Dicas

Energia adicional

por Administrador
Postado em 28 de Julho de 2015

Geradores a Diesel, menores e mais potentes, agora permitem que veleiros de tamanho médio desfrutem os mesmos confortos dos maiores

O assunto do momento entre os proprietários de veleiros menores são os geradores. Esse importante equipamento que tem ficado menor e mais confiável, antigamente restrito às casas de máquinas de grandes lanchas e veleiros, agora começa a fazer parte do inventário de veleiros na faixa de 40 pés.

A tendência que se nota entre os iatistas, de navegar com todas as comodidades e confortos dos lares modernos, resulta em uma demanda cada vez maior de energia a bordo e que não pode mais ser satisfeita simplesmente aumentando o número de alternadores e baterias. Além disso, a maior vantagem dos motores a Diesel é que eles operam mais eficientemente quando submetidos a carga. Usar o  motor principal e carregar as baterias a míseras 1200 ou 1500 RPM, e sem uma carga considerável, acaba desgastando o motor prematuramente.

É claro que contar com amenidades como freezer, ice-maker, ar- condicionado e watermaker seduz até o velejador mais radical, só que às custas de um aumento de demanda de energia proporcional. E, uma vez tomada a decisão de cortar o “cordão umbilical amarelo” que liga seu velório à tomada do pier, ele se transforma numa usina elétrica ambulante que requer seus próprios cuidados.

Há alguns anos, o banco de baterias típico de um veleiro era composto por um par de baterias de 100 Ah que fornecia energia para um mínimo de equipamentos destinados a tornar sua vida a bordo menos desconfortável, tais como um equipamento de som, um ou dois ventiladores e, eventualmente, uma caixa de gelo com placa de refrigeração. E, dia após dia, o alternador auxiliar ligado no motor principal se debatia com a difícil tarefa de manter a carga das baterias em bom nível. E, a cada melhoria no sistema de acumulação de carga, aparecia um equipamento elétrico adicional para aumentar o lado da demanda. Ou seja, uma luta inglória.

Hoje em dia, a ideia de aumentar o banco de baterias a cada aumento de demanda parece mais um resquício saudoso dos bons tempos do que uma opção racional.

Parece  que a cada nova temporada mais e mais novos gadgets encontram um jeito de se contrabandear para bordo, de forma que é fundamental ficar de olho na equação de carga do sistema elétrico e, em especial, de onde ela deverá sair.

Calculando as necessidades
O primeiro passo é calcular qual a necessidade de energia média diária do seu barco, tanto quando estiver velejando como quando se estiver usando o motor auxiliar e ao fundear.

Realizar essa “auditoria elétrica” é uma tarefa razoavelmente simples , muito parecida com a sua contabilidade doméstica. Pense em vários cenários diferentes e qual a quantidade de corrente necessária para suprir a demanda. A unidade Ah (Ampère.hora), usada para definir a capacidade de uma bateria, por exemplo, é dada pela corrente em Ampères [A] vezes o tempo em que essa corrente é usada em horas [h].

Comece a auditoria listando inicialmente os equipamentos mais parrudos e que demandam maior energia, tais como bow thruster e guincho da âncora. Apesar desse tipo de equipamento demandar muita corrente, seu uso é bastante curto e não impacta muito consumo médio diário. Seria necessário fundear meia dúzia de vezes em águas com profundidade de 30 metros para equiparar o consumo do guincho a outros equipamentos de corrente mais modesta, porém constante, como uma geladeira, A/C ou watermaker, por exemplo. Esse tipo de equipamento opera em ciclos mais frequentes que, não raramente, se aproximam de 50% do período de 24 horas.

Uma geladeira funcionando em climas quentes, apesar de consumir somente 7 [A] quando ligada, em um dia chega a demandar 84 [Ah] (50% x 24 horas x 7 [A] = 84 [Ah]).

Há também outras formas de melhorar o balanço energético de seu veleiro, como, por exemplo, melhorar o isolamento da geladeira, abrir a porta com menor frequência ou ajustar melhor as velas para que o piloto automático tenha que corrigir o rumo com menor frequência. Mas o fato é que mais e mais comandantes estão descobrindo que sua necessidade diária de energia está passando dos 300 [Ah] @ 12VCC e que carregar essa capacidade em baterias, bem como transportá-las, pode se tornar um grande desafio.

