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Energía Eólica

Vortex Bladeless: el primer aerogenerador sin palas ni engranaje

Vortex Bladeless es un startup tecnológico. Estamos desarrollando un generador eólico respetuoso con el medio ambiente que no necesita palas ni rotación para operar.

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Vortex Bladeless

La idea tras la tecnología

Vortex Bladeless es un startup tecnológico. Estamos desarrollando un generador eólico respetuoso con el medio ambiente que no necesita palas ni rotación para operar. Es una nueva tecnología diseñada para la generación de energía in situ fuera de la red y dentro de la red, especialmente pensada para funcionar junto con otras unidades Vortex o paneles solares de forma modular.

Nuestro aerogenerador Vortex no es una turbina eólica ya que no gira sobre un eje. Se basa en el fenómeno de la resonancia aeroelástica, aprovechando la energía del viento en la emisión de los vórtices de Von Karman, un proceso llamado vortex shedding o vortex street. De esta manera el dispositivo oscila con un movimiento silencioso que lo hace perfecto para ser colocado en cualquier lugar sin necesidad de lubricantes ni molestias a la fauna.

Muchos de los principios físicos de las máquinas eólicas actuales también se aplican a Vortex, es sólo una forma diferente e innovadora de aprovechar la energía del viento.

Estado actual 2020

Tras decidir centrarnos en el mercado del consumidor final con equipos pequeños por facilidad de fabricación, testeo y optimización, nos hemos lanzado a llevar a fabricación industrial una primera y humilde serie de dispositivos Vortex Nano, de 85cm de altura. Aunque todavía se ensamblen a mano, la gran mayoría de las piezas de estos equipos se han fabricado con métodos industriales en cadena (moldes, filament winding, poltrusión, etc…), lo que nos permite una mayor fiabilidad en precisión y propiedades estructurales de las piezas que con los prototipos con los que trabajábamos anteriormente.

Esto, sumado a grandes avances en nuestro sistema de alternador + sintonizado magnético-aeroelástico (que convierte el movimiento en energía eléctrica y mantiene la sincronización con la frecuencia de vórtices en diferente rango de vientos) nos ha permitido llegar a estos pequeños dispositivos Vortex Nano que podemos empezar a enseñar con orgullo.

Estos dispositivos aún no son productos, no están certificados plenamente, y les queda un largo camino de optimización como toda tecnología innovadora que acaba de surgir.

Por lo pronto, se van a fabricar unas 100 unidades hasta principios de 2021, que serán repartidas por todo el mundo, principalmente Europa, sobre todo España. Los destinatarios no serán usuarios finales aún, sino que son ONGs, universidades, laboratorios independientes, ayuntamientos, parques naturales, y empresas colaboradoras de todo el mundo. La finalidad es obtener mediciones, estudiar su comportamiento en diferentes emplazamientos y tipos de instalaciones, y generar métricas que permitan mejorar los dispositivos y entender su comportamiento a largo plazo según las variables del entorno.

El siguiente paso lógico sería aumentar la muestra y poner estos pequeños aerogeneradores en manos de los usuarios finales. Para ello existen planes de una segunda e incluso quizá tercera campaña beta pública, de entre 1.000 y 10.000 unidades, donde cualquiera podrá solicitar un dispositivo Vortex Nano para probarlo, devolvernos feedback sobre él, y pasar a formar parte del proyecto Vortex Bladeless como beta tester. De realizarse estas campañas serían una vez finalizada la campaña en curso de 100 uds, y una vez recopilados los datos y hechos los cambios necesarios en los diseños. Todavía no hay fecha prevista.

 ¿Se convertirá Vortex Nano en un producto comercial? ¿Qué mercado y aplicaciones tiene este dispositivo?

Vortex Nano es muy pequeño para ser un aerogenerador, más que mini-eólica podríamos estar hablando de nano-eólica (de ahí su nombre), y por tanto la energía máxima que puede producir por hora es muy baja comparado con los aerogeneradores comerciales más pequeños existentes. Y sin embargo existen millones de posibles aplicaciones para un dispositivo así, y esto es debido a que la tecnología es radicalmente diferente al resto de tecnologías eólicas en el mercado, lo que da lugar a características y pros que pueden ser preferibles a la hora de elegir una fuente de energía eólica.

Obviamente, un gran mercado para dispositivos así es el que está actualmente dominado por la energía solar fotovoltaica de baja potencia, especialmente off-grid. Y sin embargo es muy raro ver pequeños aerogeneradores junto a instalaciones solares de baja potencia, ya que requieren un constante mantenimiento y sus rendimientos a bajas velocidades de viento dejan mucho que desear. Todo esto hace a la mini-eólica o a la nano-eólica tradicional poco rentable y en ocasiones inviable para muchas aplicaciones.

