, pero no mucho más que el motor diésel, los tanques y los accesorios que pueden reemplazar. Deben estar montados de forma segura, bajos y situados en el centro del barco. Es fundamental que no puedan moverse bajo ningún concepto. Se debe tener cuidado de que no haya riesgo de que se derrame el ácido fuerte en caso de volcar, ya que esto podría ser muy peligroso. También es necesaria la ventilación de gases explosivos de hidrógeno y oxígeno. Las baterías de plomo-ácido típicas deben mantenerse recargadas con agua destilada.
Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA), generalmente conocidas como baterías selladas de plomo-ácido, de gel o AGM , minimizan el riesgo de derrames y los gases solo se ventilan cuando las baterías están sobrecargadas. Estas baterías requieren un mantenimiento mínimo, ya que no pueden (y normalmente no necesitan) rellenarse con agua.
Las baterías de hidruro metálico de níquel , de iones de litio y otros tipos están cada vez más disponibles, pero siguen siendo caras. Este es el tipo de baterías que actualmente son comunes en herramientas manuales recargables como taladros y destornilladores, pero son relativamente nuevas en este entorno. Requieren controladores de carga diferentes a los que se adaptan a los tipos de plomo-ácido.
En este caso , iones de litio generalmente significa baterías de fosfato de hierro y litio , que, aunque son más pesadas que otras de iones de litio, son más seguras para aplicaciones marinas. Son caros, pero en aplicaciones que necesitan fiabilidad y robustez, como los ferries que funcionan la mayor parte del día (10 a 12 horas al día), esta es la mejor opción. Tiene una vida mucho más larga: de 5 a 7 años de ciclo de vida.
Las pilas de combustible o las baterías de flujo pueden ofrecer importantes ventajas en los próximos años. Sin embargo, hoy en día (2017) siguen siendo caros y requieren equipos y conocimientos especializados.
Entre las diversas químicas de las baterías, la elección entre carga rápida (LTO, NMC, etc.) o carga lenta (LFP) se decide mediante un análisis económico que considera el gasto de capital (CAPEX), los gastos operativos (OPEX) y el costo total de propiedad (TCO). Se observa que para una mayor necesidad de energía debido a la alta velocidad o al gran peso con carga intermitente es un área donde las baterías de carga rápida se vuelven más económicas. [4]
El tamaño del banco de baterías determina la autonomía de la embarcación con energía eléctrica. La velocidad a la que se impulsa el barco también afecta la autonomía: una velocidad más baja puede suponer una gran diferencia en la energía necesaria para mover el casco. Otros factores que afectan el alcance incluyen el estado del mar, las corrientes, el viento y cualquier carga que pueda recuperarse mientras está en marcha, por ejemplo mediante paneles solares a pleno sol. Una turbina eólica con buen viento ayudará, y la navegación a motor con cualquier viento podría hacerlo aún más.
Controlador de velocidad
Para que la embarcación sea utilizable y maniobrable, se necesita un controlador de velocidad de avance/parada/retroceso fácil de operar. Esto debe ser eficiente (es decir, no debe calentarse ni desperdiciar energía a ninguna velocidad) y debe ser capaz de soportar toda la corriente que posiblemente podría fluir en cualquier condición de carga completa. Uno de los tipos más comunes de controladores de velocidad utiliza modulación de ancho de pulso (PWM). Los controladores PWM envían pulsos de potencia de alta frecuencia a los motores. A medida que se necesita más potencia, los pulsos se vuelven más duraderos.
