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Y… ¿qué autonomía tiene?

Esta es la primera pregunta que recibimos de los clientes nuevos y a modo de ejemplo el prestigioso astillero X-Yachts ha hecho un exhaustivo estudio de consumo para su modelo X4⁹E, equipado con Oceanvolt.

El X4⁹E es el primer barco del astillero danés construido como velero de propulsión híbrida. Es un barco de casi 50 pies de eslora y tiene instalados 2 Oceanvolt SD 10 de 10 kW, un banco de baterías de litio de 28,8 kWh y un generador de corriente continua Fisher Panda con una capacidad de 11 kW. Se ha optado por el concepto híbrido para hacer posibles las travesías de larga distancia sin preocuparse por la autonomía.

«El X4⁹E es el primer barco del astillero danés construido como velero de propulsión híbrida»

También está disponible una solución puramente eléctrica si el barco se va a utilizar como daysailer, pero en este caso la persona armadora tiene intención de hacer largas travesías, y regatas también largas, inclusive tiene en mente la ARC Cross Atlantic.

En el X4⁹E, toda la sala de máquinas se ha convertido en un compartimento técnico en el que el banco de baterías LiFePO4 está situado lo más bajo posible en una caja de baterías de aluminio. En los mamparos del motor se han instalado los controladores de motor, junto con el controlador que se utiliza para recargar el banco de baterías mientras el barco está conectado a la red eléctrica en su amarra.

La sala de máquinas sigue teniendo el bonito acabado de aluminio, pero se ha excluido el aislamiento acústico, por que ya no es necesario. Los dos saildrives Oceanvolt están instalados debajo de cada litera en los camarotes de popa. Tienen una potencia máxima de 10kW cada uno, lo que teóricamente permite que el yate navegue con una velocidad de hasta 7,8 nudos. Cuando navega a vela por sobre los 5 nudos logra una potencia de regeneración de hasta 3.000 vatios.

A popa de la sala de máquinas se ha instalado un generador de corriente continua Fischer Panda de 11 kW que alimentará las baterías cuando éstas se queden sin carga, aumentando considerablemente la autonomía de la embarcación. El generador cuenta con su propia cápsula insonorizada y se utiliza para recargar el banco de baterías de litio de 48V y/o para suministrar energía simultáneamente a los dos saildrives Oceanvolt.

Cuando se habla de propulsión eléctrica, la primera pregunta que surge siempre es: ¿Cuál es la autonomía con batería? La respuesta es que intervienen varios factores, depende en gran medida de la velocidad del barco, el viento y las olas.

Los cálculos de Oceanvolt para el X4⁹ con un banco de baterías de litio de 28,8kWh están estimados con las condiciones: agua plana y sin viento. Se considera autonomía máxima  con una descarga del 90% del banco de baterías. El “margen de mar” tiene en cuenta un 25% de seguridad debido al estado del mar, etc. En caso de que el barco tenga que recorrer distancias más largas se pondrá en marcha el generador, en este caso un Fischer Panda para que pueda suministrar energía al sistema de propulsión y para que se recargue el banco de baterías.

«Cuando se habla de propulsión eléctrica, la primera pregunta que surge siempre es: ¿Cuál es la autonomía con batería?»

 

Datos sobre el X4⁹E

  • Las baterías de Litio MG (LiFePO4 ) consideren aproximadamente 3.500 ciclos. Navegando a 6 nudos de velocidad en condiciones normales es posible recorrer 15 millas con una carga completa: 15X3.500= 52.500 millas de vida útil.
  • Las baterías LiFePO4 son la química más segura del mercado.
  • La recarga del 20-80% con el generador tarda aproximadamente 95 minutos.
  • La recarga del 20-80% con el cargador conectado a tierra tarda aproximadamente 9h 40min.
  • Los 2x10kW Servoprop tienen el mismo par que un motor diesel de 60cv. En términos de velocidad máxima, los motores son iguales a 30-40hp.
  • Sólo es necesario el mantenimiento del generador.
  • La regeneración funciona a partir de los 5 – 6 nudos de velocidad a vela y el tiempo de recarga dependerá de la intensidad del viento, a más velocidad del barco, menor tiempo de carga.

El siguiente cuadro puede darnos una idea de la autonomía contar plana y con un 25% de margen según las condiciones de mar en las que se navegue.

Tres escenarios posibles

Según las necesidades os ofrecemos el cálculo de tres posibles situaciones en las que combinar las propulsión eléctrica con el generador.

Banco de baterías lleno

En el primer caso el banco de baterías está lleno o casi lleno y tenemos la necesidad de viajar durante una larga distancia utilizando su energía. En este caso, encendemos el generador y éste suministra toda la potencia (11 kW) a las dos Servoprop SD10, es decir, funcionan a 5,5kW cada uno. Esto permitirá una velocidad de 6,7 nudos (condiciones: sin viento y sin olas). El consumo de combustible del generador será de 3,8 litros por hora, es decir, 1,7 millas por litro de combustible consumido. El barco podrá continuar con esta configuración hasta que no haya más combustible en el depósito.

Recargar baterías en navegación

En el segundo caso tenemos la necesidad de recargar el banco de baterías mediante el generador mientras navegamos con los dos Servoprop. En este caso, la potencia de los propulsores eléctricos debe reducirse a un nivel inferior a 5,5kW cada una, por ejemplo, a 4kW. El generador suministra 11kW. Se entregan 8kW en forma directa a los propulsores y 3kW para recargar el banco de baterías. La velocidad del barco se reducirá a 6 nudos, calculado sin viento y sin olas, y el consumo de combustible del generador seguirá siendo de 3,8 litros por hora. Después de 10-12 horas como máximo, el banco de baterías estará completamente recargado, y el barco podrá continuar como se describe en el caso 1 aumentando la velocidad hasta los 6,7 nudos.

 

Un poco de prisa

Estamos a 15 millas del destino. El banco de baterías está lleno en un 80% y la tripulación quiere llegar lo más rápido posible con el motor. Si ambos motores eléctricos funcionan a plena potencia de 2 x 10 kW, el barco navegará a una velocidad de 7,8 nudos. Por lo tanto, tardará aproximadamente 2 horas en llegar a su destino. El banco de baterías está lleno en un 80%, lo que no es suficiente para alimentar ambos Servoprop durante todo el trayecto. Hay que poner en marcha el generador. En este caso, el generador suministrará 11kW a los Servoprop, el banco de baterías suministrará los 9kW restantes, lo que llevará al barco a su destino con toda la potencia.

Si necesitas más información puedes consultar el artículo completo en la web de X-Yachts y si quieres convertir tu barco a eléctrico, estás en el lugar correcto.

 

Specification

Diseño: X-Yachts Design Team

Eslora total: 15.08 m

Eslora de casco: 14.50 m

Eslora en flotación: 13.58 m

Manga máxima: 4.49 m

Calado estándar: 2.40 m

Calado largo: 2.71 m

Lastre: 5480 kg

Deslizamiento ligero: 12900 kg

Motor eléctrico: 2x Oceanvolt SD 10 Servoprop

Baterías de litio: 48 V, 28,8 kWh

Generador de corriente continua: Fisher Panda 11 kW

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