turbina eolica sin aspas

Turbina eólica sin aspas

Innovación tecnológica




Vortex Bladeless (“Vortex” significa “Torbellino” y “Bladeless” significa “Bladeless”) utiliza un enfoque completamente nuevo para extraer energía eólica sin aspas. El dispositivo recoge la energía de los vórtices, un efecto aerodinámico que molesta a los ingenieros y arquitectos de diseño durante siglos (el efecto de la interrupción de los vórtices). Cuando el viento se mueve alrededor de una estructura instalada estacionaria, la estructura del flujo de aire cambia, formando vórtices oscilantes cíclicos. Si sus fuerzas son lo suficientemente grandes, la estructura estacionaria comienza a oscilar, puede entrar en resonancia con los componentes transversales de la fuerza del viento e incluso colapsar. Un ejemplo académico clásico es el Puente Tacoma-Narrows, que se derrumbó tres meses después de la gran inauguración debido a una serie de razones, y en particular, debido al efecto del colapso de los vórtices.

En lugar de lidiar con esta inestabilidad aerodinámica, la tecnología Vortex la usa para maximizar las vibraciones resultantes y extraer energía de ellas. Naturalmente, el diseño de dicho dispositivo es completamente diferente al de una turbina convencional. En lugar de torres, góndolas y álabes convencionales, el dispositivo tiene un mástil fijo, un generador y un cilindro hueco, liviano y semirrígido de fibra de vidrio en la parte superior.

Este generador eólico no tiene partes móviles en contacto, lo que elimina la necesidad de lubricación y reduce el desgaste. Se sabe que el dispositivo solo puede tener una cierta frecuencia de oscilaciones, lo que limita la posibilidad de su funcionamiento continuo. Sin embargo, gracias al acoplamiento magnético autoajustable, Vortex puede operar en una amplia gama de velocidades del viento. Este sistema le permite maximizar la amplitud de las oscilaciones: cuando se amplifica el viento, aumenta la fuerza de repulsión del imán, como resultado de lo cual se reduce la distancia entre la varilla y el imán. Como resultado, las oscilaciones y el potencial de la energía generada aumentan al máximo. Vortex puede cambiar automáticamente su rigidez y “sincronizarse” con la velocidad del viento entrante para permanecer en resonancia sin ninguna intervención mecánica o manual.



Beneficios o ventajas de la turbina eólica sin palas

  1. Una de las principales ventajas de Vortex es su precio excepcionalmente bajo. El costo real normalizado de producción de energía para una granja típica en alta mar será de $ 0.035 / kWh (aproximadamente 35 euros por MWh), incluidos los costos de capital, operación y mantenimiento, alquiler de tierras, seguros y gastos administrativos.
  2. Esto coloca la tecnología propuesta en el extremo inferior del rango de precios de tales proyectos, haciéndola muy competitiva no solo en relación con los dispositivos de generación de energía que utilizan energía alternativa o renovable, sino incluso en comparación con las tecnologías tradicionales.
  3. Tal reducción significativa en los precios se debe a una reducción en los costos de producción, ya que el mástil y el equipo del generador, básicamente, son una unidad. Esto le permite excluir del diseño de la góndola, los mecanismos de soporte y las palas, los componentes más caros de los generadores eólicos tradicionales. Una estimación aproximada muestra que la ganancia en costos de producción en comparación con una turbina eólica convencional puede ser del 51%. La fabricación, el transporte, la construcción y la instalación también se simplifican enormemente, mientras se mantienen las operaciones estándar para la industria de la energía eólica.
  4. Hay otra característica distintiva que le da a Vortex una ventaja competitiva sobre otras instalaciones. Con el generador (y el centro de gravedad) más cerca del suelo, Vortex simplifica la instalación, el uso y el mantenimiento. En contraste, una góndola típica de un generador eólico convencional se instala a más de 80 metros sobre el suelo.
  5. El diseño carece por completo de elementos mecánicos que puedan desgastarse por la fricción, lo que, según las estimaciones, permitirá, en comparación con las turbinas tradicionales, reducir los costos operativos en un 53%, eliminando la necesidad de reemplazar el aceite o la mayoría de las piezas mecánicas requeridas por las turbinas eólicas de múltiples palas durante 20- término de verano de su servicio.

