Aprovechando el poder de los fuertes vientos a mayor altitud de la que alcanzan las turbinas, La energía eólica aerotransportada podría ser otra fuente clave de energía renovable, pero necesitará una combinación de diseños exitosos, software más robusto y una buena narración para despegar realmente.

El dron cuadrado se sacude con el viento con los Alpes suizos de fondo. A primera vista, esto parece un video de vacaciones de un entusiasta de los drones, excepto que el dron genera energía cuando vuela. Un cable lo conecta al suelo y cuando el viento levanta el dron, suelta el cable a través de un cabrestante, y se produce energía. Esta es una prueba de un sistema de energía eólica aerotransportada por la empresa Skypull de Suiza, y podría ser una tecnología clave para dar forma al futuro de las energías renovables.

En un intento por abordar el cambio climático, La energía eólica probablemente sea clave. Para 2027, la Agencia Internacional de la Energía estima que las turbinas eólicas serán la principal fuente de energía en la UE. Sin embargo, eso también tiene una serie de desventajas:las turbinas son grandes, caro y difícil de construir.

Es por eso que una variedad de científicos y nuevas empresas ahora están experimentando con la llamada energía eólica aerotransportada. Los diseños difieren mucho, pero generalmente significa usar un dirigible, cometa o drone, que se fija al suelo con un cable, para producir energía. Las instalaciones aerotransportadas como estas pueden acceder a vientos más fuertes volando más alto que las turbinas eólicas convencionales, mientras que también, En teoria, siendo más económico y fácil de instalar, compensando algunas de las debilidades del viento terrestre.

Despliegue

"La energía eólica aerotransportada costará menos en comparación con la energía eólica tradicional, "dijo Nicola Mona, cofundador de Skypull. "Hay un factor económico. Pero también está la capacidad de implementación. Las turbinas eólicas tradicionales se están enfrentando a limitaciones de espacio, mientras que los sistemas aerotransportados pueden funcionar en una mayor variedad de lugares ".

El diseño de Skypull es un híbrido entre un dron multicóptero, y un avión regular de ala fija. La nave parece una caja, con cuatro alas unidas entre sí en un cuadrado y rotores en las esquinas. Esto le permite despegar en lugares difíciles, pero a mayor altitud vuela como un planeador normal, que genera sustentación a través de sus alas. En este momento, el equipo todavía está probando el concepto con diseños más pequeños de alrededor de 1,25 metros de envergadura, pero eventualmente quieren construir un dron con una envergadura total de 17 metros.

La puesta en marcha despegó cuando los tres fundadores:Mona, Marcello Corongiu y Aldo Cattano:se conocieron. "Cuando conocí a Aldo, me presentó la idea, Recuerdo que mi primera reacción fue:"Esto es una locura, esto nunca funcionará "'dijo Mona, un ingeniero aeroespacial que había estado involucrado con varias startups antes. Todavía, con el tiempo se convenció más del potencial. "Miré los documentos y los números, y comprobé todo, lo que me convenció ".

Después, la empresa participó en varios concursos de startups, ganando una gran cantidad de ellos. Actualmente, el equipo está completando el diseño de su oficio. "Tenemos algunos prototipos en funcionamiento, ", dijo Mona." No se ven como el producto final, pero son lo suficientemente buenos para probar el concepto ".

Cuales, si va a funcionar, podría generar una cantidad considerable de energía. Mona señala que actualmente están alcanzando una producción máxima de 3 kilovatios por metro de envergadura, mientras que su producto comercial inicial previsto para 2022 alcanzará los 100 kilovatios por aproximadamente 6 metros de envergadura. De esto, se construirá un sistema más grande que genere 1 megavatio, más bajo que una turbina eólica terrestre, que promedia alrededor de 2.5 a 3 megavatios, pero interesante para ubicaciones remotas y operaciones fuera de la red en todo el mundo.

Otro equipo que apuesta por el viento en el aire es Ampyx Power de Holanda. Emplean a unas 50 personas para llevar su diseño al aire. Al igual que Skypull, están produciendo un ala fija, diseño similar a un dron. Pero la nave de Ampyx Power despega con una catapulta desde el suelo, y se parece más a un avión. Su demostrador precomercial AP3 tiene una envergadura de 12 metros, con dos fuselajes unidos a él, timones traseros y un estabilizador. Esta nave de prueba podría generar 150 kilovatios de potencia.

