Un aerogenerador aerotransportado es un concepto de diseño para un aerogenerador con un rotor apoyado en el aire sin una torre, [1] beneficiándose así de la mayor velocidad y persistencia del viento en altitudes elevadas, evitando al mismo tiempo los gastos de construcción de torres, [2 ] o la necesidad de anillos colectores o mecanismo de guiñada . Un generador eléctrico puede estar en el suelo o en el aire. Los desafíos incluyen suspender y mantener de manera segura las turbinas a cientos de metros del suelo en caso de fuertes vientos y tormentas, transferir la energía recolectada y / o generada a la tierra e interferencia con la aviación. [3]
Las turbinas eólicas aerotransportadas pueden operar en altitudes bajas o altas; que son parte de una clase más amplia de sistemas de energía eólica transporta el aire (AWES) dirigida por la energía eólica a gran altura y potencia de la cometa viento cruzado . Cuando el generador está en tierra, [4] entonces la aeronave atada no necesita llevar la masa del generador o tener una atadura conductora. Cuando el generador está en el aire, entonces se usará una correa conductora para transmitir energía al suelo o se usará en el aire o se enviará a los receptores mediante microondas o láser. Las cometas y los helicópteros bajan cuando no hay suficiente viento; Los kytoons y los dirigibles pueden resolver el asunto con otras desventajas. Además, el mal tiempo, como relámpagos o tormentas eléctricas , podría suspender temporalmente el uso de las máquinas, probablemente requiriendo que se vuelvan a bajar al suelo y se las cubra. Algunos esquemas requieren un cable de alimentación largo y, si la turbina es lo suficientemente alta, una zona de espacio aéreo prohibida . A julio de 2015, no hay turbinas eólicas comerciales en el aire en funcionamiento regular. [5]
Variedad aerodinámica
Un sistema de energía eólica aerodinámica depende del viento como soporte.
En una clase, el generador está en el aire; una estructura aerodinámica que se asemeja a una cometa , anclada al suelo, extrae la energía eólica al sostener una turbina eólica. En otra clase de dispositivos, como la energía de las cometas con viento cruzado , los generadores están en el suelo; una o más aspas aerodinámicas o cometas ejercen fuerza sobre una correa, que se convierte en energía eléctrica. Una turbina aerotransportada requiere conductores en la correa o algún otro aparato para transmitir energía al suelo. En cambio, los sistemas que dependen de un cabrestante pueden colocar el peso del generador a nivel del suelo y las correas no necesitan conducir la electricidad.
Los sistemas de energía eólica aerodinámica han sido objeto de investigación desde al menos 1980. " [6] Se han presentado múltiples propuestas pero no hay productos comerciales disponibles. [7] [8] Otros proyectos para sistemas de energía eólica aerotransportada incluyen:
- KiteGen
- Rotokite [9]
- Sistema HAWE [10]
- SkySails [11]
- Tecnología X-Wind [12]
- Sistema de cometas híbrido de viento cruzado Makani Power [13]
- Aro de cometas azotado por el viento e interesante [14]
- Molino de cometas [15]
Variedad de aerostato
Un sistema de energía eólica de tipo aerostato se basa, al menos en parte, en la flotabilidad para soportar los elementos colectores de viento. Los aerostatos varían en sus diseños y en la relación entre sustentación y arrastre resultante ; el efecto de kiting de las formas de elevación sobre arrastre más altas para el aerostato puede mantener efectivamente una turbina en el aire en el aire; una variedad de tales globos de kite se hizo famoso en el kytoon por Domina Jalbert .
Se pueden incorporar globos para mantener los sistemas en funcionamiento sin viento, pero los globos gotean lentamente y deben reabastecerse con gas de elevación, posiblemente también parcheado. Los globos muy grandes calentados por el sol pueden resolver los problemas de fuga de helio o hidrógeno.
Una empresa con sede en Ontario llamada Magenn [16] estaba desarrollando una turbina llamada Magenn Air Rotor System (MARS). [17] Un futuro sistema MARS de 1,000 pies (300 m) de ancho usaría un rotor horizontal en un aparato suspendido de helio que está atado a un transformador en el suelo. Magenn afirma que su tecnología proporciona un alto par, bajas velocidades de arranque y una eficiencia general superior gracias a su capacidad para desplegarse más alto en comparación con las soluciones no aéreas. [18] Los primeros prototipos fueron construidos por TCOM [ ¿quién? ] en abril de 2008. No se han entregado unidades de producción. [19]
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Prototipo Altaeros 2012 |
Altaeros Energies, con sede en Boston, utiliza una cubierta de globo llena de helio para levantar una turbina eólica en el aire, transfiriendo la energía resultante a una estación base a través de los mismos cables que se utilizan para controlar la cubierta. Un prototipo de 35 pies que usaba una turbina eólica Skystream estándar de 2.5kW y 3.7m fue volado y probado en 2012. [20] En el otoño de 2013, Altaeros estaba trabajando en su primera demostración a escala comercial en Alaska. [21] [22]
Ver también
- Energía eólica a gran altitud
Referencias
- ↑ Elliot, Dave (12 de abril de 2014). "Vuelos de fantasía: aerogeneradores aerotransportados" . Instituto de Física, Web de Investigación Ambiental . Archivado desde el original el 19 de abril de 2014 . Consultado el 17 de abril de 2014 .
