Energie na jachtě: solar, větrný generátor, nebo hydrogenerátor?

Na třináctimetrové jachtě se 400Ah LiFePO baterií a denní spotřebou kolem 250 Ah už nejde jen o dobíjení telefonu a navigačních přístrojů. Taková loď spotřebuje přibližně 3,2 kWh denně. Pokud nechceme pravidelně startovat motor nebo generátor, je třeba elektřinu někde vyrobit. Nabízí se slunce, vítr a voda. Každý z těchto zdrojů je ale nejlepší někde jinde.

Pro další výpočty počítáme s 12V instalací. U 24V systému budou proudy vyjádřené v Ah přibližně poloviční.

400 Ah není zase tak mnoho

LiFePO baterie o kapacitě 400 Ah představuje při nominálních 12,8 V přibližně 5,1 kWh energie. Pokud nechceme baterii pravidelně vybíjet úplně, reálně máme k dispozici zhruba 4–4,5 kWh.

Při spotřebě 250 Ah denně tedy baterie bez dobíjení vystačí jen něco přes jeden den. Je to dobrý zásobník energie, nikoli řešení její výroby.

Pro naši modelovou jachtu proto hledáme zdroj, který dokáže v průměru dodat kolem 3 kWh denně.

Solární panely: nejlevnější elektřina

Pro většinu turistických jachet je dnes základem fotovoltaika. Nemá pohyblivé části, nevydává hluk a vyrábí i v době, kdy loď stojí na kotvě.

Na třináctimetrové jednotrupé jachtě bych se snažil dostat na 700 až 900 W instalovaného výkonu. Ideálních by bylo kolem 800 W.

Za výborného letního dne ve Středomoří může 800W instalace dodat přibližně 2,5–3,5 kWh. V ideálním případě tedy pokryje celou naši denní spotřebu. Realita na jachtě je samozřejmě horší než na střeše domu. Přes panely přechází stín stěžně, vantů, ráhna a plachet, panely neleží vždy ideálně ke slunci a jejich výkon s rostoucí teplotou klesá.

Právě stín je na plachetnici zásadní. U panelů s různou orientací nebo rozdílným zastíněním je proto výhodné rozdělit soustavu do několika skupin a použít více MPPT regulátorů. Jeden zastíněný panel pak neomezí výkon celé instalace.

Pro přibližně 800 W bych proto raději použil například dva MPPT regulátory – jeden pro pravou a druhý pro levou polovinu sestavy.

Pevné, nebo flexibilní?

Pokud máme na zádi pevný oblouk, radarový nosič nebo pevnou střechu nad kokpitem, ekonomicky jednoznačně vítězí klasické rámové panely.

Přibližně 800 W výkonu znamená zhruba 4–5 m² panelů. Například čtyři pevné panely po 215 W nabídnou celkem 860 W a samotné panely zaberou přibližně 4,5 m². Při uspořádání 2 × 2 je třeba počítat s konstrukcí širokou přibližně 3,3 m a hlubokou asi 1,5 m.

Úplně jiná cenová liga jsou prémiové tenké panely určené přímo na palubu nebo bimini. Jsou lehčí a umožňují využít plochy, kam se klasický rámový panel nevejde, jejich cena za jeden watt je ale výrazně vyšší.

Pokud tedy konstrukce jachty dovolí použít pevné panely, jsou z hlediska poměru ceny a výkonu těžko překonatelné.

Kde vítězí slunce?

Středomoří, Kanárské ostrovy, Karibik a tropy.

Tam bych solární panely považoval za základní zdroj. Jachta často tráví více času na kotvě než pod plachtami a právě tehdy solar vyrábí nejvíce.

Na Jadranu nebo v Řecku může dobře navržených 800 W během léta většinu dní pokrýt podstatnou část spotřeby naší modelové lodě.

Větrný generátor: elektřina, když slunce zapadne

Velkou výhodou větrného generátoru je, že mu je jedno, zda je den nebo noc. Je mu jedno i to, zda prší.

Má ale jiný problém: potřebuje skutečně foukat.

Například generátor o maximálním výkonu kolem 400–500 W může při větru kolem 10 uzlů vyrábět jen několik desítek wattů. Jakmile vítr zesílí nad 20 uzlů, výkon prudce roste.

Větrný generátor tedy není zdroj typu „mám 400W generátor, takže vyrábím 400 W“. Většinu času vyrábí podstatně méně.

