REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA
LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
U.P.T.P. LUIS MARIANO RIVERA
CARÚPANO – ESTADO SUCRE
LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA COMO ALTERNATIVA PARA LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE EMBARCACIONES PESQUERAS POLIVALENTES
- INGENIERO NAVAL: DALMIS JOSÉ GONZALEZ J ESP. EN INGENIERÍA COSTA AFUERA
- INGENIERO MECÁNICO: JOSE RAUL RONDON T.S.U. MECAN. Y MANTEN. NAVAL
CUMANÁ, 23 DE OCTUBRE 2024
RESUMEN.
La eficiencia energética y la obtención de energía a través de alternativas renovables ha cobrado fuerza en los últimos años, siendo el uso de los sistemas de energía solar fotovoltaica uno de los que ofrece grandes potencialidades no solo por su versatilidad en los sistemas de producción en tierra, si no también, por su aplicabilidad en el sector marino.
Las costas venezolanas cuentan con un gran potencial energético solar que se caracteriza por una incidencia solar estable durante todo el día, permitiendo una radiación solar efectiva aprovechable para los sistemas fotovoltaicos, lo que hace de estos una alternativa viable para la obtención de energía de forma limpia. Los sistemas de propulsión tradicionales de las embarcaciones pesqueras obtienen su energía de la utilización de combustibles fósiles, mientras que la propulsión eléctrica utiliza los paneles solares los cuales aprovechan la radiación solar para la obtención de energía, en ambos casos la energía generada se transforma en energía mecánica permitiendo a las embarcaciones desplazarse y realizar sus operaciones de pesca. En la presente ponencia, se describirá el sistema de propulsión tradicional de las embarcaciones pesqueras y el sistema de propulsión eléctrico con el empleo de la energía fotovoltaica mediante la utilización de paneles solares. Se realizará también un análisis comparativo entre ambos sistemas identificando las ventajas y las limitaciones de su utilización desde el punto de vista de la eficiencia energética y desde el punto de vista económico. Finalmente, se presenta un estudio de caso de un prototipo de embarcación pesquera polivalente donde a través del empleo de ambos sistemas de generación de energía, se podrá apreciar que el uso de los sistemas fotovoltaicos es una alternativa tecnológicamente viable.
Palabras clave: eficiencia energética, energía renovable, fotovoltaico, radiación solar, pesca polivalente.
INTRODUCCIÓN.
La eficiencia energética y la obtención de energía a través de alternativas renovables ha cobrado fuerza en los últimos años, siendo el uso de los sistemas de energía solar fotovoltaica uno de los que ofrece grandes potencialidades no solo por su versatilidad en los sistemas de producción en tierra, si no también, por su aplicabilidad en el sector marino.
Las costas venezolanas cuentan con un gran potencial energético solar que se caracteriza por una incidencia solar estable durante todo el día, permitiendo una radiación solar efectiva aprovechable para los sistemas fotovoltaicos, lo que hace de estos una alternativa viable para la obtención de energía de forma limpia.
Los sistemas de propulsión tradicionales de las embarcaciones pesqueras obtienen su energía de la utilización de combustibles fósiles, mientras que la propulsión eléctrica utiliza los paneles solares, los cuales aprovechan la radiación solar para la obtención de energía en ambos casos la energía generada se transforma en energía mecánica permitiendo a las embarcaciones desplazarse y realizar sus operaciones de pesca.
En la presente ponencia, se describirá el sistema de propulsión tradicional de las embarcaciones pesqueras y el sistema de propulsión eléctrico con el empleo de la energía fotovoltaica mediante la utilización de paneles solares.
Se realizará también un análisis comparativo entre ambos sistemas identificando las ventajas y las limitaciones de su utilización desde el punto de vista de la eficiencia energética y desde el punto de vista económico.
Finalmente, se presenta un estudio de caso de un prototipo de embarcación pesquera polivalente donde a través del empleo de ambos sistemas de generación de energía, se podrá apreciar que el uso de los sistemas fotovoltaicos es una alternativa tecnológicamente viable.
SISTEMA DE PROPULSION TRADICIONAL DE LAS
EMBARCACIONES PESQUERAS POLIVALENTES.
Tradicionalmente las embarcaciones de pesca polivalente suelen tener los siguientes componentes en su instalación propulsora:
- Tanques de combustible.
- Motor de combustión interna ( Diesel).
- Caja reductora.
- Hélice propulsora.
- Sistemas auxiliares.
La potencia requerida en el motor propulsor depende de varios factores entre los que se puede mencionar : la superficie del casco del barco en contacto con el agua, la velocidad que se desee, la velocidad del viento, tipo de marea, asiento del barco, entre otras.
La finalidad de la instalación propulsora en las embarcaciones, es entonces, aprovechar la quema de combustible fósil ( Diesel ) obteniendo así energía térmica, que finalmente se convierte en energía mecánica permitiendo el avance del barco de un sitio a otro.
SISTEMA DE PROPULSION ELÉCTRICA CON EL
USO DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA.
SISTEMA DE PROPULSION ELÉCTRICA CON EL
USO DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA.
Actualmente las embarcaciones menores que utilizan la energía fotovoltaica mediante paneles solares, suelen tener los siguientes componentes en su instalación propulsora:
- Panel fotovoltaico ( Paneles solares ).
- Controlador de carga.
- 3. Convertidor de corriente continua a alterna (Inversor).