- ^ Michael Spectre, "La energía eólica toma vuelo", The New Yorker 20 de mayo de 2013 detrás de paywall
- ^ Levitan, David (24 de septiembre de 2012). "Energía eólica a gran altitud: enorme potencial y obstáculos" . Medio ambiente 360 .
¿Cómo suspender de manera segura las turbinas en el aire a cientos o miles de pies del suelo? ¿Cómo los mantiene en el aire durante largos períodos de tiempo con vientos fuertes sin tener que realizar un mantenimiento frecuente y costoso? ¿Y qué hay de la interferencia con la aviación?
- ^ "Sistemas de generación de energía eólica aerotransportada" . www.energykitesystems.net .
- ^ Airborne Wind Energy Systems, una revisión de las tecnologías , A. cherubini, A. Papini, R. Vertechy, M.Fontana, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015
- ^ M. Loyd, "Poder de la cometa de viento cruzado" , J. Energy, vol. 4, no. 3, págs. 106-111, 1980
- ^ Jha, Alok (3 de agosto de 2008). "Cometas gigantes para aprovechar el poder del viento fuerte" . The Guardian .
- ^ "Bienvenidos a WPI Kite Power Wiki" . Archivado desde el original el 20 de julio de 2011 . Consultado el 5 de mayo de 2008 .CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )
- ^ "Rotokite" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 26 de octubre de 2016 . Consultado el 12 de febrero de 2011 .
- ^ pedro. "FP7" . www.omnidea.net . Archivado desde el original el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 26 de febrero de 2015 .
- ^ "SkySails GmbH - Tecnología convincente" . www.skysails.info . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2011 . Consultado el 22 de octubre de 2011 .
- ^ "NTS X-Wind" . www.x-wind.de .
- ^ Stone, Brad (28 de mayo de 2013). "Dentro del laboratorio secreto de Google" . Bloomberg . Consultado el 3 de abril de 2018 .
- ^ "Principal - Azotado por el viento e interesante" . www.windswept-and-interesting.co.uk .
- ^ "77 folkeinvestorer skal holde det svevende, norske kraftverket i himmelen hele døgnet, hele året" . Teknisk Ukeblad . 11 de enero de 2017 . Consultado el 11 de enero de 2017 .
- ^ " " Sistema de rotor de aire Magenn "(enlace roto)" . Archivado desde el original el 29 de marzo de 2012 . Consultado el 9 de julio de 2012 .
- ^ Kumar, Moses Dhilip (18 de julio de 2013). "Mundo técnico: MAGENN AIR ROTOR SYSTEM (MARS)" .
- ^ "Sitio web corporativo de Magenn Power Inc." . Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2008 . Consultado el 14 de diciembre de 2008 .
- ^ Mazzella, Diana (3 de abril de 2008). "Turbina aerotransportada probada en TCOM; Magenn: MARS hace que la energía eólica sea móvil" . El avance diario . Archivado desde el original el 31 de enero de 2010 . Consultado el 23 de noviembre de 2008 .
- ^ Boyer, Mark. "Las turbinas eólicas flotantes de Altaeros Energies aprovechan los fuertes vientos de gran altitud" Inhabitat , 28 de marzo de 2012. Consultado: 9 de julio de 2012.
- ^ McGonegal, Joe (4 de septiembre de 2013). "Sueño de dos alumnos de granjas eólicas de aerostato atadas" . Rebanada de MIT. Archivado desde el original el 7 de septiembre de 2013. Consultado el 5 de septiembre de 2013.
- ^ Cardwell, Diane (21 de marzo de 2014). "Las nuevas tecnologías de la industria eólica le están ayudando a competir en precio" . New York Times .
enlaces externos
- Sistemas de cometas de energía
- Por qué Airborne Wind Energy Labs de energía eólica aerotransportada
- Revista cableada
- Energía eólica: grandes esperanzas Artículo de la naturaleza
- Vientos de gran altitud: la mayor fuente de energía concentrada en la Tierra (Informe Stanford, junio de 2009)