" INVELOX: Aerogenerador de turbina muy eficiente "

  A pesar de que existen diseños y leyes muy bien establecidas en el mundo de la energía eólica, también hay desarrollos paralelos que buscan ofrecer opciones radicales y más eficientes. Uno de ellos es INVELOX, un aerogenerador creado por la empresa SheerWind. El sistema parece estar compuesto por “embudos” que enrutan y concentran el viento sobre una turbina instalada en tierra, y de acuerdo al fabricante, esto permite aumentar la potencia entre un 81 y un 660 por ciento.

*Foto: El viento es enviado a la turbina independientemente de su dirección.

¿Cómo optimizar a una turbina de viento? Si tomamos la palabra de los expertos en este campo, no sería algo del todo necesario: Sólo basta con adoptar el clásico diseño de eje horizontal con tres aspas y aplicar el tamaño suficiente en su construcción para obtener la mayor eficiencia. Por supuesto, eso no impide que existan múltiples variantes de turbinas de viento, cada una de ellas con sus defensores y detractores. En los últimos años, varias compañías han intentado ingresar al mercado con diseños revolucionarios de turbinas. La promesa de quebrar la ley de Betz, acompañada de supuestas reducciones de costos en instalación y mantenimiento están a la orden del día. Esta vez nos encontramos con el aerogenerador INVELOX, desarrollado por SheerWind.

La idea detrás de INVELOX depende de una serie de embudos que capturan el viento desde cualquier dirección. El viento es concentrado y acelerado a través de tuberías (cortesía del efecto Venturi), hasta llegar a una turbina instalada en tierra. El fabricante ha dicho que este diseño puede acelerar un viento de 16 km/h a 64 km/h, para dejar la turbina a una velocidad de 15 km/h. INVELOX también tiene la capacidad de funcionar con vientos de muy baja velocidad (1,6 km/h), algo imposible para las turbinas convencionales. En comparación con un “sistema típico”, el INVELOX puede producir entre un 81 y un 660 por ciento más de potencia. Y en cuanto a su economía, un costo de 750 dólares por kilovatio instalado debería ser un punto atractivo para proyectos de escala reducida.
Se puede ver un video explicativo de como funciona Invelox en su pagina web: http://sheerwind.com/technology

Es necesario mencionar que no se trata de tecnología particularmente nueva. El diseño parece estar inspirado en las Turbinas Compactas de Aceleración Eólica (o CWAT en inglés), que no se han convertido en una opción comercialmente viable hasta ahora. También está la declaración del incremento en la potencia del 600 por ciento. Si este "sistema convencional" que se utilizó como comparación fue instalado a la misma altura, sería una condición injusta como mínimo. Finalmente, el aerogenerador INVELOX no ha sido sometido a pruebas de agencias externas, probablemente debido a cuestiones de propiedad intelectual y seguridad. Todos están entusiasmados por declarar que han pulverizado la ley de Betz, pero seguro necesitaremos un poco más que un anuncio de prensa.

Fuente: [ 1 ].

" Se busca construir un Aspa de cien metros para una Turbina eólica "

   Blade Dynamics, una compañía creada hace seis años y en parte propiedad de American Superconductor, un diseñador de turbinas eólicas y proveedor de productos electrónicos para parques eólicos, afirma haber desarrollado una tecnología que hará posible crear las aspas de turbina más grandes del mundo. Ha demostrado la tecnología fabricando aspas de 49 metros, y el Energy Technologies Institute, una asociación entre el Gobierno británico y grandes empresas como BP, Shell y Caterpillar, ha dado a la compañía cerca de 25 millones de dólares (18,5 millones de euros) para la construcción de aspas de 100 metros. Se podrían construir turbinas eólicas de 250 metros de altura, más altas que el Monumento a Washington en EE.UU., que solo tiene 169 metros de alto. Las aspas de turbina eólica más grandes hoy día tienen 75 metros de largo.
El esfuerzo no es solo un espectáculo con el que conseguir un récord. Encontrar formas asequibles de fabricar aspas gigantes de turbina eólica es uno de los mayores desafíos a la hora de hacer que la energía eólica marina sea competitiva con los combustibles fósiles, y grandes compañías de energía eólica, entre ellas GE y Vestas, están desarrollando la tecnología para resolver el problema.
Algunos de los mejores vientos para la generación de energía se encuentran en alta mar, donde el viento puede ser más estable, más rápido y menos turbulento que en tierra. Las turbinas de viento solo representan alrededor de un tercio del coste de las granjas eólicas en el mar. Los costes de instalación suponen el mayor gasto, ya que implican el uso de enormes buques especializados, y están sujetos a demoras por el mal tiempo. El uso de grandes turbinas eólicas reduce el número de turbinas necesarias, reduciendo además los costes de instalación y mantenimiento.