Motor eléctrico
Se utiliza una amplia variedad de tecnologías de motores eléctricos . Se utilizaron y se siguen utilizando motores de CC tradicionales bobinados en campo. Hoy en día, muchos barcos utilizan motores CC ligeros de imanes permanentes. La ventaja de ambos tipos es que, si bien la velocidad se puede controlar electrónicamente, esto no es un requisito. Algunos barcos utilizan motores de CA o motores sin escobillas de imanes permanentes. Las ventajas de estos son la falta de conmutadores que puedan desgastarse o fallar y las corrientes, a menudo más bajas, que permiten cables más delgados; las desventajas son la dependencia total de los controladores electrónicos necesarios y los voltajes generalmente altos que requieren un alto nivel de aislamiento.
tren motriz
Los barcos tradicionales utilizan un motor interno que impulsa una hélice a través de un eje de hélice completo con cojinetes y sellos. A menudo se incorpora una reducción de engranajes para poder utilizar una hélice más grande y más eficiente. Puede ser una caja de cambios tradicional, engranajes planetarios coaxiales o una transmisión con correas o cadenas. Debido a la pérdida inevitable asociada con los engranajes, muchas transmisiones la eliminan utilizando motores lentos de alto torque. El motor eléctrico puede encapsularse en una cápsula con la hélice y fijarse fuera del casco (saildrive) o en un accesorio fueraborda (motor fueraborda).
Tipos
Hay tantos tipos de embarcaciones eléctricas como embarcaciones con cualquier otro método de propulsión, pero algunos tipos son importantes por varias razones.
Existen barcos eléctricos históricos y restaurados, como el Mary Gordon Electric Boat, que suelen ser proyectos importantes para quienes participan en ellos.
La ansiedad por el alcance es una preocupación común para quienes consideran la propulsión eléctrica en un barco. En 2018, la tripulación del Rigging Doctor a bordo del Wisdom cruzó el Océano Atlántico con un motor eléctrico. [19]
Barcos por canales, ríos y lagos. Los barcos eléctricos, con su alcance y rendimiento limitados, han tendido a utilizarse principalmente en vías navegables interiores, donde su total ausencia de contaminación local es una ventaja significativa. Los propulsores eléctricos también están disponibles como propulsión auxiliar para yates de vela en aguas interiores.
Los motores fueraborda y de pesca por curricán eléctricos están disponibles desde hace algunos años a precios que van desde unos 100 dólares (EE.UU.) hasta varios miles de dólares. Estos requieren baterías externas en el fondo del barco, pero por lo demás son prácticos artículos de una sola pieza. La mayoría de los fuerabordas eléctricos disponibles no son tan eficientes como los motores personalizados, pero están optimizados para el uso previsto, por ejemplo, para pescadores de aguas interiores. Son silenciosos y no contaminan el agua ni el aire, por lo que no ahuyentan ni dañan a peces, pájaros y otros animales salvajes. Combinados con modernos paquetes de baterías impermeables, los fuerabordas eléctricos también son ideales para yates y otras embarcaciones de recreo costeras.
Se han inventado motos acuáticas eléctricas , pero aún no se han comercializado por completo. Estas embarcaciones utilizan sistemas de baterías internas de alta potencia que están impermeabilizadas e impulsan la embarcación a altas velocidades mediante una propulsión a chorro. El primer proyecto exitoso de moto acuática eléctrica es el de la empresa estadounidense ELAQUA Marine. [20]
Los yates de crucero suelen tener un motor auxiliar, y tiene dos usos principales: uno es navegar a motor o navegar a motor en el mar cuando el viento es ligero o viene en la dirección equivocada. La otra es proporcionar los últimos 10 minutos aproximadamente de propulsión cuando el barco está en puerto y necesita ser maniobrado para atracar en un puerto deportivo o puerto deportivo abarrotado y confinado. La propulsión eléctrica no es adecuada para cruceros prolongados a máxima potencia, aunque la potencia necesaria para avanzar lentamente con aire ligero y mar en calma es pequeña. En el segundo caso, los accionamientos eléctricos son ideales, ya que se pueden controlar con precisión y pueden proporcionar una potencia sustancial durante cortos periodos de tiempo.