Por anos a fio era senso comum que, como o motor auxiliar de um veleiro era relativamente pequeno, quase do tamanho de um motor de gerador, fazia sentido “pendurar” alguns alternadores “de alta capacidade nele e acioná-los por meio de uma correia. Desse modo, ele cumpriria duas funções: mover o barco e fornecer energia para seu sistema elétrico.

Isso continua sendo uma opção válida, mas quanto mais a tripulação de um veleiro for afeita às comodidades do mundo moderno, mais abuso o motor auxiliar terá de suportar.

Se os suportes e correias dos alternadores forem de primeiríssima linha, até que a solução de carregar um grande banco de baterias é razoável, mesmo que não seja ideal. Mas instalações malfeitas podem destruir mais do que a capacidade de carga das baterias. Lembro-me de uma vez em que estava navegando no motor através de uma barra numa ilha no Pacífico sul, que era para nos levar a um ancoradouro seguro. De repente, o rolamento de um dos alternadores auxiliares decidiu que era uma boa hora para travar e, consequentemente, a correia que também acionava a bomba de refrigeração derreteu e estourou, deixando-nos à deriva em uma correnteza de 5 nós. Felizmente a vela mestra já estava içada e em questão de segundos pude içar também a buja, mas, mesmo assim, não conseguia passar de 4 nós. Ou seja, lentamente fui saindo de ré pelo caminho pelo qual entrei. Foi nesse momento que tomei a decisão de instalar um gerador, especificamente para suprir as demandas  energéticas do barco.

Uma vez tomada a decisão de instalar um gerador, começam a surgir as dúvidas. Qual o melhor gerador para sua necessidade? Precisa de um gerador CA (corrente alternada) ou CC (corrente contínua)? tradicionalmente os proprietários de barcos a motor optam por utilizar geradores CA e carregam suas baterias através de modernos e eficientes carregadores de baterias. Assim conseguem operar diretamente equipamentos CA, tais como fogões, microondas ou ar-condicionado.

Com o lançamento de inversores cada vez mais eficientes e potentes, muitos velejadores optam por geradores 12 ou 24V operando com CC. nas mais das vezes, os geradores CC são alternadores linkados a pequenos motores Diesel, mais leves e mais baratos do que os geradores CA. Além disso, seus defensores argumentam que a maioria dos equipamentos a bordo operam em CC.

Os que preferem geradores CA pregam que esses sistemas já existem há muito tempo e que passaram no teste da confiabilidade, com louvor, vêm com sofisticados sistemas de controle eletrônicos e  são relativamente silenciosos. Com milhares de equipamentos instalados e décadas de operação, foram aprovados em campo.

As duas propostas têm seus méritos, mas lembre-se que a maioria dos técnicos em toda parte  está acostumada a instalar equipamentos CA. no mercado de geradores CA, há muitas decisões a serem tomadas. Pegue um gerador de 6kW, um tamanho bastante comum a bordo de veleiros de porte médio. A northern Light oferece o modelo M673L3, de 6 kW CA, que opera a 1800 RPM, independente da carga. Ele pesa 170kg e ocupa um volume de 72cm [c] x 50cm [l] x 51cm [h] e é movido por um motor Lugger Diesel de três cilindros. Já o Fisher Panda i6500 fornece 6,5 kW e é movido por um motor Kubota Diesel de 2 cilindros, pesa 158 kg e mede 56cm [c] x 44cm [l] x 54cm [h]. A tensão e a corrente são controladas eletronicamente e a rotação aumenta proporcionalmente à carga demandada. Significa que, com o aumento da necessidade de corrente,  sua rotação aumenta, podendo passar de 3000 RPM. A Cummins Onan tem em sua linha dois geradores nessa faixa, de 5kW e 7,5 kW @ 2900 RPM, que vem acompanhados de uma caixa supressora de ruído muito efetiva. O QD KbH de 5 kW pesa 165kg e as dimensões são: 66cm [c] x 51cm [l] x 52cm [h]. Com o seu sistema de diagnóstico eletrônico, uma rede de assistência global e nível de ruídos de apenas 71dbA a 1 metro, é uma opção muito popular.

Todos esses equipamentos são fornecidos para funcionar autonomamente, respondem automaticamente à variação na demanda energética e são protegidos contra curtos-circuitos e sobreaquecimento.

Há, porém, diferenças sutis entre eles. Muitos mecânicos sustentam que os modelos que operam em rotações mais baixas duram mais. Outros dizem que os motores Diesel modernos foram projetados para trabalhar nas rotações mais altas e a variabilidade da rotação em função da carga pode ter seus encantos.