Un problema a la hora de construir turbinas eólicas de gran tamaño es que el coste de fabricación de las aspas es muy elevado. Cuanto más grandes son las turbinas eólicas, mayor es la carga en las aspas, y por tanto su peso aumenta de forma exponencial. El modo convencional de fabricación de aspas implica el uso de estructuras que sean tan largas como las propias aspas. Las estructuras y los otros equipos necesarios para fabricarlas se están volviendo tan grandes y especializadas que existen pocos proveedores, lo que aumenta los precios de los equipos de fabricación. Asegurarse de que las aspas se fabriquen con precisión también se vuelve más y más difícil a medida que aumenta el tamaño.
Algunos de los fabricantes de turbinas eólicas más importantes siguen usando grandes estructuras, pero están adoptando aspas de fibra de vidrio reforzadas con láminas de carbono y nuevos diseños de aspa para compensar parte del aumento del coste de fabricación. También toman en consideración ahorros en la instalación y otros costes para que la fabricación de turbinas eólicas más grandes tenga sentido. Siemens, por ejemplo, está utilizando grandes estructuras para sus aspas de 75 metros, al igual que Vestas, que está desarrollando aspas de 80 metros para una turbina eólica que estará disponible el próximo año.
Mientras que fabricantes como Vestas están utilizando aspas reforzadas con carbono, Blade Dynamics está creando aspas completamente con fibra de carbono. La compañía ha desarrollado formas propias de crear secciones de aspa de fibra de carbono de 10 a 20 metros, que después pueden empalmarse sin problemas, eliminando la necesidad de usar estructuras de gran tamaño. Algunos de los intentos anteriores por crear aspas modulares consistían en el atornillado de diversas secciones de aspa, pero este método creaba puntos de tensión dentro de las aspas que las hacían demasiado débiles.

La fibra de carbono es más cara que la fibra de vidrio, por lo que para una longitud dada, las aspas serán más caras. Sin embargo, David Cripps, director técnico sénior de Blade Dynamics, señala que el uso de fibra de carbono puede mejorar la economía general de las turbinas de varias maneras. Asegura que al fabricar el aspa en secciones más pequeñas, es posible crear estructuras aerodinámicas más precisas, mejorando el rendimiento. Por otro lado, y puesto que las aspas pesan mucho menos que las de fibra de vidrio, es posible colocar aspas más largas en los diseños existentes de turbina eólica. Por ejemplo, el aspa de 49 metros de la compañía no pesa más que un aspa convencional de 45 metros especificada en el diseño original de una turbina eólica. Cuando las aspas son más largas captan más viento, permitiendo que las turbinas generen más energía a velocidades de viento bajas, aumentando los ingresos.
El uso de aspas más ligeras también hace posible el diseño de nuevas turbinas eólicas que posean componentes más ligeros y menos costosos, tales como el eje, la torre y los cimientos. "En lugar de un rotor de 24 toneladas, podría tener uno de 15. Eso supone un ahorro de peso sustancial en el extremo de una larga torre en voladizo", señala Cripps.
El esfuerzo de desarrollo es parte de la estrategia de American Superconductor por llevar al mercado 10 megavatios procedentes de turbinas eólicas (los parques eólicos marinos suelen utilizar turbinas de 3,6 megavatios o, con menos frecuencia, de seis megavatios). La compañía reduciendo el peso del generador de turbina eólica con la ayuda de materiales superconductores, y está desarrollando unas turbinas de 10 megavatios que, según afirma, tendrán un peso similar al de las de cinco megavatios, para mantener bajos los costes de instalación.