"Esta es una generación completamente nueva de tecnología de energía eólica, "dijo Pim Breukelman, director comercial de Ampyx Power. "Volamos un ala aerodinámica conectada a un cable, que a su vez está conectado a un generador en tierra. Volamos a una altitud entre 200 y 450 metros, donde encontramos vientos constantes y poderosos ".

Los diseños de Ampyx Power y Skypull pueden parecer tremendamente diferentes, pero ambos funcionan según principios similares. Despegan de forma mecanizada, escalada con motores, hasta que alcancen cierta altura, generalmente alrededor de 200 metros. Allí usan la capacidad de sustentación de sus alas para actuar más como una cometa o planeador, siendo arrastrado por el viento. El cable que sujeta la aeronave está sujeto a un cabrestante, que se saca cuando el viento levanta el dron. Esto genera rotación, y por tanto energía. Cuando el cabrestante se estire hasta su límite, el dron se dirige automáticamente hacia abajo para iniciar el proceso nuevamente.

Ampyx Power probará su noveno prototipo a finales de año en España, que será seguido por pruebas en Irlanda. También están trabajando en un producto comercial de 2 a 3 megavatios, para tierra adentro, generación de energía en alta mar y eventualmente flotante.

"Estos aviones pueden (eventualmente) volar desde plataformas flotantes, y son adecuados para lugares en el mar donde la tecnología eólica actual no es rentable o técnicamente viable, ", dijo Breukelman." Se supone que en unos años este sistema estará operativo ".

Complementario

Sin embargo, a pesar de todas las ventajas de la versión aerotransportada, Skypull y Ampyx Power no quieren reemplazar la energía eólica regular. "Nuestro sistema comienza donde terminan las turbinas eólicas, "dijo Breukelman, observando que sus aviones vuelan a altitudes superiores a las que pueden alcanzar las turbinas, y son complementarios a ellos. También dice que el viento en el aire podría ser útil para extender la vida útil de las turbinas eólicas en el mar, cuyos cimientos podrían servir como plataformas de partida para drones de viento en el aire.

Nicola Mona está de acuerdo. "Siempre necesitaremos una combinación de fuentes de energía, ", dijo." Nunca habrá una sola fuente renovable que reemplace todo. Necesitamos una combinación de hidro, viento tradicional, viento en el aire, solar y geotermia ".

Mientras tanto, La tecnología eólica aerotransportada también está evolucionando. Hasta hace unos años, Predominaban los diseños tipo cometa, similar a las versiones grandes de las cometas voladas por los niños en la playa. Pero hoy, los diseños de ala fija, que se parecen más a drones, están en aumento.

"El viento en el aire comenzó adaptando lo que ya estaba volando, "dijo Mona." Así que es lógico que las cometas fueran lo primero. Pero al final, los diseños de ala fija ofrecen mejor aerodinámica y potencial energético ".

La seguridad

La seguridad es sin embargo, algo con lo que las empresas de energía eólica aerotransportada todavía están luchando. Si el viento en el aire quiere generar energía a escala, deberán dejar que sus diseños vuelen de forma autónoma en el viento durante días o incluso semanas. Los sistemas de software necesitarán controlar estas naves durante estos períodos, y hacer que funcionen en condiciones climáticas cambiantes. Y todo eso sin que se derrumben.

"El software es nuestro mayor desafío en este momento, "dijo Mona." Quieres que estos sistemas sean completamente autónomos, lo cual no es fácil ".

Y luego también está la regulación. La reglamentación para aeronaves no tripuladas todavía está rezagada en muchos países, también afecta a las empresas eólicas aerotransportadas.

Y finalmente está la cuestión de las relaciones públicas. "Con el tiempo, vimos que a la gente no le gustan las turbinas eólicas, "dijo Mona, refiriéndose a cómo en países como Alemania o los Países Bajos no se están construyendo turbinas eólicas debido a la oposición local.

"Son grandes, engorrosos y tienen un impacto visual. Y el viento en el aire también corre el riesgo de una reacción pública, porque vuelan sobre las cabezas de las personas. Así que necesitaremos una buena narración y un énfasis en la seguridad, para evitar la misma reacción que vimos contra los aerogeneradores ".