Mastervolt, Westerbeke e Yanmar oferecem ampla gama de geradores.

Já do lado dos geradores CC, temos empresas com a ZRD que vendem equipamentos que são essencialmente versões menores e independentes da solução de ligar alternadores no motor auxiliar. É uma solução bem interessante para quem quer pôr a mão na massa e fazer a instalação por si mesmo e que seja versado em ligações elétricas, bem como na colocação de tubos, tanto para alimentar os sistemas de alimentação e refrigeração como os de escapamento.

Um sistema de acelerador manual pode parecer primitivo diante das soluções de controle eletrônico, mas muitos de nós aprendemos a dar valor às soluções menos complexas. O menor desses sistemas tem a capacidade de fornecer picos de 3 a 4 kW, e a 50% da sua capacidade a corrente fornecida chega a 100A. Ligar esse gerador por uma hora de manhã e outra hora à tarde é mais do que suficiente para recarregar um bom banco de baterias.

Na prática, uma administração inteligente do sistema elétrico depende tanto de práticas do usuário como de sistemas inteligentes de carga e descarga, sejam elas CA, sejam CC.

Se as baterias estão bastante descarregadas (de 50% a 60% de sua capacidade), elas aceitarão correntes significativas (100 ampères ou mais) durante um bom tempo, sem ultrapassar os 14,3V (a maior tensão que uma bateria suporta sem se deteriorar). Quanto tempo essa corrente de carga poderá ser mantida depende muito do tipo de baterias, bem como do grau de descarga.

Uma bateria de 100Ah pode receber uma carga dessa grandeza por alguns minutos apenas, enquanto que um banco com duas baterias de 200Ah bastante descarregadas pode receber essa corrente por mais de uma hora.

A questão é que, quanto maior o banco de baterias e quanto mais descarregado ele estiver, maior a corrente que ele aceitará. no entanto, conforme a carga do banco de baterias aumenta, é necessário diminuir a corrente, para não danificar as células das baterias e, para que isso não aconteça, entram em ação os reguladores de voltagem.

Eis como os comandantes mais experimentados administram a situação.

No momento em que a corrente para as baterias começa a diminuir em função do aumento de carga, eles começam a utilizar equipamentos que são grandes consumidores de energia, tais como geladeiras, A/c e watermakers. Dessa forma, o excedente de corrente, em vez de ser perdido, é bem aproveitado.

Antes de se decidir por instalar um gerador, analise com profundidade todos os equipamentos elétricos a bordo e suas respectivas demandas de energia. Veja também quais equipamentos podem ser operados de maneira flexível para aproveitar ao máximo os momentos de geração de energia.

Logo perceberá que há uma grande diferença entre a carga média demandada por um compressor e a carga de pico (pode ser 50% mais alta que a média) que ocorre toda vez que ele é ligado. E é exatamente essa carga adicional que pode levar ao desarme do disjuntor de um gerador pequeno.

Por isso é importante analisar todo o ciclo de carga e descarga e como as cargas podem ser distribuídas para melhor aproveitar todo o potencial do sistema.




Dica para instalar um gerador você mesmo
Se você decidiu dar uma folga a seu motor auxiliar e instalar um gerador em um barco existente, encontrar espaço para o sistema de escapamento é tão importante quanto achar um local para a unidade.

Em cascos mais antigos ou esguios, talvez nem sempre caiba um gerador e a opção de adicionar alternadores no motor auxiliar pode ser a única possível.

Mesmo se o barco tiver um gerador, o motor auxiliar e seu alternador continuam a desempenhar um papel importante no seu sistema elétrico, pois, querendo ou não, o ritmo de vida moderno impõe que se navegue com o motor auxiliar mais do que se deseja. O lado bom é que durante esse período ele contribui de modo decisivo na carga das baterias. porém, quando estiver velejando ou fundeado, a estrela do sistema elétrico passa a ser o gerador.

Fabricantes de geradores marítimos

Cummins Onan Powersystems
cummins.com

Fischer Panda
fischerpanda.com

Kohler
kohlepower.com

Mastervolt
mastervolt.com

Mastry Engine Center
mastry.com

Next Gen Industrial Power Solutions
nextgenerationpower.com

Northern Lights
northern-lights.com/marine

Westerbeke
westerbeke.com

Yanmar
yanmar.com/product/generator

ZrD
zrd.com

*Texto: Ralph Naranjo.






 

 

Newsletter

Cadastre-se para receber nossas novidades!

comentários