Sin Giro, Todo Ganado: La Energía Eólica Sin Movimiento Desafía las Convenciones

Piensa en el viento, y piensas en movimiento, ¿verdad? Pero, ¿qué pasaría si pudiéramos obtener energía del viento sin las típicas aspas giratorias a las que estamos acostumbrados a ver? 

Eso es lo que está sucediendo con algunas de las últimas tecnologías de energía eólica. Están cambiando nuestras ideas antiguas de cómo funciona la energía eólica, capturando la energía del viento de nuevas maneras que no siempre requieren movimiento.

A medida que adoptamos estas innovaciones, también es importante comprender las limitaciones de los métodos tradicionales.  Mientras wLos aerogeneradores producen energía limpia y renovable, pero no están exentos de desventajas.  Por ejemplo, la generación de energía eólica mediante turbinas no es una opción económicamente prudente para producir energía en lugares que no son lo suficientemente ventosos. 

Y dado que los aerogeneradores a menudo se instalan en ubicaciones remotas, establecer la infraestructura puede ser un problema, especialmente crear líneas de transmisión para llevar la electricidad de los parques eólicos a los hogares en áreas urbanas. 

Además, las turbinas grandes son conocidas por producir ruido y alterar la estética visual de una zona. Además, estas instalaciones también pueden afectar la fauna local. 

Todas estas dificultades pueden resolverse ahora sin alejarse del concepto central, que es usar el viento para la generación de energía limpia. La respuesta reside en los aerogeneradores sin movimiento, ya que pueden aprovechar la energía sin generar el ruido u otras dificultades que conlleva. 

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Generación de Energía Eólica Sin Movimiento

Generar viento sin movimiento consiste en eliminar la dependencia de una red centralizada y con gran consumo de recursos, y confiar en una combinación de recursos energéticos distribuidos (DER) que se pueden colocar en los techos de estructuras residenciales y comerciales.  Mientras que estos recursos energéticos emplean tanto solar y energía eólica, el viento tiene la ventaja de estar disponible 24/7, a diferencia de los rayos solares. 

Mientras tanto, un generador de viento sin movimiento captura la energía eólica mediante el uso de perfiles aerodinámicos o alas montadas verticalmente y no mediante grandes palas de turbina. Cuando el viento fluye sobre las alas, se crea una zona de baja presión entre ellas. Esta baja presión genera una succión, y una torre de forma especial entre los perfiles alimenta esta succión. Esta corriente pasa por una pequeña turbina ubicada en la base de la unidad y genera electricidad al girar, sin involucrar partes giratorias o móviles grandes. 

Hay muchas ventajas en este proceso. Reduce la contaminación acústica, ayuda a proteger la vida silvestre, utiliza el espacio de manera eficiente y requiere poco mantenimiento. 

Aunque la historia de la energía eólica tradicional, tal como la conocemos hoy, se remonta a muchos años, la generación de energía eólica sin movimiento aporta un valor significativo a nuestros esfuerzos de sostenibilidad. Y aunque es nueva, eso no quita las promesas y el potencial que ya ha demostrado.

Según Architecture 2030, el 50 % de las emisiones globales de carbono proviene de los edificios y el entorno construido. De esto, el 27 % proviene de las operaciones de los edificios, mientras que el 20 % proviene de los materiales de construcción, la obra y otros usos de la industria de la construcción. Por lo tanto, es esencial que utilicemos las soluciones de energía para edificios de manera más eficiente, y la generación de viento sin movimiento es un paso hacia eso. 

Muchas empresas comerciales han asumido la tarea de convertir el viento sin movimiento en algo factible. Discutiremos estas compañías y examinaremos la tecnología que despliegan en sus soluciones. 

Empresas con Soluciones Transformadoras en la Generación de Viento Sin Movimiento

1. Vortex Bladeless

Vortex caracteriza su solución de energía eólica con varios adjetivos. La energía es sin aspas, más segura, más silenciosa y más ecológica. 

En conjunto, la visión de Vortex Bladeless es ofrecer una nueva alternativa eólica desde parques eólicos de gran escala a nivel de consumidor. Y para lograr su visión, la compañía se basa en una física diferente a la de la energía eólica convencional. El resultado es distinto y lleno de oportunidades. 

