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Drones que generan energía eólica

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Una nueva tecnología se pone en marcha para la generación de energía a través del viento. Drones gigantes o cometas conectados por un cable a un generador, pueden producir energía eólica.

Ingenieros de la Universidad Carlos III de Madrid crearon un simulador para evaluar la eficiencia de estos nuevos sistemas de generación de energía aerotransportada.

La nueva tecnología para producir energía eléctrica a través del viento se denomina “sistemas de generación de energía aerotransportada” (AWES, por sus siglas en inglés).

La gran ventaja es que se reemplaza la costosa torre de los aerogeneradores convencionales por un cable, y sus palas por una aeronave que puede ser una cometa flexible o un dron gigante.

En los llamados ‘sistemas de generación en tierra’, la fuerza del cable se usa para mover un generador eléctrico instalado en la superficie mientras que, en los ‘sistemas de generación en vuelo’, la energía eléctrica es producida por un aerogenerador embarcado en la propia aeronave y transmitida a tierra por el propio cable.


Este sistema puede operar a grandes altitudes, por encima de los 500 metros, donde los vientos soplan con más fuerza y son más continuos.

Como resultado, los costos se instalación, mantenimiento y materiales se disminuye considerablemente.

Otra ventaja es que se disminuye el impacto visual y su transporte es más sencillo respecto de los clásicos sistemas de generacion de energía eólica.

Estas ventajas hacen que esta nueva tecnología AWES pueda llegar a lugares remotos en donde se hace difícil la instalación de otros sistemas de generación de energía.

“Los AWES son tecnologías disruptivas que operan a gran altitud y generan energía eléctrica”, explica Gonzalo Sánchez Arriaga, investigador Ramón y Cajal del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M). “En ellas se combinan disciplinas clásicas de la ingeniería eléctrica y la aeronáutica, como el diseño de máquinas eléctricas, la aeroelasticidad o el control, con otras más recientes y no convencionales relacionadas con los drones y la dinámica de cables”, añade.

“Gracias al simulador, podemos estudiar el comportamiento de estos sistemas, optimizar su diseño y encontrar trayectorias que maximicen la generación de energía”, explica Ricardo Borobia Moreno, del Área de Mecánica de Vuelo del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) y doctorando en el Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial. El software que han desarrollado se encuentra registrado con titularidad de la UC3M y se puede descargar libremente para su uso en investigación por otros grupos.

También los cometas

Junto con el simulador, los investigadores han puesto en marcha un banco de ensayos en vuelo para sistemas AWES. Para ello han equipado con diferentes instrumentos dos cometas de kitesurf y han registrado durante numerosos vuelos datos.



“La preparación del banco de ensayos ha requerido una importante inversión de esfuerzo, tiempo y recursos, pero también ha levantado el interés de un gran número de nuestros estudiantes. Más allá de la investigación, el proyecto ha enriquecido nuestra docencia, ya que muchos de ellos han realizado sus proyectos fin de grado y máster sobre AWES”, comenta Sánchez Arriaga, que imparte la asignatura de Mecánica de Vuelo en el Grado de Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

“Nuestras actividades incluyen los ensayos en vuelo y la estimación, control y simulación de AWES”, señala Sánchez Arriaga. “En el proyecto se está llevando a cabo una interesante transferencia de tecnología y conocimiento desde el mundo de la aviación, como los métodos de ensayos en vuelo, al de la energía aerotransportada”, concluye Borobia Moreno.

Referencia bibliográfica:

Sanchez-Arriaga, Gonzalo & Pastor-Rodríguez, Alejandro & Sanjurjo Rivo, Manuel & Schmehl, Roland. (2018): A Lagrangian Flight Simulator for Airborne Wind Energy Systems. Applied Mathematical Modelling, 19, pp 665-684, 2019. First published version available online: 4-jan-2019. https://doi.org/10.1016/j.apm.2018.12.016

Antecedentes en Holanda

La startup holandesa Ampyx Power y el Centro Aeroespacial Holandés (NLR) desarrollaron en 2018 de manera conjunta un nuevo tipo de planta de energía eólica, en la que se utilizaron drones para generar electricidad.

El objetivo es ofrecer nuevas plantas de energía como un reemplazo barato para los parques eólicos obsoletos.

El dron se eleva hasta una altura de 450 metros en las zonas costeras donde a menudo hay vientos suficientes para que la central eléctrica funcione de manera efectiva, logrando una potencia de dos megavatios en el nuevo parque eólico AP4.

Según los desarrolladores, con la modernización de las plantas de energía eólica ya obsoletas, se puede instalar un nuevo parque eólico en las plataformas y soportes existentes, lo que reducirá significativamente el costo del proyecto.

Ecoportal.net

Con información de:

https://www.agenciasinc.es/

https://nmas1.org/


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