Os Sistemas Aerotransportados de Energia Eólica (AWES) são um novo tipo de tecnologia para coletar energia eólica. A cara e pesada torre e rotor de uma turbina eólica convencional são substituídos por uma corda leve e uma aeronave (pipas gigantes flexíveis ou grandes drones), respectivamente. No chamado esquema de geração de solo, AWES usa a força de tensão da corda para mover um gerador elétrico no solo, enquanto, em cenários de geração de mosca, a energia elétrica é produzida por turbinas eólicas a bordo da aeronave e transmitida ao solo por uma corda condutora. Em ambos os casos, Os AWES apresentam baixos custos de instalação e material e operam em altitudes elevadas (acima de 500 metros) onde os ventos são mais intensos e menos intermitentes. Apresentam também baixo impacto visual e facilidade de transporte, tornando-os aptos para a produção de energia em áreas remotas e de difícil acesso.

"AWES são tecnologias disruptivas que operam em grandes altitudes e geram energia elétrica, "explica Gonzalo Sánchez Arriaga, Ramón y Cajal pesquisador no departamento de Bioengenharia e Engenharia Aeroespacial da UC3M. "Eles combinam disciplinas bem conhecidas da engenharia elétrica e aeronáutica, como o design de máquinas elétricas, aeroelasticidade e controle, com disciplinas novas e não convencionais relacionadas a drones e dinâmica de tether, " ele adiciona.

Dentro desta estrutura, os pesquisadores da UC3M apresentaram um novo simulador de vôo para AWES em um artigo científico publicado recentemente em Modelagem Matemática Aplicada . “O simulador pode ser usado para estudar o comportamento do AWES, otimizar seu projeto e encontrar as trajetórias maximizando a geração de energia, "explica o Sr. Ricardo Borobia Moreno, engenheiro aeroespacial pela Área de Mecânica de Voo do Instituto Nacional de Tecnologia Aeroespacial da Espanha (INTA) e cursando doutorado. no departamento de Bioengenharia e Engenharia Aeroespacial da UC3M. O software, propriedade da UC3M, está registrado e pode ser baixado gratuitamente e usado para fins de pesquisa por outros grupos.

Junto com o simulador, os pesquisadores desenvolveram um teste de voo para o AWES. Duas pipas de kitesurf foram equipadas com diversos instrumentos e informações importantes, como a posição e velocidade da pipa, ângulos de ataque e derrapagem, e tensões de amarração, foram registrados em muitos voos. Os dados experimentais foram então usados ​​para validar diferentes ferramentas de software, tal como o referido simulador e um estimador dos diferentes parâmetros que caracterizam o estado do kite em cada instante. "A preparação do testbed exigiu um significativo investimento de tempo, esforço e recursos, mas também despertou o interesse de um grande número de nossos alunos. Além da pesquisa, o projeto enriqueceu nossas atividades de ensino, já que muitos deles realizaram seus projetos finais de graduação e mestrado no AWES, "comenta Gonzalo Sánchez Arriaga, que ministra o curso de Mecânica de Voo do Curso de Engenharia Aeroespacial da UC3M.

Um setor em crescimento

Atividades de pesquisa e criação de novas empresas relacionadas à geração de energia em grandes altitudes, quer dizer, a mais de 500 metros, pelo uso de pipas e drones têm crescido significativamente nos últimos anos devido ao apoio financeiro da Comissão Europeia e de empresas privadas como o Google, entre outros.

Grupo UC3M. lançado em 2015 graças a um subsídio Leonardo financiado pela Fundação BBVA, é pioneira na Espanha. Após, foi apoiado pelo projeto GreenKite (ENE2015-69937R), financiado pelo Ministério da Ciência, Inovação e Universidades, que está em andamento. "Nossas atividades incluem os testes de voo e a estimativa, controle e simulação de AWES, "aponta Gonzalo Sánchez Arriaga." No projeto, uma transferência interessante de tecnologia e conhecimento está sendo realizada, do mundo da aviação, como os métodos de teste de voo, para o mundo da energia aerotransportada, "observa Ricardo Borobia Moreno.