Fuente: [ 1 ].

" Turbina eolica que extrae agua del aire "

A medida que pasan los años, el problema del agua potable se agudiza. Las fuentes de agua potable no son infinitas, y el crecimiento de la población mundial incrementa la demanda de este líquido indispensable.

La turbina WMS1000 de EoleWater es capaz de  recolectar el agua que se encuentra en el aire gracias a un condensador de humedad que equivale a un intercambiador de calor de un metro de ancho por cinco kilómetros de largo. Es capaz de funcionar durante años, produciendo 1000 litros de agua potable al día, sin peligro de agotar la fuente ni contaminar el ambiente.

La idea de recolectar el agua que contiene el aire no es nueva. Todos sabemos que en la atmósfera se encuentra un porcentaje variable de agua en suspensión. Un joven francés, llamado Marc Parent, se encontraba trabajando en la isla caribeña de San Bartolomé en 1997, y desarrollo un sistema capaz de obtener agua potable a partir de la humedad que condensaba el aparato de aire acondicionado de su vivienda. Ese fue el primer paso en el desarrollo de un sistema que hoy día se encuentra protegido por una patente y que ha dado lugar a una próspera empresa llamada Eole Water. Uno de sus últimos inventos es una turbina eólica, la  WMS1000, que transforma la humedad del aire en agua potable a un ritmo de unos 1000 litros por día. Al ser impulsada por el viento no requiere de energía extra para funcionar ni contamina el ambiente. La turbina extrae el agua, la filtra y luego la remineraliza. La empresa, que tiene su sede en la pequeña localidad francesa de Sainte Tulle tiene planes de construir modelos capaces de producir entre 5 y 10 mil litros de agua potable diarios.

La turbina, que además es capaz de producir 30kW de electricidad y soporta vientos de hasta 180 kilómetros por hora, utiliza parte de esa energía para hacer funcionar el condensador de agua, que como puedes imaginar es mucho más grande que el que posee un equipo de aire acondicionado hogareño. El condensador de este aparato equivale a uno de un metro de alto por cinco kilómetros de largo, tamaño que le permite producir la cantidad de agua potable mencionada. El desarrollo de esta turbina comenzó en mayo de 2010 y costó unos 2.1 millones de euros. En ella trabajaron unos 30 ingenieros y el proyecto fue apoyado por empresa de la talla de Danfoss, Emerson, Siemens, Carel y Arcelor Mittal. Su rendimiento varía bastante de acuerdo a la zona en que se instale el dispostivo, produciendo solamente 350 litros de agua cuando se encuentra en una zona desértica con temperaturas de hasta 35 grados centígrados y humedad ambiente del 30%; o unos 1800 litros diarios cuando es instalada en una zona costera con temperaturas de 30 grados y una humedad ambiente del 70%. En cualquier caso, se trata de una solución interesante para zonas en las que el agua potable es inaccesible, proporcionado además electricidad.

Fuente: [ 1 ],  [2].

" Avion solar HB SIA (Solar Impulse) "

El Solar Impulse es un revolucionario concepto que siendo pionero deja atrás los límites de nuestro conocimiento en tema de materiales, de gestión de la energía y en la interfaz hombre – máquina. Es un aparato de un enorme tamano para su peso y de una calidad aerodinámica inigualable en estos días, capaz de resistir, a pesar de su ligereza a terribles embates.

Los colectores solares con hélices, son utilizados para optimizar los diferentes eslabones de la cadena de propulsión y para integrar en un ambiente hostil tanto los materiales como a los pilotos; respetando por supuesto, los contratiempos del peso y de la resistencia. ¡Un ejercicio de altos vuelos!