Aquí se presenta un nicho semivacío para una tecnología eólica como la nuestra, que puede darte poca potencia, pero constante todo el año aun con vientos flojos o turbulentos y muy cambiantes, que requiere un mantenimiento mínimo casi nulo, que es segura y que representa un menor impacto medioambiental, visual, sonoro y en la fauna local. En esencia lo que hemos querido hacer en Vortex Bladeless es un aerogenerador que se asemeje lo máximo posible a lo que hace de los paneles solares los reyes del mercado de energías renovables.

Por supuesto, uno no debe pensar en instalar un único dispositivo Vortex al igual que no piensas en instalarte un único panel solar. Dado que para que estos dispositivos puedan operar correctamente tan sólo requieren una distancia en espacio libre alrededor equivalente a la mitad de su altura (r=h/2), esto permite colocarlos muy muy juntos comparados con los aerogeneradores convencionales, formando filas, arrays o cuadrículas de ellos.

Igualmente, no sabemos si Vortex Nano se convertirá algún día en un producto comercial al uso, o se queda en una aplicación por empresas y gobiernos para infraestructura, o se quedará en nuestra primera beta de prueba. Igualmente queremos y esperamos poder dar la oportunidad a nuestra comunidad cercana de tener uno en sus casas y probarlo en el futuro próximo.

Por otro lado, ¡no nos hemos olvidado de Vortex Tacoma! Seguimos teniendo la vista puesta en nuestro dispositivo de 2,75m de alto, el cual esperamos terminar de desarrollar con todo lo que aprendamos de esta beta testing de los más pequeños. Obviamente, para llevar dispositivos más grandes a fábrica o para poder producir un mayor número de unidades de los pequeños vamos a necesitar mucha ayuda, especialmente de socios industriales que quieran embarcarse en esta aventura de hardware con nosotros. ¡No dudes en escribirnos aquí!

Los aerogeneradores sin palas

Vortex es un aerogenerador vertical, delgado y cilíndrico. Se compone de una parte inmóvil en la que el dispositivo se fija al suelo y de una parte flexible que, actuando como voladizo vertical, interactúa libremente con el fluido en un movimiento de oscilación.

Se puede dividir en dos partes: mástil y base. El mástil requiere del menor peso posible por la mayor resistencia. De momento se usan fibras de carbono y se han estudiado otros materiales, pero sabemos que el grafeno puede ser la clave para la optimización de estos dispositivos.

Debido a su innovador diseño, no tiene engranajes ni partes móviles en contacto, por lo que no necesita aceites ni lubricantes. La operación del dispositivo no podría ser más fácil, casi enchufar y listo, apenas requiere mantenimiento y costes operativos. Todas estas características lo hacen perfecto para la energía distribuida.

El alternador transforma la energía mecánica en electricidad. Aun con un diseño particular y patentado, cuenta con imanes de neodimio y cobre como cualquier otro alternador. Su estator está situado en el interior de la parte móvil del dispositivo mientras que su rotor (oscillator en nuestro caso) está fijado al mástil. Esta es la parte que más trabajo está requeriendo.

Al convertir la energía mecánica en electricidad y mediante otro juego de imanes, el alternador amortigua el movimiento de oscilación inducida y al mismo tiempo es capaz de modificar la frecuencia de oscilación natural del aerogenerador, por lo que se aumenta el rango de lock-in y se mantiene la frecuencia de resonancia en velocidades de viento más altas, a esto lo llamamos sistema de sintonizado. A mayor velocidad de viento, mayor amplitud de oscilación, manteniéndose la resonancia acoplada sólo en un rango concreto y calibrable.

A pesar de su simplicidad, 6 familias de patentes registradas protegen el diseño y la tecnología a nivel mundial.

Nuestra historia

Como todo proyecto de este tipo, los primeros pasos son difíciles para los emprendedores. Abrir nuevas vías de investigación y desarrollar una tecnología innovadora es aún más complicado. Ya llevarlo al mercado requiere desarrollar y certificar antes de la fabricar, y fabricar eficientemente antes de vender. Por supuesto sin errores en los procesos de industrialización, un control de calidad adecuado y servicios post-venta.

Todavía hay muchas cosas que hacer y muchos objetivos que alcanzar antes de que Vortex Bladeless se convierta en un miembro de pleno derecho de la industria eólica. Nuestro cofundador Raúl recuerda en este artículo los pasos que nos trajeron aquí.