Tecnología de Generación de Viento Sin Movimiento: El Camino Vortex Bladeless

El dispositivo vortex se asemeja a una torre cilíndrica. Si empezamos desde abajo, la parte más baja está fija y se conoce como la base. La parte encima de la base es el Núcleo, que contiene una varilla de carbono en su interior. Sobre el núcleo, está el sistema de sintonización del alternador. Sobre todos ellos está el mástil cilíndrico que oscila libremente perpendicular a la dirección del viento. 

Cuando el viento pasa alrededor de estas estructuras cilíndricas, crea vórtices de presión. La frecuencia de estos vórtices depende de la velocidad del viento. Con estructuras que tienen una frecuencia de resonancia natural similar, comienzan a oscilar y capturar la energía del viento. 

Después de capturar la energía llega la fase de convertirla. Para la conversión, Vortex Bladeless utiliza la tecnología de un alternador tradicional, donde el dispositivo observa una interacción entre bobinas y campos magnéticos. 

La electricidad se genera mediante inducción electromagnética. Los imanes también cumplen su función como Sistema de Sintonización, donde se modifica la constante elástica del mástil, ampliando el rango de velocidad del viento en el que ocurren las oscilaciones. 

Aunque la tecnología de Vortex aún está en desarrollo, una vez que se convierta en una realidad completa, tendrá varias ventajas comparada con una turbina convencional del mismo tamaño. Vortex sin aspas será sin engranajes y sin aceite, no requerirá frenos y será más fácil de fabricar. Siempre permanecerá orientada sobre una base similar. Requerirá menos espacio y disfrutará de una vida útil mayor.

Vortex Bladeless: Un Perfil Breve

Fundada por David Suriol y Raul Martin Yunta, Vortex Bladeless tiene su sede en Madrid, España. Es una startup en etapa temprana. Según datos públicos, la compañía recaudó US$120,000 en financiación pre-semilla de Techstars en 2021. 

Para quienes no estén familiarizados con Techstar, se posiciona como la firma de inversores pre-semilla más activa a nivel mundial, con una capitalización de mercado de su cartera de aceleradoras de US$105 mil millones en total. 

2. Aeromine: Sistema de Energía Eólica Sin Aspas

Otra compañía que ofrece soluciones transformadoras de energía eólica sin aspas es Aeromine Technologies. Estos sistemas sin aspas se instalan en los techos de propiedades comerciales para obtener energía renovable in situ. 

Aeromine aprovecha los principios de la aerodinámica. Utiliza generadores eólicos basados en perfiles aerodinámicos integrados al edificio sin partes móviles. Cuando el viento pasa a través de estos perfiles, se crea una zona de baja presión entre ellos. 

El cuerpo central hueco de la estructura guía la presión hacia el colector y la hélice interna. En la parte más baja de la estructura, la baja presión succiona aire a través de la entrada para pasar por la hélice y generar energía antes de que el chorro de aire salga del cuerpo central y se mezcle con el viento libre. 

El principio de Aeromine gira en torno a no usar partes externas y eliminar las vibraciones. En su lugar, utiliza los perfiles para capturar y amplificar el flujo de aire de un edificio o estructura comercial. La solución se mantiene por delante de la energía solar al requerir una décima parte del espacio de techo usado por los paneles solares. 

La solución Aeromine es silenciosa y estacionaria. Es capaz de generar energía en cualquier momento bajo todas las condiciones climáticas. El sistema es una combinación típica de 20-40 unidades en el borde de un edificio, donde la combinación está orientada hacia la dirección predominante del viento. 

Según la empresa, su sistema es aproximadamente un 50 % más productivo que otras alternativas de energía renovable. Si se combina con soluciones solares en la azotea, el sistema de generación de energía eólica sin aspas puede cubrir completamente las necesidades energéticas in situ de un edificio. 

Aeromine Technologies: Un Perfil Breve

Fundada en 2020 por Martin Manniche, Aeromine Technologies tiene su sede en el Área Metropolitana de Houston, Estados Unidos. El 31 de octubre de 2023, la compañía recibió una subvención de US$1.1 millones de la Agencia Danesa de Energía. 

En enero de 2023, AEC Angels realizó una inversión de respaldo en Aeromine Technologies. La primera inversión de Aeromine Technologies provino de Mass Challenge como asistencia sin capital.

¿Por qué la Generación de Viento Sin Movimiento se Considera una Solución Creíble para el Futuro?

La validación más contundente de la generación de energía eólica sin movimiento o sin aspas como ruta para crear energía limpia y renovable proviene de sus inversores. 

