Nueva Instalación eléctrica. Capítulo 1/ New electrical system. Chapter 1

Nueva Instalación eléctrica. Capítulo 1

New electrical system. Chapter 1

Cálculos eléctricos.

Electrical calculations.

Esta entrada puede resultar un poco aburrida y técnica, pero creo que será de utilidad a aquellos armadores que estén pensando en la renovación del sistema eléctrico.

This entry can be a bit boring and technical, but I think it will be useful to those owners who are thinking about the renewal of the electrical system.

Cuando Raquel y Antonio me compraron tenían claro que la instalación eléctrica debía ser renovada.

When Raquel and Antonio bought me it was clear that the electrical installation had to be renewed.

En mi interior hay cincuenta años de cableado, la mayoría sin orden ni concierto. Ninguno de los cables está marcado, hay empalmes sin clema, cables de sección inadecuada, baterías antiguas, prácticamente agotadas…

In my interior there are fifty years of wiring, most without order or concert. None of the cables are marked, there are splices without a terminal, cables with an inadequate section, old batteries, practically exhausted ...

Era necesario aclarar todo ese jaleo y hacer una nueva instalación. Una nueva instalación eléctrica bien hecha debe comenzar por una buena planificación y diseño de la misma.

It was necessary to clarify all that and make a new installation. A new well-made electrical installation must start with a good planning and design.

La renovación a demás debía incluir el cambio de las lámparas de incandescencia por luces LED para reducir el consumo. Así fueron sustituidas todas las bombillas tradicionales por LEDs, todas menos la luz de navegación a motor, pues la luz de navegación a motor se usa siempre con el motor encendido que genera electricidad con el alternador. Además, y por seguridad, se añadió una luz tricolor/fondeo en el tope del palo, así seré más visible, ya que como tengo muy poco francobordo con olas un poco alta sería difícil verme por la noche. No obstante, se conservaron las luces de navegación de cubierta para usarlas en caso de que las otras se fundan.

The renovation had to include the change of the incandescence lamps by LED lights to reduce the consumption. Thus all the traditional bulbs were replaced by LEDs, all except the motor navigation light, since the motor navigation light is always used with the engine running that generates electricity with the alternator. In addition, and for safety, a tricolor light / anchoring was added at the top of the mast, so I will be more visible, since as I have very little freeboard with waves a little high it would be difficult to see me at night. However, the deck navigation lights were kept for use in case the others are break.

Luz tricolor de tope de mástil
Top mast's tricolour light

Raquel y Antonio tienen pesado instalar un sistema AIS, una radio VHF con llamada selectiva digital (en lugar de la convencional que llevo), un conjunto de corredera, sonda y viento, un pequeño sistema de navegación electrónica como apoyo, y algunos enchufes de 12v y USB, así como alguna lámpara interior más.

Raquel and Antonio have to install an AIS system, a VHF radio with DSC, a set of sound, log and wind and a small electronic navigation system as support, and some plugs of 12v and USB, as well as some more interior lamps.

Todo esto hay que tenerlo en cuenta a la hora del diseño del nuevo parque de baterías.

All this does not have to take into account when designing the new battery park.

Antonio estudio ingeniería y los cálculos eléctricos para él son relativamente sencillos, pero para personas a las que la electricidad les resulta complicada es muy recomendable el libro “REPLACING YOUR BOAT'S ELECTRICAL SYSTEM”, dónde se explica de manera práctica como renovar una instalación eléctrica.

Antonio studied engineering and electrical calculations for him are relatively simple, but for people who find electricity difficult, the book "REPLACING YOUR BOAT'S ELECTRICAL SYSTEM" is highly recommended, where it is explained in a practical way how to renew an electrical installation.

https://www.nauticarobinson.com/libros/replacing-your-boats-electrical-system/9781408132937/

Así pues, lo primero que necesitamos es conocer todos los elementos que consuman electricidad de nuestro futuro sistema.

So, the first thing we need is to know all the elements that consume electricity of our future system.

Para hacer un cálculo de la capacidad de las baterías necesitamos saber cuántos amperios consume cada elemento de la instalación en una hora (Ahr) y estimar cuantas horas al día se va a utilizar. Así tendremos una idea del consumo real de amperios de cada elemento.