- Baterías.
- Controlador de velocidad.
- Motor eléctrico.
- Hélice propulsora.
La potencia requerida en el motor propulsor ( eléctrico ) depende de varios factores entre los que se puede mencionar : la superficie del casco del barco en contacto con el agua, la velocidad que se desee, la velocidad del viento, tipo de marea, asiento del barco, entre otras.
La finalidad de la instalación propulsora, con motor eléctrico en las embarcaciones, es entonces, aprovechar la radiación solar obteniendo así energía térmica, que finalmente se convierte en energía mecánica permitiendo el avance del barco de un sitio a otro.
Esquemáticamente se puede representar como sigue a continuación:
TIPOS DE PANELES SOLARES PARA EMBARCACIONES
En la actualidad, existen dos categorías principales de paneles solares para barcos: los semiflexibles y los rígidos.
Paneles solares flexibles y semiflexibles:
Los paneles solares semiflexibles se ajustan a las superficies curvas de los barcos, permitiendo adaptar la instalación fotovoltaica y modificar su orientación. Son ideales para embarcaciones de menor tamaño con limitado espacio en cubierta.
Su construcción con materiales que los hacen altamente resilientes frente a impactos y peso los hace robustos, incluso soportan el peso accidental de una persona. Además, suelen operar efectivamente en condiciones de escasa luminosidad.
Sin embargo, su principal desventaja radica en la eficiencia. Estos paneles, al ser flexibles, están compuestos por capas de materiales fotovoltaicos más delgadas en comparación con los paneles rígidos. También suelen tener un coste más elevado que los paneles rígidos.
Paneles solares rígidos:
Los paneles solares rígidos requieren más espacio que los flexibles, ya que consisten en células fotovoltaicas fijadas en un marco sólido, usualmente fabricado en aluminio, y cubiertas por un cristal. Estos paneles se montan típicamente sobre una estructura fija. Por lo tanto, podrían no ser la mejor opción para embarcaciones pequeñas con espacio limitado en cubierta.
Sus principales ventajas respecto a las opciones flexibles son la eficiencia, el coste y la durabilidad. La pérdida de energía debido al calor es menor en los paneles rígidos, lo que resulta en una mayor capacidad de producción eléctrica.
COMO FUNCIONAN LOS PANELES SOLARES PARA BARCOS
Ya sea en configuraciones pequeñas destinadas a cargar dispositivos electrónicos o en sistemas más robustos diseñados para generar suficiente electricidad para abastecer una embarcación completa, los paneles solares adaptados para uso en barcos son unidades fotovoltaicas especialmente hechas para operar en entornos marítimos.
Al igual que las placas solares terrestres, estos sistemas fotovoltaicos marítimos convierten la radiación solar en energía eléctrica aprovechable. Los paneles producen corriente continua, mientras que nuestras necesidades de energía se basan en corriente alterna.
La corriente alterna generada puede ser empleada para recargar las baterías o alimentar una amplia gama de dispositivos a bordo, desde equipos de navegación como el radar, la radio VHF o el GPS hasta electrodomésticos.
Dependiendo del tamaño y las demandas energéticas de la embarcación, los paneles solares podrían ser la principal fuente de energía o bien, actuar como un complemento para reducir la dependencia de combustibles fósiles .
VENTAJAS Y LIMITACIONES DEL SISTEMAS DE PROPULSION TRADICIONAL DE LAS EMBARCACIONES PESQUERAS POLIVALENTES Y EL SISTEMA DE PROPULSION ELÉCTRICA CON EL USO DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA.
ANALISIS DE CASO EMBARCACIÓN PESQUERA.
PROTOTIPO 1
Embarcación tipo peñero:
Eslora = 8,0 mts
Manga = 2,40 mts
Puntal = 0,85 mts
Calado = 0,51 mts
Artes de pesca : cordeles y filete.
Tipo de pesca : artesanal polivalente.
Material del casco: PRFV (Plástico reforzado con fibra de vidrio).
ANALISIS DE CASO EMBARCACIÓN PESQUERA.
PROTOTIPO 2: (En fase de investigación)
Embarcación tipo lancha polivalente:
Eslora = 16,0 mts
Manga = 4,22 mts
Puntal = 1,78 mts
Calado = 1,22 mts
Artes de pesca : cordeles y filete.
Tipo de pesca : artesanal polivalente.
Material del casco: PRFV (Plástico reforzado con fibra de vidrio).
CONCLUSIONES.
Con la descripción que se ha mostrado en la presente ponencia se puede concluir que la energía fotovoltaica es una opción con beneficios económicos y operacionales a largo plazo en comparación con los sistemas de obtención de energía tradicionales.
Se puede concluir que la energía fotovoltaica es una opción técnicamente viable para embarcaciones pesqueras polivalentes de bajo y mediano porte por las condiciones solares que nos ofrece nuestra ubicación geográfica, teniendo en cuenta que desde el punto de vista del diseño naval se debe buscar un punto de equilibrio para el funcionamiento óptimo de este tipo de embarcaciones con respecto a parámetros tales como: el peso de las baterías, la velocidad, la potencia, el peso de los paneles, los costos, autonomía, horas de radiación disponibles, entre otras de importancia.
Referencia Bibliográfica.
Diseño de embarcaciones. Modelos digitales. Manual Inedito. Tecnologia Naval. Uptp Luis Mariano Rivera. Carupano Estado Sucre