Muchas veces hemos oído o visto en algún documental la eficiencia y los múltiples usos de las energías alternativas, o dicho de otra forma energía generada por medio del viento (eólica) o la luz solar (fotovoltaica).

Pero cuanto de esto es aplicable a las necesidades que tiene una embarcación.

Ante todo veamos algunos conceptos básicos que nos permitirán ir 'develando el misterio':

Los paneles pueden ser de silicio amorfo (de un color marrón oscuro), policristalino (de color azul 'veteado') o monocristalinos (de color azul 'parejo').

Están compuestos de celdas que, en promedio generan algo menos de 0,5 V cada una. Los que comúnmente se comercializan en el mercado son de 30, 36 ó 40 celdas; que generan en promedio 14,5 V, 17 V ó 19 V.

La información relevante es saber los Watt pico (Wp) que entregan (Watts generados con una irradiación del Sol de 1 kW por m2 a 25°C, con una densidad de la atmósfera de 1,5;.... vulgarmente hablando: al mediodía de un día despejado con el Sol de frente).
" & _ Esta información permite calcular cuantos Watt (= Volt * Amp) entrega el dispositivo en una hora de insolación ideal.

Existen paneles rígidos y flexibles. En general los flexibles son transitables y los rígidos no, aunque si ocasionalmente se pisan no se rompen ya que en la parte frontal tienen un vidrio templado que protege a las celdas.
Cuál de todos es mejor: esto depende del problema a solucionar y de la eterna fórmula costo - beneficio. Los de silicio amorfo son más económicos pero necesitan mayor superficie para generar una determinada potencia (Wp) y su vida útil es menor (15 a 20 años).

Los de silicio poli y mono-cristalinos necesitan menor superficie para generar una determinada potencia pero su costo es más alto; la vida útil es de 25 a 40 años.

Los paneles flexibles necesitan de mayor superficie cubierta debido a que hay intersticios entre celda y celda a los fines de lograr la flexibilidad y la cubierta que protege a las celdas no es tan transparente como para permitir un máximo aprovechamiento de la luz.
¿ Cuanta energía se puede suministrar con cada tipo de panel ?
Si dispusiésemos de un metro cuadrado de superficie y colocamos en él paneles rígidos (teniendo en cuenta que dentro del panel, entre celda y celda, existen espacios no aprovechados; y alrededor tienen un marco que tampoco es aprovechable para la generación) el rendimiento aproximado sería de:
45 a 60 Wp para silicio amorfo 110 a 130 Wp para silicio policristalino 120 a 140 Wp para silicio monocristalino.

Para conocer cuanta potencia entregan por día en el Río de la Plata, se multiplica por 4 para los días de invierno y por 7 los de verano.

Los hay de muy diversos tipos y tamaños, e 'incluso' modelos específicamente diseñados para embarcaciones.

Así como los paneles se miden en Wp, el rendimiento de los aerocargadores se mide generalmente por la potencia que generan con un viento de 35 km/h.

Cuando se selecciona uno, la primer condición que se debe verificar es que soporte las condiciones climáticas adversas que se tiene en una embarcación, como ser agua salada, niebla salitrosa, etc.

Lo fundamental para la instalación de un aerocargador (aunque decirlo parezca una perogrullada) es tener el espacio suficiente para ello; esto es conocer: el diámetro de las aspas, el largo desde el rotor a la punta de la cola y la fijación que debe tener; y verificar que sea factible instalarlo en la embarcación, sin que afecte ningún servicio, ni tránsito dentro de la misma.

Como ejemplo podemos mencionar el equipo que provee Marlec de Inglaterra (Rutland modelo 913), con un diámetro de aspas de 91 cm y un largo de 61 cm, genera (con vientos del orden de los 25 km/h) en un día unos 1.200 Watt (100 Amp. en 12 V).

Tanto los paneles como los aerocargadores generan energía siempre que tengan las condiciones para hacerlo (luz y viento respectivamente) y consecuentemente cargarán las baterías en esa oportunidad. Si este proceso no se controla de alguna forma se corre el riesgo de que las baterías 'hiervan', despidan hidrógeno (altamente explosivo), salpiquen ácido y 'el menor de los males': se arruinen rápidamente.
El regulador de carga es un dispositivo que permite controlar este proceso de carga.

Algunos modelos también controlan que la batería no se descargue en profundidad (que no se consuma más energía de lo que la misma es capaz de entregar sin dañarse), logrando (con las dos funciones) prolongar considerablemente su vida útil.

Algunos modelos de aerocargadores traen incorporado el regulador de carga, los paneles fotovoltaicos en ningún caso lo tienen.