El primer ferry eléctrico de batería de Noruega es el MV Ampere , [21] [22] [23] con capacidad para 120 coches y 12 camiones. A noviembre de 2016 [actualizar], ha recorrido 106.000 km. Su batería tiene capacidad para 1 MWh de energía, pero el tiempo de carga de 9 minutos a veces no es suficiente y es necesario instalar más batería. Noruega ha programado varios otros proyectos de transbordadores eléctricos . [24] Basándose en datos operativos, Siemens concluye en un análisis del ciclo de vida que 61 de las 112 rutas de transbordadores diésel de Noruega podrían sustituirse por transbordadores eléctricos con un plazo de recuperación de la inversión de 5 años. El análisis incluye costes auxiliares como cargadores, red, etc. [25]
En Finlandia , el Föri , el histórico ferry de la ciudad de Turku que cruza el río Aura hasta Abo, se convirtió a propulsión totalmente eléctrica en abril de 2017. El barco se presentó como un ferry de vapor de leña en 1904, se convirtió a funcionamiento diésel en 1955 y ahora proporciona un servicio diario continuo desde las 06.15 hasta última hora de la tarde para pasajeros a pie y en bicicleta con batería. La carga se realiza por la noche. [26]
Se consideran otros proyectos en Canadá, Suecia y Dinamarca. [27] [28] [29]
El primer ferry solar de la India , un barco de 75 pasajeros, que funciona con energía solar y se carga con baterías de litio, entró en servicio en 2017. [30] Según las predicciones de consumo, el tiempo de recuperación es de 3 años. [31] [32] [33]
Algunos ferries pueden cargar sus baterías a bordo mientras están atracados mediante un pantógrafo . [34]
Híbrido diésel-eléctrico : Existe un tercer uso potencial para un auxiliar diésel y es el de cargar las baterías, cuando de repente empiezan a menguar lejos de la costa en mitad de la noche, o fondeados después de algunos días de vida a bordo. En este caso, cuando se espera este tipo de uso, tal vez en un yate de crucero más grande, se puede diseñar desde el principio una solución combinada diésel-eléctrica. El motor diésel se instala con la finalidad principal de cargar los bancos de baterías, y el motor eléctrico con la de propulsión. Hay cierta reducción en la eficiencia si se conduce por largas distancias, ya que la energía del diésel se convierte primero en electricidad y luego en movimiento, pero hay un ahorro de equilibrio cada vez que las baterías cargadas de viento, vela y energía solar se utilizan para maniobrar y para trayectos cortos sin arrancar el diésel. Existe la flexibilidad de poder arrancar el diésel como un generador puro cuando sea necesario. Las principales pérdidas son de peso y coste de instalación, pero en los barcos de crucero más grandes que pueden permanecer anclados utilizando grandes motores diésel durante horas todos los días, esto no supone un problema demasiado grande, en comparación con los ahorros que se pueden conseguir en otros momentos. Un ejemplo es el barco pesquero Selfa El-Max 1099, [37] con batería de 135 kWh y generador diésel de 80 kW. [38] Un buque de suministro propulsado por GNL comenzó a operar en 2016 con una batería de 653 kWh/1600 kW que actúa como reserva giratoria durante el posicionamiento dinámico , ahorrando entre un 15 y un 30 % de combustible. [39]
Propulsión solar: Un barco propulsado por energía solar directa es un vehículo solar marino . La luz solar disponible casi siempre se convierte en electricidad mediante células solares, se almacena temporalmente en baterías de acumuladores y se utiliza para impulsar una hélice a través de un motor eléctrico. Los niveles de potencia suelen ser del orden de unos pocos cientos de vatios a unos pocos kilovatios. Los barcos de propulsión solar comenzaron a darse a conocer alrededor de 1985 y en 1995 aparecieron los primeros barcos de pasajeros solares comerciales. [40] Los barcos impulsados por energía solar se han utilizado con éxito en el mar. La primera travesía del Océano Atlántico se realizó en el invierno de 2006/2007 con el catamarán solar Sun21. [41] [42] (ver también Lista de barcos impulsados por energía solar )
Barcos eléctricos con cable.
