Evaluación técnico-económica de conversión de una embarcación de turismo a propulsión eléctrica y diseño de punto de carga solar en el sur de Chile

Abstract

El presente trabajo evalúa la viabilidad técnica, económica y operativa de implementar un sistema de propulsión eléctrica alimentado por energía solar fotovoltaica en un catamarán de uso turístico. El estudio consideró las condiciones de operación de la embarcación, el recurso solar disponible y los requerimientos energéticos diarios, proponiendo un sistema integral que combina generación, almacenamiento y control eficiente de la energía. Se diseñó un sistema de propulsión compuesto por dos motores eléctricos de 12 [kW] cada uno, apoyados por un banco de baterías con capacidad total de 20 [kWh] y dos cargadores rápidos de 2,9 [kW]. La generación fotovoltaica se dimensionó mediante un análisis energético detallado, seleccionando 14 módulos 550 [Wp] y un inversor de 6 [kW], asegurando autonomía para tres ciclos de operación diarios y hasta dos días de respaldo en condiciones de baja radiación. El análisis del recurso solar indicó que la zona presenta una radiación estable durante la temporada de operación considerada (octubre a marzo), con un ángulo óptimo de inclinación de los paneles cercano de 19° y mínimas pérdidas por sombreado(...).

The present study evaluates the technical, economic, and operationaleasibility of implementing an electrically powered propulsion system fueled by photovoltaic solar energy on a tourist catamaran. The study considered the vessel’s operational conditions, the available solar resource, and the daily energy requirements, proposing an integrated system that combines generation, storage, and efficient energy management. The propulsion system was designed with two 12 [kW] electric motors, supported by a battery bank with a total capacity of 20 [kWh] and two fast chargers of 2.9 [kW] each. The photovoltaic generation was sized through a detailed energy analysis, selecting 14 modules of 550 [Wp] and a 6 [kW] inverter, ensuring autonomy for three daily operational cycles and up to two days of backup under low-radiation conditions. The solar resource analysis indicated that the area has stable radiation during the operational season considered (october to march), with an optimal panel tilt angle of approximately 19° and minimal shading losses(...).