Hace tiempo que la empresa alemana Kitekraft trabaja en el desarrollo de un sistema alternativo para generar electricidad de forma sostenible basado en el funcionamiento de las cometas tradicionales. Se trata de un tipo de energía aerotransportada muy prometedor, por ejemplo, para zonas alejadas de la red eléctrica.
Por su tamaño y características, esta especie de novedosas ‘turbinas eólicas voladoras’, son mucho más baratas de fabricar que las tradicionales, más fáciles de transportar y reparar y además tienen una huella de carbono casi inexistente.
La cara B, es que al ser una tecnología en pleno desarrollo, estas cometas del futuro presentan algunos desafíos importantes.
Cómo funciona la energía eólica ‘de altos vuelos’
Los sistemas de generación de energía aerotransportada (AWES, por sus siglas en inglés) son una nueva tecnología para producir energía eléctrica a partir del viento. En ellos, la costosa torre de los aerogeneradores convencionales es sustituida por un cable y, sus palas, por una aeronave que puede ser una cometa flexible o un dron gigante.
Fundamentalmente son de dos tipos: los ‘sistemas de generación en tierra’ y los ‘sistemas de energía aerotransportada’.
En los llamados ‘sistemas de generación en tierra’, la fuerza del cable se usa para mover un generador eléctrico instalado en la superficie (tecnología que emplea la compañía Makani) mientras que, en los ‘sistemas de generación en vuelo’, la energía eléctrica es producida por un aerogenerador embarcado en la aeronave y transmitida a tierra por el propio cable.
En ambos casos, el resultado es un sistema con un menor coste de instalación y materiales que puede operar a grandes altitudes(por encima de 500 metros), donde el viento es más intenso y menos intermitente. También presentan un menor impacto visual y mayor facilidad de transporte, lo que permite generar energía en lugares remotos de difícil acceso.
En el caso de las cometas de Kitekraft, hablamos de una tecnología que se englobaría en los ‘sistemas de generación en vuelo’. Estos dispositivos están formados por una estructura ligera, ocho motores, rotores de fibra de carbono y un cable.
Los motores de la cometa impulsan el aparato durante el despegue y el aterrizaje, pero además, se utilizan como generadores de energía durante el vuelo. La energía que genera la cometa mientras vuela “haciendo ochos” se transmite mediante a una estación terrestre, que puede almacenarla o distribuirla directamente a la red. Una unidad de control estabiliza la cometa.
"La cometa es esencialmente un multicóptero atado a un cable", explica el director ejecutivo de la stat-up alemana, Florian Bauer. Las cometas de Kitekraft están aún en fase de prototipo, pero algún día podría ofrecer energía alternativa a las personas que viven en lugares remotos alejados de la red, o apoyar con energía eólica a lugares donde es imposible erigir torres de viento.
Kitekraft también podría desempeñar un papel en las regiones desérticas para crear microrredes eficientes. También es interesante la posibilidad de utilizar este tipo de tecnología en alta mar, pues en teoría con una estación flotante -en forma de boya, por ejemplo- sería suficiente.
A diferencia de las torres eólicas fijas, que requieren instalaciones de hormigón y acero, los aerogeneradores voladores de gran altura tienen una conexión ligera y una estación de tierra minúscula, que requiere un 90% menos de material que los tradicionales.
En este sentido, según un estudio de Airborne Wind Europe, un parque eólico de 50 megavatios son sistemas de este tipo utilizaría 913 toneladas de material en 20 años, frente a las 2.868 toneladas de un parque de torres eólicas tradicional.
En cuanto a la huella de carbono, las cometas de Kitekraft están hechas principalmente de aluminio, que es un material fácilmente reciclable. En cambio, los parques eólicos comunes utilizan materiales como el acero y el plástico reforzado con fibra de carbono o el vidrio, que son más difíciles de reciclar.
