Máquinas de viento de gran altitud podrían generar electricidad para la ciudad de Nueva York

Por Alexis Madrigal

15 de junio de 2009

El viento que sopla por las calles de Manhattan no podría iluminar la ciudad, pero máquinas de viento situadas a miles de pies por encima de la ciudad teóricamente lo podrían hacer.

El primer estudio riguroso mundial de energía eólica a gran altura estima que hay suficiente energía eólica, a una altura de alrededor de 1.600 a 40.000 pies para satisfacer un centenar de veces la demanda mundial de electricidad.

Los mejores sitios en tierra tienen una densidad de energía eólica de menos de 1 kilovatio por metro cuadrado por área barrida. Cerca de la corriente en chorro por encima de Nueva York, la densidad de energía eólica puede llegar a 16 kilovatios por metro cuadrado. El aire allí es un vasto reservorio potencial de energía, si se puede superar su intermitencia.

Todavía mejor, los mejores recursos de energía eólica a gran altura coinciden con zonas altamente pobladas incluyendo el litoral oriental de América del Norte y la costa china.

«El recurso es realmente fenomenal», dijo Cristina Archer de Cal State University-Chico, que es co-autora de un documento sobre el trabajo publicado en la revista de acceso abierto Energies. «Hay una gran cantidad de energía allí, pero no es tan estable como pensamos. No va a ser la bala de plata que va a resolver todos nuestros problemas de energía, pero tendrá un papel».

Durante siglos, hemos estado utilizando combustibles fósiles de alta densidad, pero el declive de los suministros de petróleo y cuestiones ambientales han dado nueva vida a las tecnologías verdes. Desafortunadamente, la energía renovable es generalmente difusa, lo que significa que se necesita cubrir una gran área para obtener la energía que usted desea. Por lo tanto, los ingenieros buscan recursos renovables tan densos como sea posible. En este sentido, el viento a gran altura se ve muy prometedor.

«Podríamos ampliar la aplicación del poder (del viento) a las alturas de las nubes, por medio de papalotes», tecnólogo utópico John Etzler, 1833

El poder del viento – la energía que puede ser usada para hacer trabajo como girar imanes para generar electricidad – varía con el cubo de su velocidad. Por lo tanto, un pequeño aumento en la velocidad del viento puede provocar un gran aumento de la cantidad de energía mecánica puede producir. A gran altura el viento sopla rápido, se distribuye muy bien en todo el mundo, y es más fácil de predecir que el viento terrestre.

Estas propiedades han llevado a los inventores y científicos a emitir sus esperanzas hacia arriba, donde desde hace mucho tiempo se sabe que hay fuertes vientos, como el sueño de Etzler. Durante la crisis energética de la década de 1970, cuando emergieron toda clase de ideas de nuevas energías, los ingenieros y diseñadores patentaron varios diseños para aprovechar el viento a miles de pies.

Los dos principales marcos de diseño todavía con nosotros hoy. El primero es esencialmente una planta de energía en el cielo, generando electricidad y enviándola a la Tierra a través de un conductor. El segundo es más como una cometa, que transmite la energía mecánica a la tierra, donde los generadores a su vez la transforman en electricidad. En teoría, ambos enfoques pueden trabajar, pero no se ha realizado ninguna evaluación rigurosa de estas tecnologías.

El Departamento de Energía tenía un pequeño programa de viento a gran altura, el cual produjo algunos de los primeros datos fiables sobre las cualidades del viento en esa zona, pero se canceló cuando los precios de la energía se redujeron en la década de los 1980 y la era de Reagan y los funcionarios del DOE dirigieron los fondos a otros lugares.

El programa no se ha reiniciado, a pesar de la creciente atención a las energías renovables, pero eso no es porque se considere mala idea. Más bien, es vista como demasiado lejana en el horizonte.

«En estos días estamos muy encaminados a cosas que podemos comercializar con bastante rapidez, como en los próximos 10 años, más o menos», dijo el portavoz del National Renewable Energy Laboratory George Douglas.

Pioneros como KiteGen, Sky Windpower, Magenn, y Makani (con fondos secretos de Google) han entrado en el espacio durante los últimos años, y parece que estarán trabajando en plazos mucho más cortos.

«No estamos lejos de que los prototipos funcionen», dijo Archer, aunque señaló que las empresas son increíblemente reservadas sobre los datos de sus ensayos.

El CFO de Magenn Barry Monette dijo que espera «las primeras ganancias» el próximo año cuando se vendan «de dos a cuatro» prototipos de su máquina dirigible, que funcionará en mucho menor altura.

«Nosotros pensamos que vamos a ser los primeros (en el mercado), a menos que algo suceda», dijo Monette.

A largo plazo, sería difícil tratar de generar electricidad para ciudades enteras con máquinas de este tipo, en gran parte debido a que incluso en los mejores lugares, el viento puede fallar al menos el 5 por ciento del tiempo.

«Esto significa que usted necesita, ya energía de respaldo, gran cantidad de almacenamiento de energía, o una red continental, o incluso a escala mundial de suministro eléctrico para asegurar la disponibilidad de energía», dijo el co-autor Ken Caldeira, un ecólogo en la Universidad de Stanford. «Así, en última instancia, mientras el viento a gran altura puede demostrar ser una importante fuente de energía, requiere de importante infraestructura».

Para ver los distintos diseños de las diversas máquinas de viento de gran altitud, haga clic en las imágenes y vídeos en las páginas siguientes.

http://www.wired.com/wiredscience/2009/06/highaltitudewindpower/