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Sociedad

Tercer Milenio

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Un aerogenerador mini para tener energía en casa

Circe ha desarrollado, dentro del proyecto Swip, un miniaerogenerador que permitiría disponer de energía procedente del viento en viviendas o edificios en áreas urbanas y periurbanas.

Un prototipo de miniaerogenerador de 4 kW de eje horizontal se ha instalado en el edificio del Circe en Zaragoza
Un prototipo de miniaerogenerador de 4 kW de eje horizontal se ha instalado en el edificio del Circe en Zaragoza

La energía minieólica es una realidad en muchos países europeos en los que viviendas unifamiliares, parques y edificios de oficinas -incluso aislados del tendido eléctrico-, pueden disponer de energía procedente del viento. En la Unión Europea, se está favoreciendo su uso, estando los países miembros transponiendo las directivas europeas a las normativas nacionales. Sin embargo, en España, se desarrolla con lentitud por estar esta tecnología a merced de la regulación.

Esta no es la única barrera. La energía minieólica es todavía costosa, además de ser difícil de evaluar y de predecir el potencial eólico en entornos urbanos por los vientos racheados o poco constantes e influenciados por la geometría de los espacios. También tiene otras barreras como la estética, el ruido y la vibración, lo que lleva a que no sea aceptada socialmente. A todo ello se añade tener que solucionar la seguridad para viandantes y vecinos, entre otros retos a superar.

En esta línea, la Fundación CIRCE (Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos) ha finalizado recientemente el proyecto Swip (Desarrollo de soluciones, componentes y herramientas innovadoras para la integración de la energía eólica en áreas urbanas y periurbanas), que ha coordinado y que ha sido financiado dentro del VII Programa Marco de la Unión Europea. En él, han participado 14 entidades de nueve países europeos.

El proyecto ha comprendido varias líneas de investigación, que han tenido como resultado el desarrollo de un aerogenerador y nuevos sistemas de predicción del recurso eólico en entornos urbanos y de recogida de datos.

La investigación se ha centrado en diseños de bajo coste para aerogeneradores de potencias comprendidas entre 1kW y 100kW, que estén adaptados a las características y necesidades de las zonas urbanas con el fin de aprovechar mejor el viento y que permitan una mayor aceptación social.

El prototipo

El resultado ha sido un prototipo de miniaerogenerador de 4 kW de potencia, con un diámetro de palas de 5,2 metros y 6 metros de altura desde el tejado (15,5 metros en total desde el suelo). Este prototipo podría ser integrado en tejados o sobre el suelo en una fase posterior de replicación de este modelo.

Este 'pequeño molino' incorpora también un generador síncrono de imanes permanentes con el que se ha logrado aumentar la eficiencia en un 15% en comparación con los modelos comerciales. Además, se han abaratado costes al utilizarse menos material en su fabricación e incluir en los imanes menos contenido de tierras raras (elementos que se encuentran muy dispersos en la naturaleza y cuya extracción es compleja). Precisamente, este componente -es el más caro -, se ha reducido en un 75% en relación con los imanes permanentes comerciales.

Gracias a la nueva tecnología de posensamblaje, también se ha conseguido aminorar la dificultad de manejar los imanes -por su fragilidad y naturaleza magnética-, y los errores en su posicionamiento, evitando así disminuir el rendimiento del generador. El empleo de esta tecnología reduce hasta un 70% los costes de ensamblaje de los imanes en los generadores. Además, se mejora la eficiencia y la seguridad.

Dentro del proyecto, se ha llevado a cabo el diseño conjunto de los convertidores (necesarios para adaptar la electricidad generada a las condiciones de distribución o uso) con el generador de imanes permanentes con el fin de aprovechar velocidades de viento bajas y aumentar el rango en el que puede operar el aerogenerador. Otra de las novedades técnicas es el freno regenerativo -esta tecnología se emplea por ejemplo en vehículos eléctricos-, para producir electricidad cuando el aerogenerador debe frenarse.

Palas innovadoras

Las innovaciones también han llegado a las palas. El nuevo diseño maximiza el rendimiento aerodinámico para aprovechar mejor el viento y minimizar el ruido que genera. Asimismo, se ha introducido un sistema de seguridad pasivo para que las palas se muevan a posiciones de seguridad cuando haya grandes vientos, reduciendo así la carga aerodinámica a soportar.

Dentro de la investigación se ha desarrollado además un nuevo software para evaluar el recurso eólico (Urbawind), que permite predecir mejor el comportamiento del viento en áreas urbanas con el fin de seleccionar el lugar de instalación del aerogenerador en estos entornos.

La herramienta, que es más económica y rápida que otras comerciales, no es la única desarrollada. El trabajo se ha centrado a su vez en un software para monitorizar los principales parámetros del aerogenerador (Scada). El Scada permite un mantenimiento predictivo -anticipándose a los fallos-, aparte de poder buscar desviaciones en la potencia suministrada por el aerogenerador cuando está funcionando.

Con los resultados de estas investigaciones, se han realizado dos pruebas de demostración. Una de ellas ha tenido lugar en las propias instalaciones de Circe en Zaragoza con un prototipo de aerogenerador de 4 kW de eje horizontal, mientras que otra se ha realizado en Choczewo, en Polonia, con un prototipo de aerogenerador de 2 kW de eje vertical.

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