To calculate the capacity of the batteries, we need to know how many amps each element of the installation consumes in one hour (Ahr) and estimate how many hours per day it will be used. Thus we will have an idea of how many amps comsume each element.

El consumo máximo, que tomaremos com referencia, viene especificado en las características técnicas del aparato en forma de amperios hora (Ahr) o de vatios. En este último caso lo pasaremos a Ahr con la fórmula:

The maximum consumption, which we will take as reference, is specified in the technical characteristics of the device in the form of ampere hours (Ahr) or watts. In the latter case we will pass it to Ahr with the formula:

Donde I es la intensidad eléctrica expresada en Ahr, W (trabajo) es el consumo expresado en vatios (W) y V es el voltaje, normalmente 12V, así que la fórmula quedaría:

Where I is the electric intensity expressed in Ahr, W (work) is the consumption expressed in watts (W) and V is the voltage, normally 12V, so the formula would be:

Características técnicas del compresor de la nevera,
donde se ve que a 12V consume 8A
Technical characteristics of the refrigerator compressor,
where it is seen that 12V consumes 8A

Hay algunos elementos cuyo uso tendremos que estimar, por ejemplo, una vez fría una nevera que no se abre todo el rato y está bien aislada no debería suponer un uso del compresor de más de 6 horas al día, sin embargo, si se rellena todo el rato y se abre continuamente el consumo puede dispararse hasta las 12h diarias, lo mismo ocurre si el aislamiento no es el adecuado.

There are some elements whose use we will have to estimate, for example, once a refrigerator that does not open all the time is cold and it is well insulated it should not suppose a compressor use of more than 6 hours a day, however, if it is filled continiusly and it is opening often consumption can be triggered until 12 o'clock a day, the same happens if the isolation is not adequate.

Otros, como la luz de navegación a motor, que se usa siempre con el motor en marcha, o, en mi caso, el piloto automático, cuyo uso es marginal (sólo se usa en maniobras, con navegación a motor o momentáneamente para consultar algo en la carta) no merecen ser tomados en cuenta.

Others, such as the steaming light, which is always used with the engine running, or, in my case, the autopilot, whose use is marginal (only used in maneuvers, with motor navigation or momentarily to consult something in the letter) do not deserve to be taken into account.

Sumando todos los elementos del sistema tendremos el consumo de amperios en un día.

Pero realmente esta no esta no es la capacidad de baterías que necesita un barco como yo diariamente pues las baterías no se pueden agotar por completo o se estropean. Hay que mayorar este consumo para darle una reserva de recarga a la batería del 35% y esto lo hacemos dividiendo el consumo de amperios por 0,65. Así obtenemos que en mi caso necesito un parque de consumo diario de unos 209Ahr. Si pretendo estar más de un día sin arrancar el motor para cargar las baterías pues tendré que multiplicar esta cifra por el número de días que voy a estar sin arrancar mi motor o generador.

Adding all the elements of the system we will have the consumption of amps in a day.

But really this is not the capacity of batteries that a boat like me needs every day because the batteries can not be completely depleted or it will be damaged. We must increase this consumption to give a reserve of charge to the battery of 35% and we do this by dividing the consumption of amperes by 0.65. So we get that in my case I need a daily consumption park of about 209Ahr. If I pretend to be more than a day without starting the engine to charge the batteries then I will have to multiply this figure by the number of days that I will be without starting my engine or generator.

En este cálculo no he tenido en cuenta los posibles aportes de mi placa solar por dos motivos, el primero es que mi placa es muy vieja y su rendimiento es muy bajo, y el segundo es que, aunque la tuviese nueva no siempre hay sol, y aunque lo haya, no siempre tendré 12 horas de sol o mi orientación fondeado o navegando no será la óptima.

In this calculation I have not taken into account the possible contributions of my solar panel for two reasons, the first is that my panel is very old and its performance is very low, and the second is that, although it could be new, there is not always sun, and even if there is, I will not always have 12 hours of sun or my orientation at anchor or sailing will not be optimal.

Siempre conviene dejar una pequeña reserva de amperios por si se añaden nuevos elementos al circuito.

En cualquier caso, 209Ahr suponen dos baterías de 110 Ahr lo que es bastante razonable, Raquel y Antonio decidieron comprarlas del tipo AGM, que tienen un rendimiento muy bueno con relación al precio.

