No es raro ver paneles solares instalados en las casas. ¿Por qué no aerogeneradores?
El inventor Helmuth Geiser, de Fort Myers (Florida), pensó que se trataba de una cuestión interesante y, con ayuda del modelado paramétrico de Alibre Design, su empresa ofrece ahora una línea de aerogeneradores de pequeña potencia que no tiene nada que envidiar a la tecnología solar.
"Empecé a investigar la eficiencia y el precio de los sistemas de energía solar y eólica, y pronto descubrí que los sistemas fotovoltaicos eran muy caros en comparación con los eólicos. El coste instalado por kilovatio de los sistemas solares es unas 3 o 4 veces superior."
Las turbinas que vemos en los parques eólicos de las autopistas pueden producir de uno a siete megavatios. Financiadas y propiedad de las compañías eléctricas, estas turbinas de "megavatios" pueden ser tan grandes -y caras- como motores a reacción. Las turbinas más pequeñas, que generan entre 1 y 100 kilovatios, le parecieron a Geiser una forma de hacer más accesible la energía renovable a los particulares.
Geiser afirma que en Europa se está generalizando el uso de generadores de esta categoría de "viento pequeño". También en Estados Unidos las turbinas pequeñas tienen una larga historia, aunque se han limitado sobre todo a campos agrícolas u otras zonas remotas no fácilmente conectadas a la red eléctrica. Tradicionalmente, las turbinas bombeaban agua para el riego o el ganado o alimentaban torres de comunicaciones alejadas.
"Cuando empecé a investigar, descubrí que los pequeños productos eólicos existentes se basaban en tecnologías anticuadas, algunas de las cuales se remontaban a los años treinta. No tenían ni de lejos la eficiencia ni la fiabilidad que los convertirían en soluciones prácticas para la energía doméstica."
Geiser se propuso mejorar el diseño tradicional, introduciendo tres importantes innovaciones mecánicas. Ahora, Scaled Energy, una empresa fundada por Geiser y Syd Wells, ingeniero eléctrico, produce una nueva línea de productos que permiten a los propietarios producir electricidad gratis a partir del aire.
"Los productos de Scaled Energy aumentan la eficiencia en más de un 75% a un coste comparable al de los diseños de turbinas pequeñas existentes", afirma Geiser.
La mayor eficiencia también significa que el producto puede utilizarse en muchas más localidades, incluso en las que no se considerarían ventosas. "Otras turbinas pequeñas, por ejemplo, no pueden usarse en zonas designadas como zona de viento dos porque no generarían suficiente energía, pero con el producto de Scaled Energy sí".
Geiser realizó todos sus "retoques", así como el diseño de los ensamblajes finales de fabricación, en la aplicación de modelado paramétrico de Alibre Design. Geiser afirma que el programa fue decisivo para convertir una pregunta interesante en un negocio real de fabricación.
Además de crear ensamblajes virtuales, otros módulos, como Alibre Motion, permitieron a Geiser probar las piezas móviles con animación. Del mismo modo, Alibre CAM se utilizó para convertir sus diseños en trayectorias de corte de máquinas de precisión.
"Alibre Design ofrece una buena combinación de capacidad de software, facilidad de uso y, no menos importante, precio. Ya he recomendado Alibre a muchos amigos inventores de la Asociación de Inventores de Edison (EIA), y seguiré haciéndolo", afirma Geiser. "Mirando atrás, no creo que hubiera podido realizar este proyecto en tan poco tiempo sin Alibre Design, y con este tipo de precisión. Alibre Design hace más por menos, tanto en tiempo como en dinero".
¿De qué manera las tres grandes mejoras introducidas por Geiser en el diseño de las pequeñas turbinas las hacen aptas para el hogar?
En primer lugar, Geiser rediseñó el buje regulador del paso, el dispositivo que altera el ángulo de ataque de las palas para extraer la máxima potencia de la velocidad variable de los movimientos del aire. Los métodos antiguos se basan en el enrollamiento y el frenado para evitar la desintegración de la turbina cuando el viento sopla demasiado fuerte.
"Como las palas de estas turbinas antiguas tienen un paso fijo, sólo funcionan dentro de un margen muy pequeño de velocidad del viento", explica. En su lugar, Geiser creó un mecanismo más sofisticado, pero aún barato, que rige el buje sólo por la presión del aire sobre las palas, ampliando así la envolvente.
En segundo lugar, también se revisa el regulador de velocidad. Este mecanismo hace que la entrada de movimiento al generador sea más consistente. Geiser afirma que la entrada "directa" era el principal lastre para la eficiencia de las turbinas de la granja. Si se añaden palas de alto rendimiento, la turbina de Scaled Energy produce mucha más electricidad con la misma cantidad de viento.
Geiser también tuvo en cuenta los costes de instalación y mantenimiento. En un campo de labranza, se podría erigir un mástil alto y engorroso con la ayuda de maquinaria pesada. Los emplazamientos más urbanos no dispondrían del lujo del espacio abierto. "Así nació la idea del mástil plegable", explica Geiser. "Los propietarios pueden subir y bajar la turbina con el mástil extensible de accionamiento hidráulico. El mantenimiento del dispositivo también requiere menos mano de obra y es menos peligroso que los mástiles de soporte tradicionales."
La línea de productos más avanzada de Scaled Energy saldrá a la venta en breve. ¿Qué tal resulta la última versión en términos económicos?
Geiser calcula que una turbina de 10 kilovatios puede generar unos 500 dólares de electricidad al mes, según los precios de Florida, por lo que la mayoría de los compradores pueden amortizar la inversión en un sistema de 45.000 dólares en 7 años y medio, sin contar las desgravaciones fiscales.
"Con mejoras de eficiencia, durabilidad y facilidad de instalación, estas turbinas están haciendo del viento una fuente viable de energía alternativa".
