Tecnología eólica de altos vuelos: este dirigible es un aerogenerador

Es muy probable que te hayas cruzado con parques eólicos instalados en lo alto de un monte mientras hacías un viaje por carretera. Y puede que hayas divisado aerogeneradores en aguas costeras. El primer caso se conoce como energía eólica onshore, mientras que el segundo sería offshore o marina. Lo que casi seguro que no has visto jamás es un aerogenerador volante. La respuesta es sencilla: se trata de una tecnología eólica que goza de escasa implantación hasta la fecha, pero que podría tener aplicaciones de gran interés en la producción de electricidad. Te lo contamos en este artículo donde repasamos las diversas alternativas que existen en este campo y las claves de su funcionamiento.

Antecedentes de la energía eólica volante o de gran altitud

Antes de abordar el prototipo de dirigible desarrollado por los ingenieros chinos, conviene rebobinar un poco. Porque este tipo de energía eólica ya le rondaba la cabeza a un ingeniero americano llamado Johann Adolphus Etzler allá por 1833. Su concepto, que intentó aplicar de forma infructuosa en el terreno de la agricultura, se basaba en el uso de cometas. Con el tiempo, se han ido desarrollando nuevas tecnologías para aprovechar este tipo de energía eólica que pueden clasificarse bajo las siguientes categorías:

• Aerogeneradores con aerostato. Utilizan un dirigible inflado con gas ligero (ya sea helio o hidrógeno) para mantenerse en el aire, lo que les permite operar a gran altura y capturar vientos más constantes. Estos modelos siempre integran los generadores en el propio dirigible. Es el tipo de aerogenerador que cubriremos en este artículo y que acaba de alcanzar la potencia récord de 1MW en China
• Aerogeneradores de ala volante o kite. Consisten en cometas o alas de gran tamaño que se mueven en patrones específicos en el viento. Así, generan energía mediante la tracción de cables conectados a un generador en tierra o en el propio dispositivo. Un ejemplo sería el sistema Makani Airborne Wind Turbine, que utiliza un ala volante controlada por ordenador para generar electricidad.

Estos sistemas buscan superar las limitaciones de los aerogeneradores tradicionales gracias al aprovechamiento de corrientes de viento más rápidas y estables a altitudes donde las turbinas convencionales no pueden operar. Por ahora, sin embargo, han corrido suerte desigual. Por ejemplo, el proyecto Makani Airborne Wind Turbine liderado por Google se canceló tras trece años de investigación. ¿Habrá llegado ahora su momento?

El nuevo prototipo de aerogenerador flotante

Desarrollado por una compañía china en colaboración con la Universidad de Tsinghua y la Academia China de las Ciencias, el aerogenerador volante más reciente combina la tecnología de los aerostatos o dirigibles con turbinas eólicas en un modelo de una potencia inédita.

Según sus desarrolladores, el prototipo S1500 genera hasta treinta veces más energía que los modelos existentes hasta la fecha. La unidad presentada pesa alrededor de una tonelada e integra doce microgeneradores de fibra de carbono en la oquedad del dirigible.   

La filosofía es similar a la de los otros proyectos que ya hemos mencionado, puesto que busca acceder a corrientes de viento más constantes y rápidas que las que se registran en tierra o en mar abierto con la consiguiente mejora en la eficiencia energética. Más concretamente, los investigadores indican que a la altura a la que operará los vientos son tres veces más intensos que en tierra.

Las principales características del nuevo aerogenerador de gran altitud son:

• Altura de vuelo: hasta 1500 metros sobre el nivel del suelo
• Potencia nominal: 1 MW por aerogenerador
• Sistema de generación: 12 microgeneradores
• Soporte: dirigible relleno de helio que asegura flotabilidad y permite movilidad

Este tipo de aerogeneradores podría resultar especialmente útil en zonas montañosas remotas, regiones costeras con dificultades para instalar turbinas flotantes y áreas donde la movilidad del sistema permite adaptarse a corrientes de viento variables. De igual manera, también podría servir para suministrar energía renovable en lugares con emergencias humanitarias o campos de refugiados, tal como hace este proyecto con la energía solar.

Quedan desafíos por delante

En lo que respecta a los inconvenientes, esta tecnología se enfrenta a ciertos desafíos técnicos. Por un lado, es preciso mantener la estabilidad del dirigible frente a ráfagas de viento y cambios de presión. Así, es preciso optimizar la producción energética ajustando en tiempo real la orientación y velocidad de las hélices. También hay que garantizar la seguridad mediante sistemas de anclaje con cables de alta resistencia y controles electrónicos avanzados.

Si, además de la energía eólica de gran altitud, quieres conocer aerogeneradores con diseños innovadores, te recomendamos este artículo sobre un nuevo modelo sin palas o este otro de energía eólica offshore con una estructura piramidal.

Fuentes:

• Interesting Engineering
• Cordis
• Wikipedia

Imágenes:

• Portada: IA generativa
• Interior: Wikimedia Commons