ACCIONA 100%EcoPowered, un projecte innovador.

By Tecnotalasa

El IMOCA Open 60 ACCIONA 100%EcoPowered és una embarcació de regates oceànica dissenyada dins el reglament IMOCA60, però amb el valor afegit de navegar respectant el medi ambient. En 2012 i 2013 ha participat a l’ Europa Warm'Up i en La Vendée Globe (Volta al món en solitari sense escales).

Al 2011 els col·laboradors de Tecnotalasa s'involucren en el projecte. La seva col·laboració s'ha basat en el disseny, desenvolupament i posada en marxa dels sistemes energètics de l'embarcació.

Aquest vaixell compta amb un sistema innovador de generació d'energia a bord sense una gota de combustible fòssil i basat en energies renovables. És la primera vegada en la història que un vaixell d'aquestes característiques ha estat en la línia de sortida d'una regata de competició: Europa Warm’Up i La Vendée Globe 2012.

L'embarcació compleix les especificacions dels IMOCA Open 60, vaixells de vela de 60 peus que conjuminen la màxima tecnologia aplicada a la competició a vela.

A diferència d'un IMOCA 60 convencional, que carrega gairebé 400 litres de combustible per generar l'energia necessària que alimenta els seus sistemes de navegació, el IMOCA Open 60 ACCIONA 100% EcoPowered ha circumnavegat el globus alimentant-se exclusivament de l'energia procedent del mar, del sol i del vent.
En el disseny han intervingut el departament I+D+i de ACCIONA i els millors professionals del sector per garantir la competitivitat del vaixell i el funcionament de tots els equips a bord necessaris per a navegar sense generar cap tipus d’emissió.

Innovació tecnològica

El desenvolupament ha requerit dos anys de I+D+i aplicada en dues línies de treball. D'una banda, per desenvolupar el concepte de “veler zero emissions”, definir i dissenyar els equips òptims que garanteixin i optimitzin el subministrament d'energia per als sistemes de navegació, comunicacions, hidràulica i motors a partir únicament del sol, el vent i l'aigua. La segona línia de I+D+i ha estat la selecció i prova de materials de nova generació i dels dissenys idonis per maximitzar la hidrodinàmica del veler. L'equip multidisciplinari de 70 persones que ha treballat en el projecte ha comptat amb la implicació directa del Departament d'Innovació d'ACCIONA.

Sistema de generació d'energia

El desafiament tecnològic en l'àmbit energètic era desenvolupar un sistema de generació d'energia amb fonts d'alimentació renovables que pogués competir amb els equips actuals -alimentats per combustibles fòssils- que equipen els velers d'alta competició.

El primer pas va ser realitzar un estudi intensiu de les diverses fonts d'energies renovables existents en l'actualitat i la selecció de les més adequades per a la integració al banc de proves i per a la seva utilització en aplicacions de sistemes energètics mòbils.

El sistema de generació d'energia està format en realitat per dos sistemes: un per al funcionament en condicions normals i un altre per les d'emergència.

Sistema de generació d'energia

El mecanisme de funcionament parteix de la conversió d'energia solar, eòlica i hidrodinàmica per generar energia elèctrica. L'energia captada de les fonts renovables s'emmagatzema en bateries d'alta densitat energètica.

Subsistema de generació d'emergencia

El sistema d'emergència està basat en l'alimentació amb hidrogen obtingut a partir d'energies renovables i emmagatzemat en tancs a alta pressió, convertit en electricitat per unes piles de combustible.

Tots dos sistemes alimenten un motor elèctric de propulsió, d'imants permanents, d'alt par i reduït pes. Es tracta d'un motor síncron, especialment indicat per al seu ús en aquest tipus d'aplicacions, per la seva robustesa, manca de manteniment i alt rendiment en la conversió d'energia elèctrica en mecànica.

L'aportació principal d'energia (solar, hidroelèctrica, eòlica, etc.) serà diferent depenent de la velocitat, latitud, condicions meteorològiques i el rendiment en regata. Aquesta gestió es realitza amb l'ajuda d'un sistema intel•ligent automàtic, encara que serà controlada i pot ser modificada pel tripulant, la qual cosa afegeix a les seves funcions la de “gestor de l'energia” de l'embarcació per optimitzar el subministrament i magatzematge.


Desenvolupament del distema de generació d'energia


S'ha desenvolupat un sistema de panells solars capaços de resistir els esforços termomecànics, més manejable i amb materials més resistents a la radiació. S'han emprat els panells de làmina prima semiflexible per adaptar-se a la forma del casc amb tecnologia monocristal•lina i formar així una estructura única. Les plaques solars, amb una superfície total de 12m2, s'han integrat en el casc de l'embarcació formant onze panells solars independents, on la part posterior del vaixell és mòbil respecte a l'eix longitudinal amb l'objecte d'optimitzar l'orientació d'aquests panells.

S'han instal•lat dos aerogeneradors, cadascun d'ells capaços de produir una potència de fins a 350W. Després de realitzar diverses proves per trobar els graus d'eficàcia del sistema i els requeriments de capacitat energètica a cada zona de navegació, i una vegada coneguda la situació de les plaques solars, es va determinar la posició dels generadors eòlics en la part posterior de l'embarcació.

L'objectiu era poder assegurar una potència determinada en unes condicions de vent concretes. Per a això s'ha desenvolupat un sistema de dos generadors hidrodinàmics amb una potència de 400W cadascun, submergits en la part posterior del vaixell. El sistema compta amb un dispositiu de seguretat que s'activa automàticament en cas de col•lisió, que eleva els generadors a una posició segura.

Per triar les bateries d'emmagatzematge, es va elaborar un estudi de la viabilitat en funció dels proveïdors existents possibles amb la premissa d'obtenir el sistema de bateries més segur i estable, no el que més energia proporcionés. Es van simular les situacions de càrrega i descàrrega de les bateries segons els possibles escenaris als quals pot veure's sotmesa l'embarcació al llarg dels seus recorreguts per validar el funcionament energètic global del sistema.
La pila de combustible d'hidrogen constitueix el sistema de producció energètica d'emergència. El seu objectiu és assegurar una certa aportació energètica en aquelles situacions en les quals no es puguin utilitzar la resta de subsistemes energètics. La necessitat d'instal•lar un sistema d'hidrogen com el plantejat és poder assegurar l'autonomia de l'embarcació reduint el pes del sistema el màxim possible.