El prototipo de Windlift en pleno vuelo Omicrono
Adiós a los aerogeneradores: el ingenioso dron que vuela atado como una cometa y reduce un 80% el coste de generar energía
Windlift utiliza drones atados a una estación de energía para democratizar y abaratar el acceso a la energía eólica, también en zonas remotas.
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El potencial de la energía eólica es inmenso y España es uno de los países que más está apostando por ella. De hecho, en 2024 los más de 22.000 aerogeneradores distribuidos a lo largo y ancho del territorio nacional han producido el 22,9% del total de la energía, situándose en primer lugar por encima de la fotovoltaica y la nuclear, según datos de Red Eléctrica Española. Sin embargo, y a pesar de las constantes innovaciones en el sector, como el diseño que permite generar electricidad sin viento, son necesarias mejoras en cuanto al alto coste de los materiales y la instalación de turbinas que llegan a ser más altos que la Torre Eiffel.
Uno de los diseños más sorprendentes en ese sentido, y en el que diversas empresas llevan trabajando desde hace años, es el que pretende aprovechar la fuerza del viento en las alturas con elementos voladores. Una de las que lleva más tiempo desarrollando esta tecnología es la estadounidense Windlift, que utiliza drones atados a una estación de energía para reducir el coste de la generación de energía eólica en un 80% y los costes de materiales entre un 90 y un 95%.
Este sistema ligero, escalable y portátil tiene un impacto ambiental mucho menor que los gigantescos aerogeneradores, ya que no ocupan tanto espacio, necesitan mucho menos acero y hormigón y tampoco requieren estructuras permanentes que pueden perturbar los ecosistemas donde se instala. Y, mientras otros proyectos similares como Makani, financiado con Google, han sido cancelados, Windlift parece más fuerte que nunca tras anunciar una inversión de 30 millones de dólares por parte del Departamento de Defensa (DoD) de EEUU.
Drones de prueba
Ante los desafíos logísticos y el alto coste de los aerogeneradores convencionales, el genetista y emprendedor Rob Creighton fundó Windlift en 2006 junto a ingenieros de la NASA y del ejército de EEUU. Desde entonces, su objetivo ha sido encontrar un enfoque alternativo a la energía eólica, y eso ha llevado al desarrollo de prototipos como el que ponen a prueba cada pocos meses: un dron de 3,7 metros de envergadura fabricado con fibra de vidrio, conectado a tierra a través de un cable de acero de 60 metros y capaz de generar 30 kWh, más que suficiente para alimentar el consumo de un hogar promedio.
Tras despegar verticalmente como hacen los helicópteros, la aeronave tensa el cable y empieza a realizar trayectorias de vuelo en 8, repitiendo el mismo patrón una y otra vez para alternar fases de tracción y resistencia. Gracias al viento cruzado se enfrenta a fuerzas de entre 2 y 5 G, suficiente para que las hélices del dron generen energía, que fluye por el cable hacia una estación terrestre con grandes baterías de iones de litio.
Eso proporciona almacenamiento de energía renovable in situ, ya sea en un terreno rural, en estructuras flotantes o cerca de las ciudades, que se añade a la red eléctrica para aumentar la densidad energética y reducir el coste de la electricidad en hogares, edificios industriales o centros de datos.
Las últimas pruebas han tenido lugar en febrero y sirvieron para obtener valiosos datos sobre el flujo del aire y la capacidad de generación de energía. Para ello el dron voló con el ala y la cola parcialmente plegadas, para comprobar cómo conseguir más potencia con bajas velocidades de viento.
Sin embargo, como explican en su página de LinkedIn, "un suceso muy poco frecuente provocó un cortocircuito en los cables eléctricos del anclaje, cortando la alimentación en pleno vuelo". En ese momento se activó el sistema de emergencia, que permitió un aterrizaje semicontrolado del dron. "Con algunas reparaciones y ajustes, pronto estaremos de nuevo en el aire, recopilando más datos, perfeccionando nuestros modelos y acercándonos a un futuro de energía renovable aerotransportada", indican desde Windlift.
Una de las grandes ventajas de este sistema frente a los aerogeneradores convencionales es la facilidad para transportarlo en contenedores estándar para electrificar zonas remotas y comunidades aisladas en caso de catástrofe. Además de reducir la dependencia de los generadores diésel, es mucho más versátil, ya que también puede servir para ofrecer electricidad a bases militares o centros de exploración científica.
Diagrama del funcionamiento de Windlift Omicrono
Los técnicos de Windlift ya trabajan en un modelo superior que dobla la capacidad del prototipo para aplicaciones comerciales, con una envergadura de 12,2 metros y 75 kWh de potencia. Este sería el límite eficiente de la tecnología que han desarrollado, "ya que estructuras mayores se ven afectadas por la ley cuadrático-cúbica, lo que reduce su eficacia y portabilidad".
Cometas de 80 metros
El de Windlift no es el único proyecto que busca desarrollar tecnologías alternativas de generación eólica. Además de la ya mencionada Makani, otras empresas trabajan en el desarrollo de sistemas aéreos similares. Uno de los más avanzados es el de la compañía de Países Bajos Kitepower, que en 2007 ya demostró la primera prueba de concepto de Kitepower de 20 kW.
El aerogenerador de cometa Kitepower
El sistema Hawk, que es uno de los primeros de su tipo en estar disponibles en el mercado, se compone de varios elementos integrados en un contenedor de transporte de 6 metros, para ofrecer 30 kW de potencia y 400 kWh de almacenamiento de energía independientes de la red.
La estación de tierra, por su parte, es la encargada de convertir la energía mecánica de la cometa en energía eléctrica y de enrollarla utilizando el generador como motor. Para sujetar la cometa, se utiliza un cable Dyneema, patentado por Kitepower, con una longitud de 352 metros y tres características fundamentales: resistencia, ligereza y flexibilidad.
Omicrono
Para controlar cada movimiento de la cometa, como el balanceo, el cabeceo y la guiñada, el sistema dispone de una unidad de control (llamada KCU), que se encarga de las comunicaciones entre el sensor inalámbrico integrado en la cometa, con un alcance de hasta 2 km, y la estación de tierra.
Por último, está la propia cometa, con un tamaño de entre 40 y 60 metros cuadrados en su versión plana, y que se define como "un híbrido entre un hinchable y un esqueleto fijo de fibra de vidrio, formando la mejor combinación para un ala fuerte y ligera". Estas especificaciones le permiten hacer frente a velocidades de vuelo de hasta 110 km/h.
El sistema Hawk de Kitepower Omicrono
La empresa neerlandesa también está trabajando en Falcon, un sistema con mayor potencia y capacidad. El sistema es muy similar en su funcionamiento, pero utiliza una cometa más grande, de hasta 80 metros cuadrados, que vuela a una altura de hasta 450 metros. Eso le sirve para ofrecer picos de hasta 100 kW, lo que implica una potencia anual acumulada de 450 MWh.
