Paneles solares; la prueba de fuego

o no voy a navegar! De modo que o paneles solares o a buscar amante.  Dicho y hecho. Había que idear

una solución definitiva y duradera que sorteara la necesidad de tener que encender el motor del barco 2 ó 3 horas al día para recargar el parque de baterías.

Paneles solares: ¿la decisión correcta?

El sistema de paneles ha sido probado y está totalmente acabado. Son las 6 de la mañana. De madrugada estamos listos para empezar a navegar rumbo a Baleares.....    Objetivo: consumo eléctrico CERO.

Un pequeño generador de 4 tiempos aunque ahora los hacen silenciosos, hace ruido y es casi tan molesto como arrancar el motor principal. Y además gasta gasolina, echa humo y huele mal…

Entre paneles solares o un aerogenerador, elegimos el sol frente al viento, aunque bien puede ampliarse la instalación con un montaje combinado. Advertimos que se puede contar más con el sol que con el viento. Además las aspas girando zumban bastante, y si te subes sobre el bimini para ajustar o arreglar cualquier cosa en la botavara, puede llegar a ser muy peligroso si te llegaran a enganchar esos álaves cortantes. Por el contrario, los paneles solares no tienen piezas móviles y arrancan electrones al sol sin desgaste de ningún modo. Basta con pasar de vez en cuando un trapo húmedo para limpiar el polvo de la superficie del cristal templado.

En este ejemplo el Jeanneau combina un único panel con un generador eólico. Lo han montado sobre un soporte centrado en el arco posterior del bimini para permitir que este último pueda abrirse o cerrarse sin necesidad de desmontar el panel fotovoltáico, La potencia generada es insuficiente para esta eslora y nivel de equipamientos. Deberían ser al menos 300 watios.

Vaya por delante que la solución ha sido sorprendentemente exitosa. Tan positivo es el resultado conseguido que se nos hace difícil imaginar un futuro en el que los arquitectos navales no incluyan los paneles solares integrados en el diseño de la cubierta sobre un arco de bimini o donde sea. A la luz de los resultados es incomprensible que los diseñadores no incluyan paneles de serie! De la misma forma que no es de recibo que los barcos no incluyan un hueco específico y práctico para la balsa salvavidas salvo honrosas excepciones. Es como si un fabricante de automóviles nos vendiera el coche sin hueco para la rueda de repuesto.

Tras la experiencia disfrutada este verano, tenemos claro que sea cual fuere nuestro próximo velero, este deberá tener instalados paneles solares. Dependiendo de la eslora, la instalación debe tener de 2 a 4 módulos y generar entre 300 y 600 vatios.

Por la noche consumimos lo que hemos almacenado en las baterías durante el día. Nuestro velero tiene un panel a cada banda, aunque bien podrían caber 4 unidades encima del bimini.

¿Cuántos paneles?

Otro ejemplo interesante de instalación en un arco realizado en inox y dedicado para paneles y pescantes fijado a popa del bimini. Una buena solución que no habremos de desmontar para recoger o desplegar el toldo del bimini. El soporte sirve también para poder fijar antenas y salvavidas.

Una de las preguntas complicadas…. No sólo por la cantidad de amperios que vayamos a producir. También es fundamental saber cuánto pensamos consumir de media y sobre todo, cómo vamos a almacenar esta energía.

En nuestro caso hemos optado por dos paneles de 160 watios, que entregan un total a pleno sol de 320 watios en condiciones ideales de máxima irradiación. La tensión entregada por el panel a esa máxima potencia sube a unos 18 voltios y unos 18 amperios. Como hay que regularla a 12 voltios, perdemos parte de potencia pues no hemos instalado un regulador de tipo MPPT. Al final nunca hemos logrado subir de 12-13 amperios, posiblemente debido a la configuración y orientación de los paneles respecto a los rayos solares incidentes. Pero lo cierto es que en muchos momentos, la pantalla del regulador de carga nos sorprendía con una lectura de entre los 10 y 12 amperios…. Durante horas y horas…. ¡y gratis! ¡y en silencio! ¡y sin ruidos! ¡y sin mantenimientos! 

En nuestro caso, un velero de 12 metros atiborrado de electrónica hasta las “trancas”, pero sin grandes despilfarros de amperios gracias a las luces LED recientemente instaladas, y a no tirar de inversor para utilizar el microondas para el café mañanero, los dos paneles han sido suficientes, manteniendo la nevera en marcha 24/24. Es cierto que con la energía pasa como con el dinero… ¡Si tienes más, te lo acabas gastando! Si ves que te sobran amperios en una instalación con 4 paneles, pues te cortas menos con las luces y con otros “gadgets” eléctricos y electrónicos a bordo.

Localizar el sitio para instalarlos

Es fundamentar localizar el sitio donde montarlos. Los hay de muchos tamaños, y por ello podremos localizar unos que encajen bien con el lugar escogido. En nuestro caso hemos comprado un par de paneles de 1,4 metros de alto por 70 centímetros de anchura, en silicio monocristalino de 160 vatios, y por menos de 200€ por panel.

En cuanto al tipo de montaje, pasamos algunas horas viendo diferentes configuraciones, sobre la cubierta, con un arco hecho a medida en popa, basculantes sobre las amuras, inclinables encima de una torreta… Hay un montón de posibilidades cada una de las cuales tiene sus ventajas e inconveniente. (Ver las fotos de este artículo).

