Después de mi gran desilusión de hace unos meses1 en este mismo medio, llega una noticia que me sorprende sobremanera. Existe una nueva forma de generar energía, aerogeneradores que vuelan.

China, el gran tecnólogo

Y como no, el gran tecnólogo actual es China. La hegemonía de los Estados Unidos ha dado paso al gran sucesor que ha adelantado (con muchísima menos publicidad y más esfuerzo) por la derecha al imperio.

Lo más gracioso es que vuelven a triunfar gracias a USA. El inventor y precursor de esta nueva tecnología es un doble exiliado. Nacido en Shanghái, Qian Xuesen, ingeniero aeroespacial fue cofundador del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena.

Qian se exilió en los años treinta para estudiar en el MIT y se unió al célebre “Suicide Squad” de Caltech, el grupo que sentó las bases de la astronáutica estadounidense moderna. Pese a ayudar a impulsar la mayor revolución tecnológica norteamericana del siglo XX, su carrera en EEUU acabó bajo la sospecha del macartismo.

Tras varios años de arresto domiciliario en EEUU, fue deportado a China en 1955, donde se convirtió en el padre fundador de la industria de misiles y el programa espacial chino.

Sus estudios impulsaron los cohetes “Larga Marcha”, artífices del auge espacial de Pekín. Y también es ideólogo de esta nueva tecnología, el “ejector diffuser duct”: una técnica para acelerar el flujo de aire por una turbina a través de una carcasa circular que crea diferencial de presión y fuerza aire suplementario entre las palas de la turbina.

Este efecto tipo Venturi aumenta la eficiencia sin necesidad de ampliar la longitud de las palas ni mástiles o torres, multiplicando el viento útil sin añadir masa estructural.

El nuevo Zeppelin

Estas nuevas turbinas2 son más parecidas a un Zeppelin que a un aerogenerador, aunque comparten ambos conceptos. El efecto del ducto difusor es generado en un Zeppelin hueco he hinchado con Helio, y dentro de él hay palas de aerogenerador super livianas. Con todo esto, tenemos un aerogenerador que vuela y un cable conectado a una estación terrestre que transmite la energía generada a cientos de metros sobre el nivel del mar a una planta de conversión y transmisión eléctrica que se conecta a la red eléctrica.

Prototipos y escala

Los generadores Sawes3 pesan menos de una tonelada, no precisan obra civil y pueden instalarse en lugares inaccesibles para aerogeneradores clásicos: yacimientos petrolíferos remotos, islas o áreas de emergencia.

Tienen una estructura anular y sustentación por helio (gas mucho más ligero que el oxígeno y menos peligroso que el hidrógeno) permiten mejoras teóricas de eficiencia superiores al 20%. La empresa “Beijing SAWES Energy Technology” asegura una fiabilidad operativa alta — con tecnología de descenso seguro en tormentas y sistemas de sellado que prolongan la vida útil hasta 25 años—.

Desde el inicio de las investigaciones en 2017, Sawes ha batido récords mundiales: el S500 ascendió a 500 metros y generó 50 kW; el S1000 llegó a 1000 metros y superó los 100 kW, superando los logros previos del MIT. La producción se realiza en Yueyang, al sureste de Pekín, con contratos valorados en más de 70 millones de dólares.

Destino estratosférico

El siguiente paso es el S1500, con una meta de 1 MW de potencia (similar a las turbinas de los años 2000 con torres convencionales de 100 metros) pero con una reducción del 90% en peso. El director técnico, Weng Hanke, asegura que:

La energía eólica de gran altitud es una fuente poderosa y poco explotada.

Su pretensión es que cuando estos sistemas se instalen a gran escala, la electricidad podría costar lo mismo que la eólica convencional.

El objetivo final de Sawes es crear flotas de aerostatos de clase megavatio operando en la estratosfera, a unos 10.000 metros, donde la energía eólica (según la empresa) es 200 veces superior. “Cuando llegue ese momento”, afirma Dun Tianrui, CEO y fundador de Beijing Sawes Energy Technology, “el coste de la electricidad será una décima parte del actual”.

Un largo camino por delante

Aunque parece una utopía pensar en que estos generadores voladores puedan llegar a 10.000 metros y generar 200 veces más que los modelos actuales, no hay que perder de vista lo que Sawes ha conseguido. Hace 10 años se pensaba que era imposible generar a más de 200 metros de altura. La tecnología eólica actual difícilmente supera esa altura, dadas las grandes complicaciones técnicas que tiene montar torres de acero, hormigón o híbridas y las gigantescas obras civiles para soportar esos mastodontes.

Y no hablemos de lo peligroso que es mantener un monstruo de 100 toneladas o más sobre esas torres de, como mucho, seis metros de diámetro, cuando soplan vientos de más de 50 Km/h… Cómo reaccionarán ante un tifón o un huracán es algo descabellado. Las turbinas voladoras serían capaces de autoprotegerse y descender en esos casos extremos, un aerogenerador clásico debe soportar o colapsar.

Lo único que pueden hacer es poner sus palas en dirección del viento, girarlas para dejar pasar el viento y parar de generar. Es la única protección que tienen hoy en día.

Otro efecto muy dañino para las turbinas actuales es la vibración de la torre que soporta el generador. Existen velocidades de viento y rachas que tienen una frecuencia determinara y los constructores tratan de evitar esas frecuencias, porque si la estructura empieza a ‘resonar’, es decir, a vibrar a la misma frecuencia que el viento ataca al molino, el efecto se auto amplifica y termina haciendo colapsar la turbina.

Las turbinas voladoras no tendrán nunca este problema, no están ‘empotradas’ al suelo, no vibran, solo vuelan y transmiten su energía al suelo.

Pero nada es perfecto

Claro, esta tecnología no tiene los problemas de la actual, pero tiene otros…

Al no estar fijada al suelo depende de un “cable” para transmitir la energía a la estación transformadora que está en tierra. Esa conexión eléctrica es fundamental, porque si no la tiene debería almacenar grandes cantidades de energía en baterías que, además de tener pérdidas eléctricas y una vida útil limitada, pesan mucho.

Recordemos que la gran ventaja de estos generadores es su peso reducido que les permite volar con poco consumo de energía y así acceder a capas de aire en movimiento constante, reduciendo su dependencia de la variabilidad de la velocidad del viento en capas atmosféricas bajas.

A mayor distancia de la superficie de la tierra, más estable y eficiente es la generación eólica, pero más largo será ese cable y mayores solicitaciones mecánicas tendrá que soportar. A fin de cuentas, ese cable es, probablemente, lo más complejo del artilugio.

Pero seguramente el equipo encontrará una solución, recordemos que tenemos miles de cables bajo el mar y sobre la tierra en condiciones mecánicas muy complicades (corrientes marinas, terremotos, maremotos, vientos elevados, etc.) y nuestras redes eléctricas y comunicaciones de internet no suelen fallar.

Imaginemos ese futuro

No me cuesta mucho imaginar gigantes voladores con cables abasteciendo pequeñas poblaciones o islas lejanas, me cuesta mucho menos imaginar eso que barcos gaseros viajando de un continente a otro para contaminar y contaminar4 sin parar en toda su cadena de producción (fracking, licuefacción, transporte marítimo, gasificación, generación eléctrica en turbinas de gas…).

Prefiero mil veces ver a esos gigantes subir y bajar que leer las noticias de los barcos de gas o petróleo vertiendo su basura en el mar. El futuro dirá…

Notas

1 La gran desilusión. En Meer.
2 nuevas turbinas. En ecoinventos.
3 Generadores Swes.
4 Odio contenido y calentamiento climático. En Meer.