Los trolebuses son una categoría especial de barcos eléctricos: son embarcaciones que reciben su energía eléctrica a través de cables. Esto puede implicar cables aéreos, donde uno o dos cables se fijan sobre el agua y el barco puede hacer contacto con ellos para extraer corriente eléctrica, o se puede utilizar un cable de sujeción impermeable para conectar el barco a la costa. En el caso de un solo cable aéreo el circuito eléctrico tiene que ser cerrado por la propia agua, dando lugar a una mayor resistencia y corrosión de los electrodos. En el caso de dos cables, no es necesario enviar corriente eléctrica a través del agua, pero los cables gemelos, que provocan un cortocircuito cuando entran en contacto entre sí, complican la construcción.
Naturalmente, el barco tiene que permanecer cerca del cable o de su punto de amarre y, por lo tanto, su maniobrabilidad es limitada. En ferries y canales estrechos esto no supone ningún problema. El ferry Straussee en Strausberg, Alemania, es un ejemplo. Cruza un lago a lo largo de una trayectoria de 370 m y se alimenta con 170 V de un único cable aéreo. El ferry Kastellet cruza un canal de navegación de 200 metros (660 pies) de ancho en Suecia, utilizando un cable de suministro sumergible atado que desciende hasta el fondo del mar cuando el ferry está atracado en la terminal opuesta a su punto de amarre.
En el túnel Mauvages [fr] en el canal Marne-Rin, una línea aérea bipolar proporciona 600 V CC a un remolcador eléctrico, que se arrastra a sí mismo y a varios barcos a través del túnel de 4877 m a lo largo de una cadena sumergida. Esto evita la acumulación de gases de escape diésel en el túnel. Otro ejemplo fue el remolcador eléctrico experimental Teltow [Delaware] en Kleinmachnower See, 17 km al suroeste de Berlín. Fue utilizado desde 1903 hasta 1910 y contaba con postes de recogida actuales basados en los utilizados por los trolebuses .
Contaminación y energía incorporada.
Todos los componentes de cualquier barco deben fabricarse y eventualmente deberán eliminarse. Cierta contaminación y el uso de otras fuentes de energía son inevitables durante estas etapas de la vida del barco y los barcos eléctricos no son una excepción. Los beneficios para el medio ambiente global que se logran mediante el uso de propulsión eléctrica se manifiestan durante la vida útil del barco, que puede ser de muchos años. Estos beneficios también se sienten más directamente en los entornos sensibles y hermosos en los que se utiliza un barco de este tipo.
Un estudio del ciclo de vida realizado en Noruega en 2016 afirma que los ferries eléctricos y los barcos híbridos de suministro en alta mar compensan los efectos medioambientales de la producción de baterías de iones de litio en menos de dos meses. [43]
Debate histórico
La revista británica Classic Boat publicó un artículo a favor y en contra titulado Debate eléctrico en mayo de 2010, [44] cuando las baterías de plomo-ácido dominaban el mercado de las baterías y los combustibles fósiles dominaban el sistema eléctrico del Reino Unido . Jamie Campbell se opuso a la navegación eléctrica por cuatro motivos principales, que fueron rechazados por Kevin Desmond e Ian Rutter de la Electric Boat Association. Jamie Campbell afirmó que la propulsión eléctrica no puede justificarse a flote más que un motor fueraborda Seagull , y propuso los veleros de madera y los botes de remo como "con diferencia, las opciones más respetuosas con el medio ambiente y renovables para la navegación de recreo".
La producción de electricidad
Campbell afirma que la falta de contaminación de un barco eléctrico "apesta a nimbyismo " ya que " toda la descarga se produce en el patio trasero de otra persona " y que la provisión de puntos de recarga puede implicar desenterrar kilómetros de hábitat. Desmond responde que, si bien no hay duda de que las baterías recargables obtienen su energía de las centrales eléctricas (cuando no se cargan a bordo mediante generación solar y eólica), los barcos con motores de combustión interna más ruidosos obtienen su combustible incluso desde más lejos y que, una vez instalado un El cable eléctrico es menos perjudicial para el medio ambiente que una gasolinera. Rutter señala que los barcos eléctricos tienden a recargarse durante la noche, utilizando una " carga base ".