Dadas las ventajas, parece este sistema podría sustituir a los aerogeneradores tradicionales en muchos casos, aunque siempre hay ‘un pero’ pues aunque se necesite menos material parar producir este tipo de aerogeneradores, eso no significa que sean fáciles de producir a gran escala: para ello se requiere tecnología punta, y esto a su vez requiere una inversión importante.
Parece que en Kitekraft ya están en ello, pues según Florian Bauer ya están en contacto “con muchos clientes potenciales, que se han dado cuenta del potencial económico y ecológico de este sistema”. El CEO también pretende convencer “a comunidades que hoy se oponen a la instalación de energía eólica tradicional”.
Por el momento, aún tienen mejoras que hacer en su prototipo, empezando por ganar altura de vuelo, pues las cometas de Kitekraft alcanzan una altura máxima de 300 m, lo que no alcanza a los sistemas de generación en vuelo 'estrictos' por definición.
Aunque los prototipos han demostrado funcionar bien en las pruebas (incluso a muy baja altura para evitar los posibles daños por huracanes) todavía no han conseguido elevar el listón, ya que por encima del umbral de los 300 m los vientos son muy fuertes: construir cometas más grandes y con más potencia presenta riesgos que deben evaluarse con mucho cuidado.
Entre los objetivos de la compañía alemana se encuentra lanzar en 2024 una cometa de 100 kW con una envergadura de 10 m. “Si todo va bien, ampliaremos el tamaño: la próxima cometa de gran altura tendrá 500 kW de potencia y una envergadura de 20 m. Duplicar el ala no sería simplemente duplicar la potencia, sino quintuplicarla”, apunta Bauer.
Para él, la lucha contra el cambio climático es un asunto personal que empezó en sus años de colegio.
En una entrevista dijo que ver el documental de Al Gore 'Una verdad incómoda' junto a sus compañeros de clase, fue el detonante que “le motivó e inspiró para dedicarse a las energías renovables como ingeniero”. En la actualidad, Bauer trabaja junto a André Frirdich, Christoph Drexler y Max Isensee “para cambiar el rumbo de la energía eólica renovable”.
Una tecnología en plena expansión
La investigación y creación de empresas relacionadas con la generación de energía con cometas y drones a gran altura –es decir, por encima de los 500 metros– está experimentando un importante crecimiento en los últimos años gracias al apoyo financiero, entre otros, de organismos como la Comisión Europea y de empresas privadas.
Aunque la tecnología de los aerogeneradores aéreos está todavía en sus primeras fases, en la actualidad, hay al menos 10 empresas punteras en Europa y EEUU que trabajan en el desarrollo de este tipo de prototipos para producir electricidad.
En España, las investigaciones pioneras en este campo más relevantes las firma la Universidad Carlos III de Madrid, que ya en 2015 puso en marcha el proyecto ‘GreenKite’ gracias a una Beca Leonardo de la Fundación BBVA.
“En el proyecto se está llevando a cabo una interesante transferencia de tecnología y conocimiento desde el mundo de la aviación. Desde los métodos de ensayos en vuelo al de la energía aerotransportada”, apunta Ricardo Borobia Moreno, uno de los responsables.
La Asociación Internacional de la Energía (AIE) afirma que para cumplir los objetivos de emisiones para 2050 del Acuerdo de París, casi dos tercios de la producción mundial de energía deben ser renovables para 2030. La energía eólica desempeñará un papel fundamental, pues podría multiplicarse por 11 de aquí a 2050.
Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la capacidad mundial instalada de parques eólicos terrestres y marinos se ha multiplicado casi por 100 en los últimos 20 años, pasando de 7,5 GW en 1997 a 743 GW en 2020, con 93 GW de nueva capacidad instalada sólo en 2020: un aumento interanual del 53 %.
El coste de la energía eólica ha descendido alrededor de un 40% en la última década, y se espera que siga bajando a medida que crezca la demanda de fuentes de energía más limpias.
La reducción de los costes podría hacer que las energías renovables fueran aún más asequibles, y ahí es donde entran los sistemas de generación de energía aerotransportada. Veremos si esta energía eólica "de altos vuelos " consigue despegar.