Existen paneles que generan 15 o menos Volts (lo que genera un regulador de auto) y que hipotéticamente no harían 'hervir' las baterías (y consecuentemente no sería necesario colocar el regulador). Esto es relativamente cierto para aquellos casos en que es similar el consumo diario y lo generado por el panel.

Para mayor seguridad se recomienda en estos casos que la batería del sistema tenga suficiente 'espalda' para soportar la carga (baterías de 120 Ah o más para paneles de 40 Wp).
En las embarcaciones este caso no es aplicable ya que suelen quedarse tiempos prolongados en los amarraderos sin ser usados y es en esos momentos en que un regulador se hace imprescindible, de otra forma se corre serio riesgo de la batería 'explote'.

El primer paso para la determinación del sistema es tener en claro que prestación se desea del mismo.

Hemos realizado un pequeño compendio de situaciones para su análisis:

Mantenimiento de carga de batería: Este es el caso para aquellos que utilizan la embarcación esporádicamente, pero no desean tener problemas en el momento de dar arranque al motor o al sistema en general.
Se debe tener en cuenta el tipo de batería que se tiene instalada y su auto-descarga.
Las baterías de ciclo de descarga profundo de alta calidad tienen entre un 2 y un 3% de descarga anual !!; en cambio una batería de plomo ácido en un mes o poco más queda exhausta.
Para estas últimas se recomienda la instalación de un panel de poca potencia (rígido o flexible), incluso si genera menos de 15 V y la potencia (Wp) es pequeña se puede obviar la instalación de un regulador de carga (aunque siempre es conveniente).

Si no se coloca el regulador es aconsejable colocar un diodo de retroceso entre el positivo del panel y el positivo de la batería; este hace que baje un poco la tensión que entrega el panel y evita que fluya energía de la batería hacia el mismo durante las horas que no hay insolación (noche o días muy nublados).

Para calcular con precisión el panel necesario (los eólicos generan demasiada potencia para mantener únicamente la carga de la batería), habría que conocer exactamente la curva de auto-descarga de la batería.

Utilización de la embarcación solo los fines de semana: para estos casos se debe tener en cuenta que los sistemas alternativos generan durante toda la semana y acumulan energía en baterías que luego es utilizada en dos o tres días; por esta razón hay que multiplicar por 7 (días que tiene la semana) la energía diaria que genera el sistema y dividirlo por 2 o 3 (días que se utiliza la embarcación) dando este resultado la potencia disponible para cada día del fin de semana.

Se recomienda tener un banco de baterías que posea la carga necesaria para alimentar la energía de la embarcación todo el fin de semana (ver 'Cómo calcular el sistema').

Se debe tener en cuenta una vez más las verdades de Perogrullo: los eólicos necesitan viento y los paneles Sol; si en el amarradero no hay viento no se debe utilizar un eólico, si no hay Sol no se deben usar paneles; si no se tiene ni Sol ni viento, se debe analizar alternativas como la instalación de en un grupo electrógeno o un cargador de 220 Vca a 12 Vcc.

Utilización en travesía: aquí hay que tener en cuenta la energía diaria que es necesaria para mantener la embarcación en funcionamiento (ver 'Cómo calcular el sistema').
Si no se desea prender un motor para la generación de energía, (y como regla general) es más conveniente la utilización de un eólico ya que, normalmente, navegando se tiene buen viento (al que hay que agregar el viento relativo generado por la traslación de la embarcación).

Los eólicos necesitan menor superficie para generar la misma potencia. Una vez más se depende del viento... si la zona a transitar es de poco viento entonces se hace más práctico el panel (Sol siempre hay).

Si se desea se puede instalar un sistema con 'tiradores y cinturón'; esto es lo que se conoce como híbrido: paneles fotovoltaicos y molino eólico. Parece complejo pero en realidad no lo es: cada sistema tiene su regulador de carga que se pueden conectar sobre el mismo banco de baterías y de esta forma sumar ambas potencias.

¿Ya se ha dado una idea aproximada de cuales son las características y potencialidades que puede brindar cada sistema, pero cuantos paneles, que tipo de aerocargador y que baterías son convenientes para cada caso particular ?

La respuesta la da el consumo promedio diario de la embarcación.
Para realizar este cálculo hay que tomar cada elemento que está conectado al sistema, conocer su consumo y estimar cuantas horas por día estará funcionando.
A este total hay que adicionarle un factor de seguridad (en general multiplicar el resultado por 1,2) y obtendremos el preciado 'consumo promedio diario' (para abreviar lo mencionaremos como CPD) que generalmente se expresa en Watts.

