Una nueva turbina basada en los motores a reacción abarata la energía eólica

loDesign Wind Turbine, perteneciente a la empresa aeroespacial FloDesign, ha desarrollado una turbine eólica capaz de generar electricidad con un coste hasta un 50% menor que las turbinas convencionales. La empresa ha conseguido 6 millones de inversores para financiar este proyecto, y ya ha llegado un acuerdo con un instalador de parques eólicos para su implantación.

Según informa Technology Review, el nuevo diseño, que se basa en la misma tecnología usada en los motores a reacción, tiene la ventaja de que evita una de las principales limitaciones de las turbinas eólicas convencionales. Normalmente, cuando el viento se aproxima a una turbina, cerca de la mitad del aire no llega a atravesarla y la energía de ese viento desviado sencillamente se pierde. Una turbina de las que solemos ver habitualmente captura sólo el 59,3% (como máximo) de la energía del viento. Este valor se denomina el límite Betz

Lo que ha hecho FloDesign para solventarlo es rodear las palas de su turbina eólica con un cubierta que dirige el aire directamente hacia las palas. Además, lo acelera, incrementando su producción de energía.

El resultado es que el nuevo diseño genera tanta energía como si una turbina convencional tuviera unas palas con el doble de diámetro. Precisamente, el reducido tamaño de las palas de esta tecnología es otra de sus ventajas. De esta manera, pueden instalarse más turbinas en menos terreno, optimizando de manera espectacular cada metro cuadrado.

Una técnica ya usada

La idea de "envolver" las palas de una turbina de viento no es nueva. Propuestas parecidas han fracasado por ser poco prácticas, en parte porque las palas tienen que estar alineadas respecto a la dirección del viento. Las nuevas palas son pequeñas y pueden funcionar en ángulos de entre 15 y 20 grados respecto a la dirección del viento.

De frente, la turbina se parece mucho a la toma de aire de un motor a reacción. Cuando el viento se acerca, se encuentra en primer lugar con un grupo de palas fijas, llamadas estatores, que lo redirigen al interior de otra serie de palas móviles, o rotores.

El aire hace girar los rotores y emerge en el otro lado, pero moviéndose más lentamente que el aire que fluye fuera de la turbina. El envoltorio guía este aire más rápido de fuera justo hacia la parte trasera de los rotores. Es este aire el que acelera al otro, más lento, creando un área de baja presión detrás de las palas de la turbina que absorbe más aire hacia su interior de la turbina.

Según el profesor de ingeniería mecánica del MIT Paul Sclavounos, es totalmente plausible que un diseño de estas características doble o triplique la potencia de las turbinas. Parte de este incremento viene sencillamente de guiar el aire con esa cubierta. Pero también ayuda el hecho de usar el viento que rodea la turbina para acelerar el flujo de aire.

El reto ahora es encontrar la manera de fabricar y mantener estas nuevas turbinas sin que aumente mucho sus costes.

FloDesign ya ha construido un pequeño prototipo que está siendo probado en un túnel del viento. El siguiente paso es fabricar otro de 3,5 metros de diámetro y 10 kilovatios de potencia para hacer test de campo. Este prototipo estará listo el año que viene o a principios de 2010. La idea de esta empresa es fabricar turbinas de un megavatio como mucho.

Más propuestas

La carrera por abaratar al máximo la generación de energía eólica está implicando a empresas e ingenieros de todo el mundo. El mes pasado, ExRo Technologies, de Vancouver, en Canadá, anunció el desarrollo de un nuevo tipo de generador, llamado Vieg, que podrá reducir el coste de las turbinas eólicas a la mitad, incrementando sin embargo en un 50% la energía producida.

Según esta empresa, el nuevo generador funciona en más variedad de condiciones que los generadores convencionales. Éstos necesitan que la velocidad de su eje sea óptima para que el 90% de la energía pueda convertirse en electricidad, sin embargo, cuando esa velocidad aumenta o disminuye, la eficiencia del generador cae de manera muy significativa.

Esto no es un problema en las plantas energéticas convencionales, donde las turbinas funcionan siempre a la misma velocidad alimentadas con carbón u otros combustibles fósiles. Pero no se puede decir lo mismo del viento, que puede variar de muchas maneras. La propuesta de esta empresa canadiense permite, precisamente, que el generador siga generando la misma cantidad de energía sin que importe la velocidad del viento.

El generador ha sido diseñado para convertir la energía variable en electricidad. Los generadores convencionales no pueden adaptarse a las oscilaciones de entrada de energía, ya que se basan en sistemas mecánicos que ajustan artificialmente la energía disponible para que coincida con la banda de funcionamiento del generador, de modo que la eficiencia energética, tanto en el momento en el que recibe mucha o poca energía no es tan alta, lo que se traduce en una menor producción de electricidad. Según sus creadores, el nuevo generador reduce los costos de fabricación, el peso, la pérdida de energía mecánica, así como las pérdidas electrónicas de potencia.