La construcción hace apelo a las tecnologías más avanzadas y permite estimular la investigación científica en el ámbito de las estructuras compuestas, de los materiales ligeros conocidos como inteligentes y de los medios de producir y de almacenar energía. Estos resultados se pueden utilizar tanto en la construcción del avión como, sucesivamente, en muchas otras aplicaciones útiles para la sociedad.

El diseño refinado y futurista del avión será en el cielo el símbolo del espirito del proyecto.

La cuestión energética condiciona el conjunto del proyecto, desde las dimensiones de la estructura hasta los límites extremos de masa. A mediodía, cada m2 de superficie terrestre recibe el equivalente a 1.000 vatios, es decir, 1,3 CV de potencia luminosa. Distribuida en 24 horas, la energía del sol sólo proporciona un promedio de 250 W/m2. Con 200 m2 de células fotovoltaicas y 12% de rendimiento total de la cadena de propulsión, la potencia promedio generada por los motores del avión no pasa de los 8 CV ó 6 KW. Se trata aproximadamente de la que disponían los hermanos Wright en 1903 cuando efectuaron el primer vuelo a motor. ¡Es con esta energía, optimizada desde el panel solar hasta la hélice gracias al trabajo de todo un equipo, con la que Solar Impulse pretende volar día y noche sin combustible!

La construcción del prototipo es el resultado de la intensa colaboración entre el equipo de Solar Impulse encargado del diseño del avión y los distintos socios, tales como proveedores de materiales y fabricantes de componentes. Únicamente confrontando los requisitos de cada uno de ellos y analizando su potencial ha sido posible dar con soluciones inéditas en el campo aeronáutico. Al final, 50 colaboradores apoyados por más de un centenar de expertos y consejeros ha derivado en la creación de una sinergia explosiva…

RECURSOS ENERGÉTICOS

Existen tantas formas de energía a administrar como fenómenos de conversión a comprender y optimizar :

* Luminosa en la irradiación solar eléctrica a nivel de células fotovoltaicas, baterías y motores

* Química en las baterías

* Potencial cuando el avión gana altitud

* Mecánica mediante el sistema de propulsión

* Cinética cuando el avión gana velocidad

* Térmica para todas las pérdidas (rozamiento, calentamiento…) que se intenta minimizar a toda costa.

RENDIMIENTO Y CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO

Se escogieron 12.000 células fotovoltaicas de silicio monocristalino de 130 micrones de espesor por su capacidad para combinar ligereza y rendimiento. Su eficacia aún habría podido mejorarse, a semejanza de los paneles utilizados en el espacio, si bien su peso habría sido demasiado grande, penalizando al avión mientras vuela de noche. Tratándose de la fase más crítica, la mayor limitación actual del proyecto está ligada a las baterías. Puesto que éstas son todavía pesadas, obligan a reducir drásticamente el peso del resto del avión, a optimizar toda la cadena energética y a maximizar el rendimiento aerodinámico mediante un gran alargamiento y un perfil de ala diseñado para velocidades bajas. Con una densidad energética de 200 Wh/kg, la masa de acumuladores necesaria para un vuelo nocturno se eleva a 400 kg, es decir, más de un ¼ de la masa total del avión. Una mejora de la capacidad de las baterías permitiría con el tiempo embarcar un segundo piloto, así como disminuir la envergadura del avión o aumentar la velocidad de vuelo

ESTRUCTURA Y MATERIALES

Dotar de 61 m de envergadura a los 1.500 kg de peso de todo el equipo es un reto nunca logrado hasta hoy en cuanto a rigidez, ligereza y control en vuelo. El Solar Impulse está construido en torno a una especie de armazón de materiales composites elaborados con fibra de carbono y nidos de abeja ensamblados en sándwich. El intradós del ala está recubierto de una película flexible y el extradós posee un revestimiento de células solares encapsuladas. 120 nervaduras de fibras de carbono dispuestas cada 50 cm perfilan ambas capas para dar al conjunto forma aerodinámica.

