ACCIONA 100%EcoPowered, un proyecto innovador.

By Tecnotalasa

El IMOCA Open 60 ACCIONA 100%EcoPowered es una embarcación de regatas oceánica diseñada dentro la regla IMOCA60, pero con el valor añadido de navegar respetando el medio ambiente. En 2012 y 2013 ha participado en la Europa Warm'Up y en La Vendée Globe (Vuelta al mundo en solitario sin escalas).

En 2011 los colaboradores de Tecnotalasa se involucran en el proyecto. Su colaboración se ha basado en el diseño, desarrollo y puesta en marcha de los sistemas energéticos de la embarcación.

Este barco cuenta con un sistema innovador de generación de energía a bordo sin una gota de combustible fósil y basado en energías renovables. Es la primera vez en la historia que un barco de estas características ha estado en la línea de salida de una regata de competición: Europa Warm’Up y La Vendée Globe 2012.

La embarcación cumple las especificaciones de los IMOCA Open 60, barcos de vela de 60 pies que aúnan la máxima tecnología aplicada a la competición a vela.

A diferencia de un IMOCA 60 convencional, que carga casi 400 litros de combustible para generar la energía necesaria que alimenta sus sistemas de navegación, el IMOCA Open 60 ACCIONA 100% EcoPowered ha circunnavegado el globo alimentándose exclusivamente de la energía procedente del mar, del sol y del viento.

En el diseño han intervenido además del departamento I+D+i de ACCIONA, los mejores profesionales del sector para garantizar la competitividad del barco y el funcionamiento de todos los equipos a bordo necesarios para navegar sin generar ningún tipo de emisión.

Innovación tecnológica

El desarrollo ha requerido dos años de I+D+i aplicada en dos líneas de trabajo. Por un lado, para desarrollar el concepto del “velero cero emisiones”, definir y diseñar los equipos óptimos que garanticen y optimicen el suministro de energía para los sistemas de navegación, comunicaciones, hidráulica y motores a partir únicamente del sol, el viento y el agua. La segunda línea de I+D+i ha sido la selección y prueba de materiales de nueva generación y de los diseños idóneos para maximizar la hidrodinámica del velero. El equipo multidisciplinar de 70 personas que ha trabajado en el proyecto ha contado con la implicación directa del Departamento de Innovación de ACCIONA.

Sistema de generación de energía

El desafío tecnológico en el ámbito energético era desarrollar un sistema de generación de energía con fuentes de alimentación renovables que pudiera competir con los equipos actuales -alimentados por combustibles fósiles- que equipan los veleros de alta competición.

El primer paso fue realizar un estudio intensivo de las diversas fuentes de energías renovables existentes en la actualidad y la selección de las más adecuadas para la integración en el banco de pruebas y para su utilización en aplicaciones de sistemas energéticos móviles.

El sistema de generación de energía está formado en realidad por dos sistemas: uno para el funcionamiento en condiciones normales y otro para las de emergencia.

Sistema de generación de energía

El mecanismo de funcionamiento parte de la conversión de energía solar, eólica e hidrodinámica para generar energía eléctrica. La energía captada de las fuentes renovables se almacena en baterías de alta densidad energética.

Subsistema de generación de emergencia

El sistema de emergencia está basado en la alimentación con hidrógeno obtenido a partir de energías renovables y almacenado en tanques a alta presión, convertido en electricidad por unas pilas de combustible.

Ambos sistemas alimentan un motor eléctrico de propulsión, de imanes permanentes, de alto par y reducido peso. Se trata de un motor síncrono, especialmente indicado para su uso en este tipo de aplicaciones, por su robustez, carencia de mantenimiento y alto rendimiento en la conversión de energía eléctrica en mecánica.

El aporte principal de energía (solar, hidroeléctrica, eólica, etc.) será diferente dependiendo de la velocidad, latitud, condiciones meteorológicas y el rendimiento en regata. Esta gestión se realiza con la ayuda de un sistema inteligente automático, aunque será controlada y puede ser modificada por el tripulante, lo que añade a sus funciones la de “gestor de la energía” de la embarcación para optimizar el suministro y almacenaje.


Desarrollo del sistema de alimentación de energía:


Se ha desarrollado un sistema de paneles solares capaces de resistir los esfuerzos termomecánicos, más manejable y con materiales más resistentes a la radiación. Se han empleado los paneles de lámina delgada semiflexible para adaptarse a la forma del casco con tecnología monocristalina y formar así una estructura única. Las placas solares, con una superficie total de 12m2, se han integrado en el casco de la embarcación formando once paneles solares independientes, donde la parte posterior del barco es móvil respecto al eje longitudinal con el objeto de optimizar la orientación de dichos paneles.

Se han instalado dos aerogeneradores, cada uno de ellos capaces de producir una potencia de hasta 350W. Después de realizar varias pruebas para hallar los grados de eficacia del sistema y los requerimientos de capacidad energética en cada zona de navegación, y una vez conocida la situación de las placas solares, se determinó la posición de los generadores eólicos en la parte posterior de la embarcación.

El objetivo era poder asegurar una potencia determinada en unas condiciones de viento concretas. Para ello se ha desarrollado un sistema de dos generadores hidrodinámicos con una potencia de 400W cada uno, sumergidos en la parte posterior del barco. El sistema cuenta con un dispositivo de seguridad que se activa automáticamente en caso de colisión, que eleva los generadores a una posición segura.

Para elegir las baterías de almacenamiento, se elaboró un estudio de la viabilidad en función de los proveedores existentes posibles con la premisa de obtener el sistema de baterías más seguro y estable, no el que más energía proporcionase. Se simularon las situaciones de carga y descarga de las baterías según los posibles escenarios a los que puede verse sometida la embarcación a lo largo de sus recorridos para validar el funcionamiento energético global del sistema.
La pila de combustible de hidrógeno constituye el sistema de producción energética de emergencia. Su objetivo es asegurar un cierto aporte energético en aquellas situaciones en las que no se puedan utilizar el resto de subsistemas energéticos. La necesidad de instalar un sistema de hidrógeno como el planteado es poder asegurar la autonomía de la embarcación reduciendo el peso del sistema lo máximo posible.