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Un diseño para una energía eólica más barata
Turbina de viento FloDesign , una escisión de la empresa aeroespacial FloDesign con sede en Wilbraham, MA, ha desarrollado una turbina eólica que podría generar electricidad a la mitad del costo de las turbinas convencionales. La compañía recaudó recientemente $ 6 millones en su primera ronda de financiamiento de riesgo y ha anunciado asociaciones con desarrolladores de parques eólicos.
Chorro de viento: Una representación de un nuevo diseño de turbina, que puede aumentar la energía captada por el viento.
El diseño de la empresa, que se basa en tecnología desarrollada para motores a reacción, elude un límite fundamental a las turbinas eólicas convencionales. Por lo general, cuando el viento se acerca a una turbina, casi la mitad del aire se fuerza alrededor de las palas en lugar de a través de ellas, y la energía de ese viento desviado se pierde. En el mejor de los casos, las turbinas eólicas tradicionales capturan solo el 59,3 por ciento de la energía eólica, un valor llamado límite de Betz.
FloDesign rodea las palas de su aerogenerador con una cubierta que dirige el aire a través de las palas y lo acelera, lo que aumenta la producción de energía. El nuevo diseño genera tanta energía como una turbina eólica convencional con palas del doble de diámetro. El tamaño más pequeño de la pala y otros factores permiten que las nuevas turbinas se empaqueten más juntas que las turbinas convencionales, aumentando la cantidad de energía que se puede generar por acre de tierra.
La idea de envolver las palas de un aerogenerador no es nueva. Pero los diseños anteriores eran demasiado grandes para ser prácticos, o no funcionaban bien, en parte porque las palas tenían que estar muy alineadas con la dirección del viento, dentro de tres o cuatro grados, dice. Stanley Kowalski , Director ejecutivo de FloDesign. Las nuevas palas son más pequeñas y pueden trabajar en ángulos de hasta 15 a 20 grados alejados de la dirección del viento.
Desde el frente, la turbina eólica se parece a la entrada de aire de un motor a reacción. A medida que se acerca el aire, primero se encuentra con un conjunto de palas fijas, llamado estator, que lo redirigen hacia un conjunto de palas móviles: el rotor. El aire hace girar el rotor y emerge por el otro lado, moviéndose ahora más lentamente que el aire que fluye fuera de la turbina. La cubierta tiene una forma que guía este aire exterior que se mueve relativamente rápido hacia el área justo detrás de los rotores. El aire de movimiento rápido acelera el aire de movimiento lento, creando un área de baja presión detrás de las palas de la turbina que succiona más aire a través de ellas.
Es plausible que un diseño de este tipo pueda duplicar o triplicar la potencia de salida de una turbina, dice Paul Sclavounos , profesor de ingeniería mecánica en el MIT. Parte del aumento proviene simplemente de conducir el aire a la turbina con la cubierta. Pero Sclavounos señala que también ayuda a utilizar el viento que rodea la turbina para acelerar el flujo de aire, porque la energía producida por una turbina eólica aumenta con el cubo de la velocidad del viento. La pregunta clave es si las nuevas turbinas se pueden construir y mantener a un costo lo suficientemente bajo, dice Sclavounos.
FloDesign ya ha construido un pequeño prototipo para pruebas en túnel de viento. Su siguiente paso es construir un sistema de 12 pies de diámetro y 10 kilovatios para pruebas de campo. El prototipo estará terminado a finales del próximo año o principios de 2010, y le seguirán turbinas eólicas comerciales. (La compañía aún no está recibiendo pedidos). Con el tiempo, la compañía planea fabricar turbinas de hasta un megavatio.