Inconvenientes de la turbina eólica sin aspas

Por supuesto, Vortex no está a salvo de la fatiga. El viento puede provocar el desplazamiento y la torsión de elementos estructurales, especialmente de la barra elástica, especialmente en su parte inferior, que se opone a las fuerzas más grandes. Sin embargo, los estudios realizados por la compañía confirmaron que las cargas experimentadas por la barra están lejos de los modos máximos permisibles del material de construcción principal del generador: fibra de carbono. La simulación por computadora muestra que la vida útil de la instalación estará en el rango de 32 a 96 años.


Una alternativa más ecológica a la energía eólica tradicional.

El diseño Vortex ahora ocupa el 30% del área requerida por un generador eólico convencional. En la práctica, esta es el área del círculo a lo largo de la trayectoria de la cual la parte superior del mástil se mueve a la velocidad máxima del viento. A la misma altura que las turbinas eólicas modernas, puede extraer hasta el 40% de la energía contenida en el aire, lo que, por supuesto, es más que un buen indicador. El sistema pierde un poco en la eficiencia de la conversión de energía, alcanzando un nivel de aproximadamente el 70% de la eficiencia de los generadores tradicionales, pero esto solo se debe al hecho de que cuando se creó, el énfasis estaba en la exclusión de roces y piezas de desgaste.

Además, se espera que el daño causado a la población de aves disminuya significativamente, ya que la naturaleza y el alcance de los movimientos de Vortex son diferentes de los de una turbina eólica tradicional, lo que hace que la instalación sea más distinguible.

Cuando la frecuencia de oscilación del equipo es inferior a 20 Hz, el efecto del sonido se vuelve insignificante, allanando el camino para la creación de parques eólicos completamente silenciosos en el futuro.

Dado que Vortex no mata pájaros ni hace ruido, el proyecto cuenta con el apoyo activo de varias organizaciones de protección ambiental, incluida la Asociación SEO de Birdlife.

 

Etapa de prueba

Para demostrar la viabilidad de la tecnología, Vortex ha probado muchos prototipos en un túnel de viento. Vortex Bladeless está actualmente optimizando su metodología de prueba de campo para completar la creación de un modelo pequeño y operativo.

Inicialmente, Vortex se centrará en la fabricación de productos pequeños. El primero será un generador de 100 W con una altura de 3 my un peso de 10 kg. La turbina fue desarrollada específicamente para operación autónoma en un solo sistema con paneles solares. Dicha solución será rentable para los hogares con paneles solares ya instalados y podrá producir electricidad en un momento en que no se genera energía solar. Comenzando a funcionar, este producto, llamado Vortex Atlantis, marcará el comienzo del programa piloto de la compañía. Será un panel solar con energía eólica.

La segunda instalación, que estará preparada para la producción dentro de un año, también será pequeña. El generador de 4 kilovatios con una altura de 13 my un peso de 100 kg, como el primer generador de 100 vatios diseñado para uso independiente, estará optimizado para sistemas híbridos combinados con paneles solares que utilizan inversores eléctricos comunes.

El objetivo principal se alcanzará en cuatro años, cuando Vortex presentará un generador eólico con una capacidad de más de un megavatio.

Sobre Vortex Bladeless

david yanez turbina eolica sin palas
 Inventor de la turbina sin
aspas David Yáñez

Vortex Bladeless es una nueva empresa española que desarrolla una turbina eólica sin aspas y ha patentado muchas soluciones técnicas en el proceso. El trabajo fue apoyado por subvenciones de la Fundación Repsol, la compañía de inversión española Spanish Angels y préstamos del gobierno español. En abril de 2015, Vortex se mudó a Boston y formó una junta asesora con representantes de la Universidad de Harvard, IDEO, TerraForm Power y Dat Venture. Actualmente, la compañía está negociando con inversores de los Estados Unidos para lanzar la próxima etapa de financiamiento como parte de un proyecto de crowdfunding, cuyo objetivo será la comercialización de tecnología. Hoy la empresa tiene 11 empleados. Los fundadores se conocieron hace unos años. David Yañez es el autor de la idea.

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Francisco Lamamie de Clairac

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