Jeho výhodou je naopak schopnost vyrábět dlouhé hodiny bez přerušení. Pokud na kotvišti stabilně fouká 20 uzlů ve dne i v noci, může být jeho denní energetický přínos velmi významný.

Kam se hodí vítr?

Především tam, kde pravidelně a dlouho fouká.

Atlantik, severní Evropa, Skotsko, Norsko nebo dlouhodobé kotvení v oblasti pasátů jsou pro větrný generátor mnohem zajímavější než klidná letní kotviště Jadranu.

Zajímavé může být i Egejské moře v období meltemi. Tam může větrník několik dní pracovat prakticky nepřetržitě.

Ve Středomoří bych ho ale na naší modelové jachtě považoval spíše za doplněk k soláru než za hlavní zdroj.

Navíc máme na zádi další velký rotor, který zabírá místo, vytváří určité vibrace a musí být umístěný tak vysoko, aby nepředstavoval nebezpečí pro posádku.

Vodní generátor: král dlouhých plaveb

Úplně jiná situace nastane, když jachta pluje.

Tady má obrovskou výhodu hydrogenerátor. Pro naši třináctimetrovou jachtu už připadá v úvahu například Watt&Sea Cruising 600 nebo podobně výkonný systém.

Při rychlosti kolem 5 uzlů může dodávat přibližně 100–120 W. Při vyšší rychlosti lodě výkon výrazně roste.

Sto dvacet wattů nevypadá nijak dramaticky. Jenže loď na přeplavbě jede 24 hodin.

Při průměrném výkonu 120 W získáme za den přibližně 2,9 kWh, tedy přes 220 Ah při 12,8 V.

A jsme téměř na celé denní spotřebě naší modelové jachty. K tomu stále vyrábějí solární panely.

Jestli jachta pravidelně pluje šest a více uzlů, může být hydrogenerátor během delší přeplavby prakticky hlavním zdrojem elektřiny.

Je tu jeden problém. Cena

Kvalitní hydrogenerátor pro třináctimetrovou jachtu stojí několik tisíc eur. Je tedy mnohonásobně dražší než rozumná sestava pevných solárních panelů.

Na druhou stranu žádný solární panel v noci uprostřed Atlantiku nic nevyrobí.

A právě zde rozhoduje těch 5000 mil

Naše modelová jachta upluje 5000 NM ročně.

Při průměrné rychlosti 5,5–6 uzlů stráví přibližně 800–900 hodin ročně v pohybu, což odpovídá asi 35 dnům nepřetržité plavby.

Pokud jde převážně o jednodenní přejezdy mezi chorvatskými ostrovy a večer následuje marina, hydrogenerátor za několik tisíc eur ekonomicky příliš smyslu nedává.

Jestli ale těch 5000 mil zahrnuje několikadenní přeplavby, Atlantik, Kanárské ostrovy, Azory nebo delší plavby ve Středomoří, začne hydrogenerátor dávat mnohem větší smysl.

Právě na dlouhé plavbě navíc roste spotřeba. Neustále běží autopilot, navigace, AIS, přístroje a často počítač či satelitní komunikace.

Co bych dal na tuto konkrétní jachtu?

Pro třináctimetrovou jednotrupou jachtu s denní spotřebou 250 Ah a nájezdem 5000 NM ročně bych jako základ instaloval:

700–900 W solárních panelů + kvalitní MPPT regulátory.

Pokud loď absolvuje delší přeplavby, přidal bych:

hydrogenerátor přibližně 600W kategorie.

Taková kombinace má velmi dobrou logiku. Na kotvě pracuje především slunce. Na moři se přidá hydrogenerátor. V noci na dlouhé plavbě převezme hlavní část výroby voda.

Větrný generátor bych přidával jako třetí zdroj především tehdy, pokud bude jachta trávit hodně času v severní Evropě, na Atlantiku nebo na dlouhodobě větrných kotvištích.

Ideální kombinace podle oblasti

Kdybych měl vybrat jen jeden?

Solární panely.

Jsou nejlevnější, nejjednodušší a vyrábějí elektřinu i tehdy, kdy jachta několik dní stojí.

Kdybych mohl vybrat dva zdroje pro loď, která skutečně upluje 5000 mil ročně, volil bych solar + hydrogenerátor.

A teprve u jachty určené pro dlouhodobou oceánskou plavbu bych vážně uvažoval o trojici slunce + voda + vítr.

Taková loď už může velkou část sezony fungovat bez toho, aby bylo kvůli výrobě elektřiny nutné startovat motor.