Los sistemas de energía eólica aerotransportados (AWES) son un nuevo tipo de tecnología para recolectar energía eólica. La torre y el rotor costosos y pesados ​​de una turbina eólica convencional se reemplazan por una correa ligera y un avión (cometas gigantes flexibles o drones grandes), respectivamente. En el llamado esquema de generación terrestre, AWES usa la fuerza de tensión de la correa para mover un generador eléctrico en el suelo mientras que, en escenarios de generación de moscas, la energía eléctrica es producida por turbinas eólicas a bordo de la aeronave y transmitida al suelo mediante una correa conductora. En ambos casos, Los AWES presentan bajos costos de instalación y materiales y operan a gran altitud (más de 500 metros) donde los vientos son más intensos y menos intermitentes. También presentan un bajo impacto visual y su fácil transporte los hace aptos para producir energía en zonas remotas y de difícil acceso.

"Los AWES son tecnologías disruptivas que operan a grandes altitudes y generan energía eléctrica, "explica Gonzalo Sánchez Arriaga, Becario de investigación Ramón y Cajal del departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M. "Combinan disciplinas conocidas de la ingeniería eléctrica y la aeronáutica, como el diseño de máquinas eléctricas, aeroelasticidad y control, con disciplinas novedosas y no convencionales relacionadas con drones y dinámica de ataduras, " él añade.

Dentro de este marco, Los investigadores de la UC3M han presentado un novedoso simulador de vuelo para AWES en un artículo científico publicado recientemente en Modelado matemático aplicado . "El simulador se puede utilizar para estudiar el comportamiento de AWES, optimizar su diseño y encontrar las trayectorias maximizando la generación de energía, "explica el Sr. Ricardo Borobia Moreno, Ingeniero aeroespacial del Área de Mecánica de Vuelo del Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial (INTA) y doctor en Filosofía. en el departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M. El software, propiedad de la UC3M, está registrado y puede ser descargado gratuitamente y utilizado con fines de investigación por otros grupos.

Junto con el simulador, los investigadores han desarrollado un banco de pruebas de vuelo para AWES. Se han equipado dos cometas de kitesurf con varios instrumentos e información clave, como la posición y la velocidad de la cometa, ángulos de ataque y deslizamiento lateral, y tensiones de amarre, se han registrado a lo largo de muchos vuelos. Los datos experimentales se utilizaron luego para validar diferentes herramientas de software, como el mencionado simulador y un estimador de los diferentes parámetros que caracterizan el estado de la cometa en cada instante. "La preparación del banco de pruebas ha requerido una importante inversión de tiempo, esfuerzo y recursos, pero también ha despertado el interés de un gran número de nuestros estudiantes. Además de la investigación, el proyecto ha enriquecido nuestras actividades docentes, ya que muchos de ellos han realizado sus proyectos finales de grado y máster en AWES, "comenta Gonzalo Sánchez Arriaga, quien imparte el curso de Mecánica de Vuelo en el Grado de Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

Un sector en crecimiento

Actividades de investigación y creación de nuevas empresas relacionadas con la generación de energía a gran altura, es decir, a más de 500 metros, mediante el uso de cometas y drones han crecido significativamente en los últimos años gracias al apoyo financiero de la Comisión Europea y empresas privadas como Google, entre otros.

Grupo UC3M. lanzado en 2015 gracias a una Beca Leonardo financiada por la Fundación BBVA, es pionera en España. Después, ha sido apoyado por el proyecto GreenKite (ENE2015-69937R), financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, que está actualmente en marcha. "Nuestras actividades incluyen las pruebas de vuelo y la estimación, control y simulación de AWES, "señala Gonzalo Sánchez Arriaga." En el proyecto, se está llevando a cabo una interesante transferencia de tecnología y conocimiento, del mundo de la aviación, como los métodos de prueba en vuelo, al mundo de la energía aerotransportada, "apunta Ricardo Borobia Moreno.