SISTEMA DE PROPULSIÓN

Bajo las alas se encuentran 4 barquillas, cada una con un motor, una batería de litio polímero compuesta de 70 acumuladores y un sistema de gestión que controla el nivel de carga y temperatura. El aislamiento térmico se ha diseñado de tal manera que conserve el calor desprendido por las baterías, permitiendo así que funcionen a -40 ºC y 8.500 metros de altitud. Cada motor presenta una potencia máxima de 10 CV, con un reductor que limita a 200-400 revoluciones/minuto el giro de una hélice bipala de 3,5 metros de diámetro.

El avión “Solar Impulse”, ya se convirtió en la primera aeronave solar en realizar un vuelo nocturno, acercándose a su objetivo final proyectada para el 2013 de conseguir darle la vuelta al mundo. La aeronave carga sus baterías gracias a las luz del día que es recogida por mas de 10 mil células fotovoltaicas en silicio monocristalino que son las encargadas de producir la energía. La carga recogida en el día le permite tener autonomía durante la noche con lo que consiguió estar 26 horas en vuelo gracias al pilotaje de André Borschberg.

Fuente: [1].

" Turbina submarina de Open Hydro "

_ _ . OpenHydro, es una empresa irlandesa que hace unos días anunció que ha instalado la primera turbina de generación de energía maremotriz (ver energía de las olas) submarina, sobre el lecho marino.

Cada vez más, los gobiernos están introduciendo leyes para frenar y sustituir el uso de combustibles fósiles. Con la demanda energética mundial en aumento, hay una necesidad innegable y urgente de desarrollar nuevas tecnologías de energía renovable. OpenHydro está liderando el camino en el desarrollo de tecnologías que aprovechan la potencia de los recursos naturales más grande del mundo - Los océanos del mundo.

La turbina abierta de Open Hydro es una de las primeras tecnologias de energia de las mareas en el mundo en llegar a la fase de desarrollo permanente en el mar

El diseño de la turbina abierta aumentará de tamaño a medida que progresa el desarrollo. La primera unidad de prueba de 6m produce la energía suficiente para abastecer a 150 hogares medios europeos y guardar la emisión de más de 450 toneladas de gases de efecto invernadero de CO2 cada año.

OpenHydro ha anunciado recientemente grandes proyectos en Europa y América del Norte.

_ _ La empresa ha invertido 5 millones de euros en desarrollar esta turbina submarina y ha instalado la primera en el European Marine Energy Centre (EMEC), Escocia. Para ello ha tenido que construir su propio barco instalador que facilite las operaciones para depositar sobre el fondo marino las turbinas de enrgía maremotriz.

Ya han realizado pruebas con éxito de conexión con la red eléctrica de Reino Unido y van a construir turbinas comerciales para una potencia de 1MW, que estarán listas para 2013 con una inversión de 50 millones de euros.

Reino Unido espera contar en 2020 con una potencia instalada de energía maremotriz de 1GW, y las turbinas submarinas sobre el lecho marino son la mejor opción de estabilidad de las instalaciones.

En cuanto a las preocupaciones medioambientales la empresa afirma que las turbina no llevan ningún aceite ni líquido que pueda contaminar el medio y que sus aspas son inocuas para la fauna marina. Como se puede observar en la imagen, la turbian tiene una gran agujero en el centro y las aspas no pueden atrapar a ningún pez ni animal marino.

El siguiente vídeo es una recreación pero las imágenes reales ofrecidas por la empresa atestiguan que es exáctamente como se puede ver en la simulación. En la web de la empresa hay vídeos de la instalación a disposición de quien los quiera descargar para verlos ( http://www.openhydro.com/technology.html ).

La empresa OpenHydro ha hecho una estimación de las áreas donde se podrían instalar sus turbinas de energía maremotriz, y en España podrán hacerlo en el estrecho de Gibraltar y en el norte frente a toda la costa cantábrica. Reino Unido es quien mejor lo tiene, todo su litoral es apto, Francia en los espacios que le separan del Reino Unido, y en Europa poco más salvo alguna zona de Italia.

Fuente: [1].