Eficiencia
Si bien hay pérdidas en el ciclo de carga/descarga y en la conversión de electricidad en fuerza motriz, Rutter señala que la mayoría de los barcos eléctricos necesitan sólo alrededor de 1,5 kW o 2 hp para navegar a 5 mph (8 km/h), un máximo común. velocidad del río y que un motor de gasolina o diésel de 30 CV (22 kW) que produce sólo 2 CV (1,5 kW) es considerablemente más ineficiente. Mientras que Campbell se refiere a baterías pesadas que requieren un "casco de carga" y "embarcaciones malhumoradas, incluso no aptas para navegar", Desmond señala que los navegantes eléctricos tienden a preferir formas de casco eficientes y de bajo lavado que son más amigables con las orillas de los ríos.
Contaminación
Campbell analiza la contaminación que las baterías "tradicionales" provocan en el agua cuando un barco se hunde, pero Desmond dice que los barcos eléctricos no son más propensos a hundirse que otros tipos y enumera las fugas de combustible, aceite de motor y aditivos refrigerantes como inevitables cuando una falla interna -hundimientos para barcos con motor de combustión. Rutter señala el "muy desagradable cóctel de contaminantes" que sale del escape húmedo de un diésel en uso normal.
Fabricación de baterías
Campbell menciona "todo tipo de productos químicos nocivos... involucrados en la fabricación de baterías", pero Rutter los describe como "plomo y ácido sulfúrico con algunos metales traza adicionales en una modesta caja de plástico" con una vida útil potencial de 10 a 12 años. Desmond dice que Estados Unidos tiene una tasa de reciclaje del 98% para las baterías de plomo-ácido y que las industrias de baterías y de fundición de plomo observan algunos de los estándares de control de contaminación más estrictos del mundo.
El artículo menciona descuentos del 25 % y del 30% que la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido y la Autoridad Broads ofrecen a los navegantes eléctricos y que los vehículos propulsados por baterías tienen 3⁄5 de la huella de carbono de sus equivalentes de gasolina. Se afirma que una recarga típica después de un día de crucero cuesta £1,50, sin el uso de energía solar o eólica. [44]
Barcos solares
Los primeros barcos solares de pasajeros comenzaron a aparecer en Suiza en 1995 con el Solifleur (en la foto de arriba), que también fue el primer barco solar en inyectar más energía a la red eléctrica de la que consumía, en promedio anual, a través de una conexión a la red cuando estaba atracado. . [45]
En 2010, se presentó el Tûranor PlanetSolar , un catamarán de 35 metros de largo y 26 metros de ancho propulsado por 537 metros cuadrados de paneles solares. El 4 de mayo de 2012 completó una circunnavegación de la Tierra de 60.023 kilómetros (37.297 millas) en Mónaco después de 585 días y visitando 28 países diferentes, sin utilizar ningún combustible fósil. Es hasta ahora el barco de propulsión solar más grande jamás construido. [46]
Se está construyendo el primer ferry solar de la India, el Aditya , un barco con capacidad para 75 pasajeros totalmente propulsado por energía solar. Se espera que esté terminado a mediados de 2016. [31]
La empresa de yates de Mónaco Wally ha anunciado un "gigayate" diseñado para multimillonarios que se debaten entre comprar una mansión o un superyate. [50] El Why 58 x 38 está diseñado para tener una autonomía de crucero de 12.000 millas a 12 nudos mediante 900 m 2 de paneles solares que generan 150 kW para ayudar a los motores diésel-eléctricos y los Skysails opcionales . [51]
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enlaces externos
Diseño de barco eléctrico
Barco de pasajeros eléctrico Diseñado para la ciudad de Burdeos (Francia)
Asociación de barcos eléctricos (organización sin fines de lucro del Reino Unido)
Asociación de Barcos Eléctricos (Australia sin fines de lucro)
Asociación de Barcos Eléctricos (organización sin fines de lucro de EE. UU.)
Organización Electric Seas (organización sin fines de lucro de EE. UU.)
Llegando a la Coalición Cero
Proyecto de fabricación de barco solar de 10 pasajeros Archivado el 9 de julio de 2017 en Wayback Machine.