Pipas movimentam gerador eólico sobre trilhos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/11/2012

O projeto-piloto do gerador eólico usa uma linha linear de trilhos de 400 metros, mas o projeto final prevê um circuito em loop, onde o gerador possa funcionar continuamente, controlado por computador.
[Imagem: IPA]

Energia cinética

Desde que as pipas começaram a ser testadas para ajudar a impulsionar navios, algumas combinações bem estranhas passaram a ser vistas com mais naturalidade pelos engenheiros.

A última ideia é combinar pipas e trens para criar uma nova forma de aproveitar a energia eólica.

O princípio é o mesmo dos esportes aquáticos, em que o surfista usa uma espécie de pára-quedas para impulsionar sua prancha.

No gerador a pipa, a energia cinética da pipa será convertida em eletricidade por um gerador móvel, girando continuamente em um circuito fechado de trilhos.

Gerador eólico sobre trilhos

O conceito está sendo testado em um projeto-piloto coordenado pelo Dr. Joachim Montnacher, do Instituto de Engenharia Industrial e Automação, em Stuttgart, na Alemanha.

Segundo ele, um gerador sobre trilhos, acionado por uma pipa, tem duas vantagens importantes em relação às atuais turbinas eólicas.

A primeira é que o sistema é mais barato, mais simples de construir e instalar, e mais fácil de manter.

Mas a principal vantagem é que as pipas podem aproveitar os ventos de altitude, muito mais fortes do que os ventos superficiais que impulsionam as turbinas eólicas.

A uma altitude de 10 metros, a probabilidade de que os ventos alcancem 5 metros por segundo (m/s) é de 35%. A 500 metros, a altitude em que as pipas deverão voar, chance sobre para 70%.

Potencial eólico global é calculado em termos realistas

Mas o ganho em energia é muito maior.

"O rendimento energético de uma pipa supera largamente o de uma turbina eólica, que roda a uma altitude máxima de 200 metros. Dobrar a velocidade do vento resulta em 8 vezes mais energia," explica Montnacher.

"Dependendo das condições de vento, 8 pipas ocupando uma área superficial de até 300 metros quadrados podem equivaler a 20 turbinas eólicas convencionais de 1 megawatt cada uma," calcula ele.

Circuito fechado

O piloto do sistema usa uma linha linear de trilhos de 400 metros, mas o projeto final prevê um circuito em loop, onde o gerador possa funcionar continuamente, controlado por computador - o piloto usa um sistema de controle remoto.

Um sistema de sensores horizontais e verticais e um sensor de força, localizados em cada cabo de ancoragem das pipas, garante um controle preciso das pipas conforme elas seguem um voo em formato de oito ou de onda senoidal.

Esse padrão de voo gera um empuxo de até 10 kilonewtons por pipa, o que significa que uma pipa de 20 metros quadrados tem a capacidade para puxar 1 tonelada.

"De acordo com nossas simulações, poderemos usar um total de 24 pipas para gerar 120 gigawatts-hora por ano (GWh/ano). Para colocar isso em perspectiva, veja que uma turbina de vento de 2 megawatts produz cerca de 4 GWh/ano. Assim, um único sistema trem-pipa poderá substituir 30 turbinas de 2 megawatts e abastecer cerca de 30.000 casas," afirmou Guido Lutsch, membro da equipe.

O projeto já conseguiu a parceria de investidores privados, que financiarão a construção do primeiro sistema completo, já com os trilhos em circuito fechado e o controle automatizado.