Primeras etapas

Con nuestros propios recursos, el proyecto se inició en Deutecno en 2010, nuestra primera startup tecnológica donde estábamos desarrollando narices electrónicas (sensores químicos ultrasensibles). Cuando nació la idea del Vortex, construimos un humilde túnel de viento y empezamos a hacer pruebas. Nuestra prueba de concepto era una simple botella de agua fijada a un palo, oscilando por la fuerza del viento. Encontramos evidencias de que había una conversión de energía que aprovechar.

Pronto nos dimos cuenta de toda la financiación que necesitaríamos para lanzar esta idea. Deutecno Noses fue vendido y unos meses después construimos una demostración tecnológica más elaborada que impresionó a los jueces del Fondo de Emprendedores de la Fundación Repsol. A principios de 2014, gracias a los fondos Neotec del CDTI y a un grupo de Business Angels que aún están con nosotros, se funda la startup tecnológica Vortex Bladeless SL, se validan los principios tecnológicos en el laboratorio y se realizan pruebas en entornos reales en su fase inicial.

A principios de 2015, para iniciar un verdadero desarrollo y permitirse el suministro de recursos computacionales, software de simulación, máquinas y herramientas, y materiales para los primeros prototipos, la empresa decidió lanzar una exitosa campaña de crowdfunding destinada a la investigación, que atrajo el interés de los medios de comunicación de todo el mundo.

Alcanzando metas

Para captar la atención de la comunidad científica y de nuevos socios estratégicos, en 2015 Vortex se traslada a Boston, EE.UU., para presentar nuestra idea al MIT y dar a conocer el proyecto en todo el mundo, convirtiéndose en un tema de moda en energías renovables durante meses.

Por otro lado, ONGs y otras entidades ambientales como Birdlife han mostrado gran interés en esta solución y han ofrecido su colaboración también, ya que Vortex puede tener un menor impacto en la naturaleza y fauna avícola en el caso de que se construyan dispositivos más grandes en el futuro.

En junio de 2016, la Comisión Europea (EASME) incluyó el proyecto Vortex dentro de su programa Horizonte 2020. Desde entonces, hemos trabajado sin descanso para optimizar la tecnología. Las metas proyectadas en 2014-2015 eran quizás demasiado ambiciosas, así que decidimos que Vortex Tacoma sería el dispositivo más grande que se desarrollaría por el momento.

A lo largo de los años 2017 y 2018 nuestra especial colaboración con el Barcelona Supercomputing Center (BSC), la empresa Altair, el Instituto de Microgravedad de la Universidad Politécnica de Madrid, y muchos otros centros tecnológicos, ha sido clave para el éxito en los diferentes hitos a los que nos enfrentamos; teniendo la oportunidad de contrastar resultados computacionales y experimentales de alto nivel antes de alcanzar un producto funcional.

En 2019 iniciamos el estudio de los procesos de certificación e industrialización de fabricación mientras seguimos desarrollando y optimizando para poder sacar un producto mínimo viable lo antes posible. En 2020 esto está dando sus frutos y por fin estamos instalando pilotos en lugares públicos para pruebas de campo más exhaustivas. ¡Se acercan tiempos interesantes!

¿El futuro de la tecnología eólica?

Si la energía solar es el rey de las energías renovables, sin duda la energía eólica es la reina. Los generadores eólicos Vortex son quizá más similares en características y coste-efectividad en el tiempo a los paneles solares que a las turbinas eólicas convencionales. Hemos estado trabajando muy duro durante años. No fue fácil encontrar los mejores ingredientes y la mejor manera de cocinar esta receta especial, aunque estamos muy cerca de alcanzar nuestra meta y sueño.

El equipo de Vortex trabaja sin descanso para pulir los últimos pasos. Para el hito fabricar esta primera serie aquí en España y escalar la producción a una segunda beta o a la primera beta de Vortex Tacoma, estamos buscando socios industriales que puedan aportar su experiencia y know-how, apoyo económico y capacidad de manufactura.

¡Puedes mantenerte informado sobre nuestro desarrollo en nuestra newsletter y redes sociales! Muchas gracias.

Fuente: www.vortexbladeless.com

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Energía Eólica

El proyecto WISAMO de Michelin, una solución eólica para el Transporte Marítimo

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WISAMO de Michelin

El proyecto Wing Sail Mobility (WISAMO) es un sistema de vela de ala inflable telescópico automatizado que se puede instalar tanto en buques mercantes como en embarcaciones de recreo. El sistema es el producto de una empresa de colaboración entre Michelin Research & Development y dos inventores suizos que comparten la visión «totalmente sostenible» del Grupo.

