Warsztat

Energia elektryczna na jachcie

Energia elektryczna na jachcie – jej gromadzenie, przechowywanie i dystrybucja – to jeden z najciekawszych i jednocześnie najbardziej wymagających tematów przy planowaniu autonomicznych wypraw, takich jak ekspedycja OSHEE World Expedition. Rozpoczynamy cykl artykułów traktujących o poszczególnych rozwiązaniach stosowanych podczas naszej wyprawy.

Energia! Jeszcze więcej energii!

Rozpoczynając analizę naszych podsystemów elektrycznych, szukaliśmy punktu zaczepnego, który pozwoli nam podjąć w pełni świadome decyzje. Szybki research w necie i wśród znajomych dał ten sam efekt – zgodnie z intuicją chodzi o cyferki. Cyferek się nie boimy, bo liczyć umiemy. Tajemniczym sformułowaniem w tym przypadku jest zaś “bilans energetyczny jachtu”. Tenże bilans leży u podstaw podejmowania decyzji w dalszym procesie projektowania i przerabiania jachtu pod ekspedycję jak nasza. Jak bilans, to muszą być plusy i minusy.

Od czego zacząć?

Początkiem w naszym przypadku – i chyba w większości pozostałych – jest lista życzeń. Te życzenia to suma wszystkich odbiorników energii elektrycznej, które chcemy lub musimy mieć na jachcie. W naszym przypadku będzie to lista “minusów”. Po stworzeniu takiej listy i analizie “prądożerności” owych urządzeń, następuje oczywiście proces weryfikacji. Sprawdzamy w nim czy i gdzie można zaoszczędzić każdy amper z pobieranej energii. Kiedy już nasza lista jest gotowa, zabieramy się za porównanie z listą “plusów”, czyli źródeł energii.

Energia elektryczna na jachcie - alternatory na silniku
Energia elektryczna na jachcie - generator "Panda"
Energia elektryczna na jachcie - ładowarka Victron Energy

W naszym przypadku lista “plusów” i “minusów” w bilansie energetycznym Nautilusa wygląda następująco.

PLUSY – źródła energii

  • Alternatory na silniku – duże, wydajne, ale bardzo nieekonomiczne; godzina pracy silnika to w naszym wypadku nawet 8-10l ropy; bardzo dużo prądu, ale bardzo drogo, praktycznie bez kontroli procesu ładowania akumulatorów.
  • Ładowarki sieciowe – podłączenie do prądu z brzegu będzie rzadkością, ale mamy generator spalinowy; nasza “Panda” ma 5000 W mocy, więc jest się czym dzielić; też trzeba nalać do niej ropy, choć mniej niż do silnika – 2,5-3l/godz.; bardzo dużo prądu, ale niestety nadal dość drogiego; ładowarki sieciowe dają jednak kontrolę nad każdy aspektem ładowania.
  • Panele słoneczne ActiveSol – to jest coś, co tygrysy lubią najbardziej – “darmowa energia”; im bliżej równika, tym więcej energii; 900 W mocy szczytowej, to jak na jacht bardzo dużo; niestety tylko w dzień, gdy słońce jest dość wysoko; regulatory zapewniają bardzo efektywne ładowanie.
  • Odzysk energii z wału śruby – również mój ulubieniec; pierwszy raz spotkałem się z tym “ustrojstwem” na żywo dopiero na Nautilusie; istnieją różne typy generatorów, ale to temat na osobny artykuł; nasz jest ciekawy, bo zmiana obrotów wału śruby na obroty alternatora odbywa się drogą hydrauliczną – dopóki płyniesz, wytwarzasz energię; liczymy na 100-200W przy 5 węzłach; no ale musi wiać, a kontroli procesu ładowania właściwie brak.
  • Turbina wiatrowa – kolejne maksymalnie 400 W energii, uzależnionej od prędkości wiatru; liczymy na kolejne 100-200W przy przeciętnej przelotowej pogodzie; jak wyżej – musi wiać.