It is always advisable to leave a small reserve of amps in case new elements are added to the circuit.

In any case, 209Ahr suppose two batteries of 110 Ahr which is quite reasonable, Raquel y Antonio decided to buy them of the AGM type, which have a very good performance in relation to the price.

Después de esto, lo mejor es hacer una lista de los elementos que consumen electricidad y los agruparemos por circuitos. Estos circuitos han de guardar una cierta lógica. Por ejemplo, es lógico que las luces de navegación vayan juntas (rojo verde y blanco) pero no que vayan junto con la de navegación a motor, pues salvo que se sea un barco de motor no siempre se usan todas juntas. La bomba de achique, el frigorífico, la bomba de agua dulce, etc, irán siempre en circuitos independientes, sin embargo, las luces interiores del barco pertenecerán a un mismo circuito, aunque se pueden dividir en secciones.

After this, it is best to make a list of the elements that consume electricity and group them by circuits. These circuits have to keep a certain logic. For example, it is logical that the navigation lights go together (red green and white) but not that they go together with the navigation with engine, because unless it is a motor boat they are not always used all together. The bilge pump, the refrigerator, the fresh water pump, etc., will always be on separate circuits, however, the interior lights of the ship will belong to the same circuit, although they can be divided into sections.

Raquel y Antonio diseñaron la siguiente distribución. Hay elementos que aún no tengo, pero una buena planificación debe contemplarlos para el futuro.

Raquel and Antonio designed the following distribution. There are elements that I do not have yet, but good planning must contemplate them for the future.

A cada circuito le corresponderá un interruptor en el cuadro y un fusible de protección de sobrecarga, el fusible lo determinan las características técnicas del dispositivo más débil. Éste debe ser otro criterio para definir los circuitos, pues elemento más frágil de un circuito no debe tener una protección inferior al consumo del circuito total.

Each circuit will have a switch in the frame and an overload protection fuse, the fuse is determined by the technical characteristics of the weakest device. This must be another criterion to define the circuits, since the fragile element of a circuit must not have a protection inferior to the consumption of the total circuit.

Por ejemplo, Las luces interiores del barco entero consumirán encendidas todas a la vez 5A, pero cada una de ellas soporta una intensidad máxima de 2A. Entonces el fusible de protección será de 2A, pero, si las enciendo todas, el fusible se quemará. Así es que lo lógico es que divida el circuito de iluminación en tres, y que ninguno de ellos supere 2A de consumo medio.

For example, the interior lights of the entire ship will burn all at once 5A, but each of them supports a maximum intensity of 2A. Then the protection fuse will be 2A, but if I turn them all on, the fuse will burn. So, the logical thing is to divide the lighting circuit into three, and none of them exceed 2A average consumption.

Hay muchas maneras de hacer una instalación eléctrica, algunas muy malas y otras mejores, cuál es la óptima, no lo sé. Antonio se ha decantado por la que está descrita en la mayoría de los libros de electrotecnia naval y por apoyándose en sus conocimientos de electricidad como ingeniero.

There are many ways to make an electrical installation, some very bad and some better, which is optimal? I do not know. Antonio has opted for what is described in most of the books on naval electrotechnics and by relying on his knowledge of electricity as an engineer.

El esquema básico consistirá en lo siguiente. El polo negativo de la batería irá a un shunt desde donde se distribuirá a todos los elementos de los circuitos.

The basic outline will consist of the following. The negative pole of the battery will go to a shunt from where it will be distributed to all the elements of the circuits.

Shunt

El polo positivo irá a un par de cajas de fusibles desde donde saldrá un cable para cada circuito, en el que se instalará un interruptor que irá montado en el cuadro y de ahí a una regleta de conexiones desde la que se distribuirá a los distintos elementos.

Caja de fusibles
Fuse Box

The positive pole will go to a pair of fuse boxes from which a cable will be output for each circuit, in which a switch will be installed that will be mounted on the panel and from there to a terminal block from which it will be distributed to the different elements.

Interruptores
Switches

Regleta de conexiones
Terminal block

Espero que no os haya resultado demasiado tediosa esta entrada. En otras posteriores seguiré contándoos cosas de esta obra que estamos llevando a cabo.

I hope you did not find this entry too tedious. In later ones I will continue telling you about this work that we are carrying out.