Embarcação autossuficiente em energia: hidrogênio e renováveis

Em 26 junho de 2017 foi lançado ao mar um projeto pioneiro e inovador, o Energy Observer. A primeira embarcação marítima do mundo autossuficiente em energia é movida a hidrogênio e energias renováveis. Assim, ao partir do porto de de Saint-Malo (França), não havia uma gota sequer de combustível fóssil em sua estrutura. Como resultado, zero emissão de gases de efeito estufa ou material particulado. Agora, perto de completar três anos de navegação, o catamarã experimental traz uma excelente notícia: completou a primeira passagem transatlântica (de Finistère à Martinica) de forma totalmente autossuficiente, com um nível até então sem precedentes de desempenho energético.

Esse trajeto serviu de banco de ensaio para as principais inovações deste ano em energias renováveis ??a bordo do laboratório flutuante. De fato, graças à sinergia otimizada de seu novo sistema de célula de combustível, desenvolvido com a Toyota, suas asas automáticas, seus novos painéis solares e suas hélices inovadoras, foi possível obter esse resultado.

Asas e hélices de propulsão inovadoras 

A primeira parte do curso, da Bretanha às Canárias, envolveu ventos contrários. Quaisquer esperanças de deslizar nos ventos alísios foram infelizmente substituídas por horas de navegação em mares agitados. Nesse tipo de passagem, as hélices de passo variável trabalhavam bem, estabilizando o fluxo de ar sobre as asas enquanto consumiam pouca eletricidade. Os 4kW injetados nos motores permitiram um ganho de velocidade de 30% em média. Mas, acima de tudo, traduziu-se como uma capacidade de navegar a 25° com o vento verdadeiro, ao invés de 40°. Desse modo, os ganhos substanciais provam que a combinação de H2-Asas-Hélices é altamente complementar. A embarcação autossuficiente em energia movida a hidrogênio e renováveis também como destaque suas asas. De fato, os 35 m² que compõem cada um das asas (OceanWings®) não poderiam impulsionar por conta própria o catamarã, cujo peso é de 35 toneladas. Contudo, o perfil espesso dessas asas totalmente automatizadas, apoiadas por propulsão elétrica, formam uma combinação particularmente eficiente, econômica e confiável. Mais da metade da passagem foi coberta usando esse modo híbrido de energia renovável múltipla.

Hidrogênio e a nova célula de combustível

Das Canárias à Cabo Verde, a boa velocidade de navegação foi conquistada graças às condições do vento e à mistura de asas de hidrogênio. Durante o dia, toda a energia solar foi injetada diretamente na propulsão para otimizar a velocidade. Ao anoitecer, com as baterias em torno de 20% de sua capacidade, a célula de combustível entrou em ação automaticamente para trazê-las instantaneamente ao nível padrão. Dessa maneira, a velocidade poderia ser mantida enquanto ocorriam os picos de consumo durante à noite (vida a bordo, envio de dados, água quente produzida usando o calor da célula de combustível). Não havia bugs, nem anomalias. Sem dúvida, o Sistema de Células de Combustível Toyota apresentou um desempenho sem falhas nas ondas atlânticas, iniciando automaticamente e silenciosamente todas as noites. Em questão de segundos, forneceu à microrrede flutuante calorias preciosas e quilowatts com regularidade mecânica.

Diminuindo à velocidade do sol

A última seção até Fort-de-France foi atípica porque, apesar de alguns ventos alísios regulares, havia algumas restrições devido ao coronavírus. Pelo risco de ficar confinado em Martinica, o capitão reduziu a velocidade no final da passagem, equilibrando-a com o uso apenas de energia solar. Com isso, alcançou regularmente uma frequência instantânea de 20kW, principalmente, pelos painéis solares verticais de última geração da Solbian. Em mais de 18 nós em condições de vento a favor, o impulso adicional da hélice se torna menos produtivo. Dessa forma, algumas novas regras de pilotagem foram codificadas durante esse cruzamento. Por exemplo, quando os sensores não detectam mais torque suficiente no eixo da hélice, o último é travado e as pás da hélice se enrolam automaticamente para limitar o arrasto. Também é possível, nesta fase, reverter a direção das lâminas para produzir eletricidade usando a hidrogenação. Ela foi testada durante esses períodos rápidos, embora ao custo de uma óbvia redução no ritmo estabelecido

Segurança e conforto

O desempenho energético permitiu que a tripulação se sentisse confiante em relação ao trajeto, mesmo sendo pouco convencional. Isso porque durante a passagem a tripulação avistou apenas um navio de carga e o remador Stéphane Brogniart, sem velas no horizonte, até chegarem às docas das Índias Ocidentais. Com todos os portos fechados, era impossível estocar combustível, água ou provisões. A maioria dos veleiros ou iates modernos que cruzam o Atlântico usam, frequentemente, pequenas turbinas eólicas ou painéis solares. Entretanto, precisam de diesel para equilibrar suas necessidades de energia. Diferentemente da embarcação autossuficiente em energia movida a hidrogênio e renováveis, que desfrutou de excesso de energia ao longo da viagem, com níveis incomuns de conforto. A embarcação é equipada com múltiplas telas sensíveis ao toque, seus autômatos e computadores, além dos milhares de sensores que enviam dados sobre os vários sistemas via satélite a cada 10 minutos. Há ainda três grandes refrigeradores e câmaras frias, uma máquina de fazer pão e múltiplos robôs (a SMEG está testando todas as suas gamas a bordo), uma cozinha 100% elétrica e todo o equipamento sinônimo desse tipo de navio. Assim, a passagem transatlântica validou os níveis sem precedentes de desempenho e confiabilidade dessa minirrede de energia autossuficiente. Agora, é possível prever com segurança semanas de exploração nos locais mais remotos da biodiversidade, desde a floresta amazônica até as Galápagos, mesmo quando uma escala é proibida e a maioria dos barcos está presa à doca. Por fim, mesmo durante a pandemia, foi possível navegar com total autonomia, graças ao vento, ao sol e às características da molécula mais comum no universo: hidrogênio. Referências: Tradução livre de FullCellWorks - Energy Observer's First Transatlantic Passage a Complete Success Fotos:  Energy Observer / ©Energy Observer Productions - Amélie Conty