MINUSY – odbiorniki

  • Lodówka i zamrażarka – największe odbiorniki energii w systemie dobowym na jachcie, szczególnie w ciepłym klimacie; to one najsilniej determinują wygląd bilansu energetycznego, więc ich wybór jest kluczowy.
  • Autopilot hydrauliczny – jeżeli jest używany przez całą dobę, ciągle działająca elektronika i pompy powoduje, że awansuje on na podium w zużyciu energii elektrycznej – tuż po lodówce i zamrażarce.
  • Elektronika nawigacyjna – cała elektronika potrzebna do bezpiecznej i wygodnej żeglugi: plotery, GPSy, AIS, radar, radio VHF, navtex, komputer, itd.
  • Kuchenka indukcyjna, thermomix i piekarnik – ze względów bezpieczeństwa i dążąc do uproszczenia systemów zdecydowaliśmy się na wyeliminowanie gazu z jachtu.
  • Grzanie wody to luksus, na który możemy sobie pozwolić; przy rozsądnej gospodarce i dobrej izolacji, jest ono dużym wydatkiem energetycznym tylko w naprawdę zimnym klimacie.
  • Oświetlenie – zastosowaliśmy technologię LED, więc nie jest to wielki problem.
  • Zasilanie elektroniki użytkowej – komputery, kamery, aparaty, komórki, itp.
  • Winda kotwiczna – bardzo duże wydatki energetyczne w jednostce czasu; na szczęście używane są rzadko i przez krótki okres czasu.
  • Ster strumieniowy – rozważamy jego instalację; niestety to ogromny wydatek energetyczny, który potrafi osuszyć akumulatory w ciągu godziny.
  • Pompy zęzowe – ratowanie życia.

No to mamy bardzo ogólny zarys jak wyglądają nasze rachunki energetyczne. To oczywiście nie wszystko. Po szczegółowym podliczeniu wszystkich cząstek tej łamigłówki, po stronie odbiorników wychodzi nam jakaś liczba watogodzin, które zużyjemy i wyprodukujemy w ciągu doby. Doba jest intuicyjnie i logicznie odpowiednią jednostką rozliczeniową, bo cykle pracy paneli słonecznych są niezwykle istotne. Te watogodziny nie są zużywane i produkowane równomiernie przez cały dzień, więc trzeba je gdzieś magazynować. Idealnym założeniem jest to, żeby wyprodukować “za darmo”, czyli ekologicznie i ekonomicznie – dokładnie tyle, ile zużyjemy. Bilans powinien wyjść co najmniej na zero.

Energia elektryczna - panele fotowoltaiczne ActiveSol Ultra od XDISC
Energia elektryczna - akumulatory Jenox Hobby

Akumulatory

To w tym magicznym pudełku magazynujemy nadmiar wyprodukowanej energii, aby wykorzystać ją w innym, słabszym energetycznie momencie, np. kiedy nie świeci słońce lub nie wieje, albo po prostu chwilowo skokowo rośnie zużycie energii. Podczas projektowania naszej instalacji uznaliśmy, że nasze akumulatory muszą mieć pojemność równą lub większą od planowanego zużycia dobowego. To znaczy, że możemy płynąć dobę, normalnie użytkując wszystkie systemy, bez konieczności uzyskiwania energii. Tak oto z odpowiednim zapasem powstał bank akumulatorów o pojemności ~ 1.400 Ah (12 V). Nasz główny bank pracuje w konfiguracji 24 V, więc dla nas jest to 700 Ah (24V). Nasz wybór akumulatorów to Jenox Hobby, który zapewnia nam niezwykle efektywne ładowanie przy małej wrażliwości na przeładowanie i głębokie rozładowanie.

Akumulatory na każdym jachcie wyprawowym są kluczowym elementem wyposażenia. W powyższym zarysie wspomniałem tylko o najistotniejszej części całej tej łamigłówki. Akumulatorów w rzeczywistości jest na łodzi jeszcze sporo, a ich wybór to prawdziwe wyzwanie. Jest wiele różnych rodzajów akumulatorów, różniących się walorami użytkowymi i ceną. To, jak są traktowane i jak o nie dbamy, będzie miało kluczowy wpływ na komfort energetyczny ekspedycji. Poświęcę tej materii jeden z najbliższych artykułów.

To tylko początek

Żeby dodatkowo zagmatwać sprawę, wspomniana instalacja 24 V to tylko jedna z kilku na jachcie. Mamy również instalację 12 V i 230 V. W miarę możliwości będziemy starali się opisywać poszczególne elementy instalacji i opowiadać jakimi ścieżkami dotarliśmy do takich decyzji. W Polskich zasobach jest niewiele informacji, na których można się oprzeć, planując takie przedsięwzięcie. Mamy ambicję nieco rozjaśnić ten mrok.

Może Ci się także spodobać...

Brak komentarzy

Napisz komentarz