AWES con kites y drones para generar energías renovables

Los sistemas de generación de energía aerotransportada (AWES) son un nuevo tipo de tecnología para cosechar energía eólica.



AWES con kites y drones para generar energías renovables
AWES con kites y drones para generar energías renovables

La torre y el rotor caros y pesados de una turbina eólica convencional se sustituyen por un amarre ligero y una aeronave. Kites gigantes flexibles o drones grandes, respectivamente.

En el llamado esquema de generación en tierra, AWES usa la fuerza de tensión de la cuerda para mover un generador eléctrico en tierra. Mientras que, en los escenarios de generación de aire, la energía eléctrica es producida por turbinas eólicas a bordo de la aeronave y transmitida a tierra por un atadura conductiva. En ambos casos, AWES presenta bajos costos de instalación y materiales. También opera a gran altura (más de 500 metros) donde los vientos son más intensos y menos intermitentes. Esto implica un bajo impacto visual. Y su sencillo transporte los hace adecuados para producir energía en áreas de acceso remoto y difícil.

“Las AWES son tecnologías disruptivas que operan a grandes altitudes y generan energía eléctrica. Combinan disciplinas bien conocidas de ingeniería eléctrica y aeronáutica. Como el diseño de máquinas eléctricas, la aeroelasticidad y el control, con disciplinas novedosas y no convencionales relacionadas con los drones y la dinámica de las cuerdas”.

Explica Gonzalo Sánchez Arriaga, investigador en Ramón y Cajal en el departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial de la UC3M.

En este marco, los investigadores de la UC3M han presentado un nuevo simulador de vuelo para AWES. Lo hicieron en un artículo científico recientemente publicado en Applied Mathematical Modeling.

“El simulador se puede utilizar para estudiar el comportamiento de AWES. Optimizar su diseño y encontrar las trayectorias que maximizan la generación de energía”

Explica Ricardo Borobia Moreno, ingeniero aeroespacial del Área de Mecánica de Vuelo en el Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial ( INTA). Y. está estudiando un doctorado en el departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial en la UC3M.

El software, propiedad de UC3M, está registrado. Puede ser descargado y utilizado libremente para fines de investigación por otros grupos.

Junto con el simulador, los investigadores han desarrollado un banco de pruebas de vuelo para AWES. Dos cometas de kitesurf han sido equipadas con varios instrumentos e información clave. Como la posición y la velocidad de la cometa, los ángulos de ataque y deslizamiento, y las tensiones de atadura, se han registrado en muchos vuelos. Los datos experimentales se utilizaron para validar diferentes herramientas de software. Tal como el simulador mencionado y un estimador de los diferentes parámetros que caracterizan el estado de la cometa en cada instante.

“La preparación del banco de pruebas ha requerido una inversión significativa de tiempo, esfuerzo y recursos. Pero también ha despertado el interés de un gran número de nuestros estudiantes. Además de la investigación, el proyecto ha enriquecido nuestras actividades educativas. Muchos de los estudiantes han llevado a cabo sus proyectos universitarios y trabajos finales basados en AWES “.

Comenta Gonzalo Sánchez Arriaga. Quien imparte el curso de Mecánica de Vuelo en el Grado de Ingeniería Aeroespacial en la UC3M

AWES, un sector en crecimiento

Las actividades de investigación y la creación de nuevas empresas relacionadas con la generación de energía a grandes altitudes, es decir, a más de 500 metros, mediante el uso de cometas y drones, han crecido significativamente en los últimos años debido al apoyo financiero de la Comisión Europea. Y empresas privadas como Google, entre otras.

El Grupo UC3M, lanzado en 2015. Gracias a una beca Leonardo Grant financiada por la Fundación BBVA, es pionera en España. Posteriormente, recibió el apoyo del proyecto GreenKite (ENE2015-69937R), financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, que actualmente está en marcha.

“Nuestras actividades incluyen las pruebas de vuelo y la estimación, control y simulación de AWES”.

Destaca Gonzalo Sánchez Arriaga.

“En el proyecto, se está llevando a cabo una transferencia interesante de tecnología y conocimiento, desde el mundo de la aviación, como los métodos de prueba de vuelo, al mundo de la energía aerotransportada”.

Señala Ricardo Borobia Moreno

Sea el primero en comentar

Deje una respuesta

Su dirección de E-mail no será publicada.


*