El innovador sistema de energía eólica en azoteas de Aeromine que convierte el flujo de viento de un edificio en energía renovable obtuvo una subvención de US$1.1 millones de la Agencia Danesa de Energía, como vimos. La subvención se otorgó después de evaluar la viabilidad de la solución en nueve parámetros, incluido su potencial de comercialización y la capacidad de cumplir con los objetivos de política climática. 

Sin embargo, queda mucho por hacer para que sea infalible. La Universidad Técnica Danesa (DTU) se asociará con Aeromine para realizar pruebas de rendimiento de la tecnología en una variedad de tipos de edificios y condiciones de viento variables. 

Según el Profesor Christian Bak, jefe de la Sección de Diseño de Perfiles y Rotores en la Universidad Técnica de Dinamarca, la universidad investigará la modelización del flujo para diferentes tipos de edificios y medirá el rendimiento de la solución “para derivar algoritmos mejorados que estimen la producción de energía y la ubicación óptima en la azotea.” Esto conducirá a un mayor ajuste fino y a una aplicación más eficiente del sistema. 

Dado que la solución se puede desplegar en los techos de apartamentos, oficinas, almacenes, terminales portuarias, hospitales, centros comerciales y cualquier edificio con techo plano, el conocimiento de la optimización de la ubicación conducirá a una mayor adaptabilidad.

Aeromine admite que ya existe una demanda significativa de sus soluciones en el mercado. De hecho, según el cofundador de Aeromine, Martin Manniche, ya están recibiendo “una gran cantidad de interés en la tecnología y están aumentando la producción para satisfacer la demanda.” 

Manniche también cree que su solución hará que la energía eólica sea ‘una gran opción para los negocios locales’, lo cual aún no ha sido el caso.  

Ventajas similares y más también podrían encontrarse en las soluciones de Vortex Bladeless. Por ejemplo, su solución de generación de viento sin movimiento es más barata en fabricación y mantenimiento. 

Para quienes tengan dudas sobre la eficiencia del diseño de Vortex, los fabricantes afirman que su Vortex Mini – el modelo de 13 metros (42 pies), 4 kW – puede capturar hasta el 40 % de la energía del viento en condiciones ideales. 

Aunque es un 30 % menos eficiente que las turbinas eólicas convencionales, se puede compensar esta desventaja colocando el doble de turbinas Vortex en el mismo espacio que una turbina de hélice. 

Cumpliendo los Objetivos de Energía Limpia

Alcanzar los objetivos de emisiones netas cero para 2050 dependerá en gran medida del aprovechamiento exitoso de la energía eólica y solar. 

En el frente de la energía eólica, aunque las turbinas se han vuelto más grandes con alturas de buje más altas y diámetros de rotor mayores, las adiciones anuales de capacidad eólica hasta 2030 deben incrementarse significativamente para cumplir los objetivos. 

Cumplir el objetivo de emisiones netas cero 2050, que prevé aproximadamente 7.400 TWh de generación eléctrica eólica en 2030, requiere que la tasa de crecimiento anual de generación promedio aumente a alrededor del 17 %. Para lograr esto, sería necesario incrementar las adiciones anuales de capacidad de aproximadamente 75 GW en 2022 a 350 GW en 2030.

Las adiciones de capacidad de energía eólica hasta ahora se han limitado en gran medida a China, un actor significativo en este campo. El país es actualmente responsable de la mitad de las adiciones globales de capacidad eólica en 2022. 

La International Energy Agency también ha señalado un crecimiento frenado en la fabricación de equipos eólicos. Para mejorar la situación, la agencia ha recomendado acelerar el ritmo. También ha observado que las innovaciones en el sector giran principalmente en torno al aumento de la productividad y la reducción de costos. 

En un escenario mixto como este, la generación de energía eólica sin movimiento puede impulsar el crecimiento. Con sus requisitos limitados de espacio y su fácil mantenimiento, puede expandirse rápidamente en geografías donde la disponibilidad de extensas áreas de tierra es una limitación. 

En el lado positivo, las inversiones en energía eólica registraron un aumento del 20 % en 2022, recuperándose de una desaceleración en 2021. También se ha convertido en parte de todos los principales programas de colaboración de energía renovable con un respaldo significativo del sector privado. 

Las inversiones obtenidas por Aeromine y Vortex, especialmente de la comunidad científica y de entusiastas tecnológicos, demuestran que la energía eólica sin movimiento tiene bases sólidas. Un mayor ajuste fino y calibraciones necesarias la convertirían en una opción perfecta para difundir más rápidamente el alcance de la energía limpia y renovable.

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