La vela hinchable aprovecha el viento, fuente de propulsión gratuita, universal e inagotable. Su diseño revolucionario permite a un barco reducir su consumo de combustible y, por lo tanto, tener un impacto positivo en el medio ambiente al reducir las emisiones de CO 2.

Diseñado y desarrollado por el equipo del proyecto WISAMO, el sistema se puede instalar en la mayoría de los buques mercantes y embarcaciones de recreo. Especialmente adecuado para buques de transbordo rodado, graneleros y petroleros y gaseros, puede instalarse como equipo original en nuevas construcciones o actualizarse en buques en servicio.

El rango de uso de la vela es uno de los más amplios del mercado, con eficacia probada en muchos puntos de la vela, y especialmente en ceñida (barlovento). Se puede utilizar en todas las rutas de transporte marítimo. El mástil telescópico es retráctil, lo que facilita que un barco ingrese a los puertos y pase por debajo de los puentes. En total, el sistema puede mejorar la eficiencia de combustible de un barco hasta en un 20% *.

Una colaboración con Michel Desjoyaux, patrón de renombre mundial y embajador del proyecto, permite a los equipos de investigación de Michelin perfeccionar su desarrollo. Su aportación y conocimiento técnico de este marinero experimentado le permitirá ser probado en las condiciones reales de transporte marítimo. Como señala Desjoyeaux, “la ventaja de la propulsión eólica es que la energía eólica es limpia, gratuita, universal y totalmente no controvertida. Ofrece una vía muy prometedora para mejorar el impacto medioambiental de los buques mercantes”.

El sistema WISAMO se instalará por primera vez en un barco mercante en 2022, cuando Michelin espera que entre en producción una vez completada la fase de prueba.

El proyecto WISAMO es la contribución de Michelin para permitir una movilidad marítima más ecológica y suave antes de las regulaciones futuras. Michelin también está tomando medidas para reducir el impacto medioambiental de su cadena de suministro. Además de este compromiso, y en línea con su plan estratégico, el Grupo está basando una parte de su crecimiento en el desarrollo de nuevos negocios.

Fuente: Michelin / 1 de junio de 2021

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Energía Eólica

Japón elige al ganador de la primera subasta de energía eólica marina

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Japón mapa

Japón ha seleccionado al desarrollador del primer parque eólico marino flotante comercial del país.

El Ministerio de Economía, Comercio e Industria (METI) de Japón y el Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo (MLIT) seleccionaron el consorcio de seis empresas liderado por Toda Corporation para construir un proyecto eólico flotante de 16,8 MW en la costa de la ciudad de Goto, en la Prefectura de Nagasaki.

Las otras empresas detrás del consorcio Goto City Offshore Wind Power Generation LLC son ENEOS Corporation, Osaka Gas, Kansai Electric Power, INPEX y Chubu Electric Power.

El consorcio fue el único postor en esta subasta, dijeron los ministerios.

Japón abrió la subasta en junio de 2020, ofreciendo la superficie de la ciudad de Goto para el desarrollo de un parque eólico flotante a pequeña escala.

Por: Adnan Durakovic

Fuente: Offshore WIND / 14 de junio de 2021

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Energía Eólica

Se completa el mayor parque eólico marino de Dinamarca

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Kriegers Flak - Vattenfall

El sábado 5 de junio se instaló el último de los 72 aerogeneradores de 8,4 MW de Siemens Gamesa en Kriegers Flak, el mayor parque eólico marino de Dinamarca.

Los próximos pasos serán la finalización de las pruebas y la certificación del parque eólico de 604 MW para que pueda ser inaugurado después del verano, dijo Vattenfall, el propietario y promotor del parque eólico.

El calendario de construcción de la central eólica Kriegers Flak se ha mantenido a pesar de los retos logísticos que ha traído la pandemia de Covid, dijo Vattenfall.

«Nos complace ver que la instalación de las turbinas ha concluido con éxito. A pesar de la pandemia de Covid, hemos podido realizar las entregas según lo previsto -de hecho, un poco antes de lo previsto-, lo que demuestra que nuestra estrategia general de preparación para los imprevistos ha demostrado ser sólida. Estamos muy satisfechos de la cooperación con nuestros socios y orgullosos de la contribución que hará el parque a la consecución de un futuro sin combustibles fósiles», declaró Catrin Jung, responsable de energía eólica marina de Vattenfall.

Una vez que entre en funcionamiento, Kriegers Flak cubrirá el consumo anual de electricidad de unos 600.000 hogares daneses y aumentará la producción eólica danesa en aproximadamente un 16%.

Fuente: World Energy Trade / 11 de junio de 2021

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