En este ejemplo el panel se soporta verticalmente en la barandilla de popa. Cuando estemos fondeados podemos girarlo hasta su posición horizontal para recibir la máxima irradiación. Se trata de una solución eficaz pero delicada con los barcos abarloados que podrían llegar a golpear y estropear nuestros paneles.

En nuestro caso ha prevalecido la sencillez y aprovechamos el propio arco del bimini para soportar los 20 kilos de la instalación, lo que da una carga de 5 kilos por cada una de las 4 patas de inox. Seguro que no está previsto por el fabricante, pero lo cierto es que sin haber tenido que soportar por ahora ningún temporal, el montaje mecánico ha funcionado perfectamente con vientos de hasta fuerza 7. Sencillamente no hemos podido comprobar la estructura con más viento, pero el montaje parece poder aguantar sin problemas.

Cabe indicar que encima del bimini de un velero de 12 metros con unos 4 metros de manga, caben hasta 4 paneles, en la configuración que finalmente hemos escogido para nuestro montaje, evitando así la necesidad de montar la lona para sombrear toda la superficie!

Fabricar los soportes en inox

El soporte diseñado funciona a la perfección mordiendo el soporte del bimini con extraordinaria fuerza.

En vez de soportar lo paneles apoyados directamente encima del bimini, hemos decidimos fabricar unos soportes acodados en inox. Los hemos fabricado a partir de tubo inox de 20 mmm, soldados en el garaje con un flamante soldador TIG que permite hacer maravillas. Lo más laborioso además del aparente diseño, es la fabricación de las bridas que muerden con fuerza los tubos del bimini hasta conseguir  una unión solidaria con el resto del bimini.

La labor de fabricación de estos soporte lleva unas buenas horas pues en total son ocho piezas, cada una con su peculiar forma, para lo cual hay que hacerse con algún troquel que nos permita definir los ángulos y longitudes de cada soporte. Desde luego no es alta tecnología y basta con algo de ingenio y un poco de dedicación.

Pero más importante aún, es la idea de no permitir que los paneles toquen la lona para evitar deteriorarla. Al crear una cámara por la que pueda circular el aire libremente por la parte inferior de los paneles, se permite una buena ventilación. ¿Para qué?

Tubo de 20mm y pletina inox para fabricar con radial y TIG estos soportes que han funcionado a la perfección. En medio ponemos una tira de goma para lograr una fijación a prueba de bombas.

Los paneles son oscuros. Y al sol de agosto se calientan sin piedad. El rendimiento y la producción de amperios decae bruscamente a medida que sube la temperatura superficial de las placas de silicio. De modo que al ventilarlas por debajo bajará la temperatura y aumentará la producción de amperios. Esta es por tanto, la razón de peso para separar unos centímetros el panel y ayudar a su disipación térmica. Además el bimini es curvo en los dos ejes (babor estribor y popa-proa)  y por tanto unos soportes ajustados a diferentes alturas en cada extremo, permiten conseguir los punto de apoyo coplanarios necesarios para atornillar el panel a cada esquina. No sería mala idea que los diseñadores fabricaran un arco en fibra para montar paneles y con una lenta circulación de agua de mar para conseguir una super refrigeración. Estaría por comprobar si las pocas decenas de vatios gastados en bombeo merece el incremento de energía conseguido...

Huelga decir que todos los tornillos utilizados para fijar los paneles a los soportes, y otros elementos de construcción, deben ser en Inox-316 que soporta las inclemencias marinas sin rechistar.

Hemos utilizado tornillos Inox 316  con cabezas Allen, para conseguir una buena estética y mayor facilidad de montaje. En vez de utilizar tuercas hemos fabricado una rosca mediante un machón de 5 mm, en la pletina inox de 2mm de espesor.

El parque de baterías

Un montaje claro y limpio evita problemas que podrían ser catastróficos en caso de un posible cortocircuito. El bus de conexión en paralelo utiliza un cable de 70mm2 de sección. Las cinchas de nylon en color azul sujetan las baterías a la madera utilizada como soporte base.

Asunto fundamental…. El parque inicial del barco era de 140 Amp hora, lo cual es del todo insuficiente como demostramos a continuación. Tan importante es generar una buena cantidad de energía como poder almacenarla para su consumo durante la noche, que es cuando no tenemos posibilidad de obtenerla del sol.

Pero no perdamos el norte. El objetivo es tener un mes entero (o de forma indefinida) la nevera funcionado sin interrupción y sin tirar de generador, motores, ni cargas en los puertos deportivos. Por la noche (10 horas sin sol) una nevera típica “Frigoboats” de un barco de 12 metros con un consumo nominal de unos 200 watios en realidad consumirá de media del orden de la mitad. Recordemos que como tenemos todo el tiempo la nevera funcionando y somos cuidadosos con no dejar la puerta de la nevera abierta más de lo necesario, la nevera ya está bien fría tras el primer día de uso y el termostato va encendiendo y apagando el compresor, bajando el consumo medio a cerca de la mitad.

Es decir, por la noche y sólo para la nevera necesitamos tener almacenados en el parque de baterías unos 100 watios x 10 horas = 1.000 vatios-hora para su funcionamiento durante toda la noche. Esto es más o menos lo mismo que unos 85 Amperios-hora de energía consumida. Y cómo no deseamos estresar al parque de baterías más allá del 20% de su capacidad para que no sufran las baterías con el uso persistente en sus continuos ciclos de carga y descarga, decidimos diseñar un montaje de unos 500 Amperios hora.

Montar el parque de baterías

Instalación del parque de baterías debajo de la