Para aquellas embarcaciones que ya están en funcionamiento, existe un método práctico para calcular este CPD que consiste en saber cual es la capacidad que tiene la batería y cuanto tiempo dura la carga sin tener que recargarla. Recuerde que las baterías no se descargan en un 100%, una estimación promedio indica que las de plomo ácido tienen una descarga de un 60% y las de descarga profunda un 85%.
Para reducir este CPD siempre es recomendable verificar si en la instalación no se pueden reemplazar algunos elementos con otros que necesiten menor consumo y brinden la misma prestación, como por ejemplo en iluminación utilizar lámparas electrónicas (tipo Dulux) que consumen una cuarta o quinta parte de energía con la misma luminosidad que las incandescentes.

Una vez que se ha calculado el CPD se puede calcular la cantidad y tamaño de paneles o el modelo de eólico que es necesario colocar. Recuerde que el eólico depende de la velocidad del viento que se tiene en el lugar y los paneles de las horas de luz que hay en el día (ver Tabla correspondiente); si viaja a zonas de poca insolación reverifique los cálculos.

Si la decisión pasa por un eólico basta con encontrar un modelo que brinde el CPD.

Si la decisión pasa por paneles deberá dividir el CPD por las horas de insolación del lugar.

En ambos casos se debe tener en cuenta la utilización que se hace de la embarcación; si, por ejemplo, se utiliza los fines de semana se debe multiplicar el CPD por 2 y dividir por 7 (dos días del fin de semana y siete de la semana) para obtener el CPD necesario.

Para el cálculo del banco de baterías recomendamos tomar la siguiente regla: suponer que durante 3 días el banco debe sustentar toda la instalación.

De esta forma si se ha calculado un CPD de 300 Watt, el banco debería contener unos 900 W disponibles.

Recuerde que si las baterías son de plomo ácido tienen una descarga máxima del 60 % por lo que el banco deberá ser de 1.500 Watt (1500 W / 12 V = 125 Amperes); si son de ciclo de descarga profunda la descarga máxima es del 85% por lo que el banco debería ser de 1.060 Watt (1060 W / 12 V = 88 Amperes).

A veces es conveniente separar en dos el banco de baterías: por un lado las funciones críticas (motor, GPS, iluminación de posición, etc.), y por otro las de 'lujo' (iluminación interior, heladera, TV, etc.); para asegurarse funcionalidad y navegabilidad por sobre el resto de las cosas.

Existe la posibilidad de transformar los 12 V de corriente continua que generan los sistemas alternativos (y que se almacena en baterías) en 220 V de corriente alterna, esto se logra con la utilización de inversores.

Con estos dispositivos es posible utilizar cualquier electrodoméstico en su embarcación.

Los hay de distinta potencia y calidad. Lo que se debe tener en cuenta es que en la transformación se pierde energía (en calor y otros desperdicios...).
A la hora de adquirir uno hay que verificar que esta pérdida sea la menor posible.

Otro factor a tener en cuenta es el autoconsumo, es decir cuanta energía consume el dispositivo solamente por estar prendido. ¿Está de más decir que sea lo menor posible?.

Por último esta la forma de onda que generan en 220 V, los hay de onda cuadrada, trapezoidal, cuasi-sinusoidales y sinusoidales perfectos.

El orden en que fueron dados también es el de la mejor prestación y precio...

Para el dimensionamiento se debe considerar que aparatos se conectarán en 220.

En general las especificaciones técnicas indican cual es la potencia en Watts que utilizan en régimen (es decir una vez que arrancaron) pero no el pico de arranque (potencia necesaria para arrancar el dispositivo). Los aparatos electrónicos no suelen tener un pico entre el 50 y el 100% de su potencia nominal, los motores unas 5 a 7 veces y las heladeras y freezers más de 10 veces; pero siempre hay honrosas excepciones a las reglas que desbaratan cualquier cálculo que se pueda realizar...

Pareciera que el cálculo del CPD es muy complejo, pero una vez que se comienza se comprueba que no son tantos elementos que se tienen conectados, son como las estrellas del cielo, cuando se las comienza a contar no son tantas como parecen ....

El problema crítico es el espacio que se dispone en la embarcación para la instalación de los paneles o eólico, no hay mucho lugar: el tambucho, el espejo, algún rincón poco usado (?? !!) ...; por eso es fundamental (si no se quiere prender un motor) reducir el consumo sin perder prestaciones (con la utilización de elementos de bajo consumo) al mínimo.

Pareciera que el eólico es mejor solución que el panel (genera mayor energía en menor lugar), pero esto no es necesariamente cierto; por ejemplo para aquellos que tienen las amarraderos en lugares protegidos del viento.

Cada usuario tiene un problema distinto, esperamos que esta pequeña guía pueda servirle para tomar una buena decisión.