À medida que as companhias petrolíferas se aprofundam cada vez mais para satisfazer a sede mundial de combustível, uma nova onda de empreendedores de energia limpa também está em busca de fontes - mas na direção oposta.
Isso porque, à medida que você sobe, o atrito do solo diminui, dando lugar a ventos cada vez mais fortes; em altitudes extremas, variando entre 20.000 e 50.000 pés, dependendo da sua localização, você entra no que é chamado de corrente de jato, uma massa rodopiante de ar com ventos de até 100 milhas por hora. À medida que a velocidade do vento duplica, o suprimento potencial de energia cresce oito vezes, de modo que essas correntes de ar ao longo dos limites externos da atmosfera da Terra podem ser vistas como uma espécie de vasto tesouro de energia renovável. De fato, uma análise publicada na revista Energies concluiu que "a energia eólica total nos jatos é aproximadamente 100 vezes a demanda global de energia".
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Embora a idéia de explorar o jato todo-poderoso pareça estar fora de alcance, pelo menos por enquanto, um punhado de start-ups de energia eólica está em uma corrida para desenvolver tecnologias que eles esperam um dia aproveitar a energia encontrada em condições mais modestas. altitudes. Entre eles está Altaeros Energies, que recentemente anunciou planos para elevar uma turbina eólica transportada pelo ar a uma altitude sem precedentes de 1.000 pés acima de um local remoto no Alasca. Ao longo de 18 meses, seu protótipo de Turbina Aerotransportada Flutuante (BAT) fornecerá energia para cerca de uma dúzia de residências fora da rede.
Embora nenhuma data de início tenha sido definida para o projeto, o piloto está programado para começar assim que a empresa concluir o processo de licenciamento, diz o co-fundador da Altaeros Energies, Adam Rein.
"Lugares como o Alasca são perfeitos para esses sistemas que desenvolvemos", diz Rein. "Nestes locais, você tem condições de frio rigoroso onde o solo está congelado, o que dificulta a instalação de turbinas regulares. Se pudermos demonstrar que a [BAT] pode funcionar no Alasca, ela pode funcionar em qualquer lugar por mais ou menos o mesmo custo de instalar outras turbinas ".
Embora a ideia de criar geradores de energia a ar tenha surgido há algum tempo, é apenas recentemente que as empresas montaram protótipos com o objetivo de produzir algo comercialmente viável. Estes incluem conceitos como a turbina Laddermill, que consiste em um loop rotativo de "power kites" e o Magenn Air Rotor System, um rotor gigante cheio de hélio que seus inventores descreveram como um "balão giratório da Goodyear". Mas até agora Só o Altaeros, sediado em Boston, conseguiu obter financiamento para um teste: o projeto piloto é subsidiado em parte pela Autoridade de Energia do Alasca, que concedeu à empresa uma doação de US $ 1, 3 milhão para determinar a viabilidade de expandir a tecnologia. outras regiões isoladas.
De longe, o BAT se parece um pouco com um enorme donut, exceto por uma turbina de eixo horizontal de três lâminas no centro. Com quatro alhetas salientes para estabilidade, o invólucro externo cheio de hélio, feito de um tecido altamente durável, é preso a três amarras de alta resistência à tração que seguram a turbina firmemente no lugar.
Uma vez que o BAT é suspenso, um sistema de sensor a bordo permite que a turbina opere de forma autônoma, mesmo mudando sua posição para colher mais energia eólica ou atracar sempre que detecta uma forte tempestade. A energia é transferida para uma estação de energia no solo, onde uma interface distribui energia para uma microrrede ou conexão de rede.
No total, a BAT é capaz de fornecer de duas a três vezes a quantidade de energia produzida pelas torres convencionais, diz Rein. A turbina inflável também é equipada com um sistema de ventilação de emergência que permite que os gases sejam liberados gradualmente, caso a estrutura precise ser trazida de volta ao nível do solo. O monitoramento seria feito remotamente; especialistas seriam implantados apenas periodicamente para completar o hélio perdido.
Altaeros espera que os dados coletados durante o piloto de 18 meses possam ser usados para projetar unidades de turbinas comerciais para nichos de mercado, incluindo bases militares remotas e zonas de desastre.
Para que não pareça bom demais para ser verdade, ainda há a questão do custo. A 18 centavos de dólar por quilowatt / hora, os custos anuais de energia da BAT ainda são altos demais para a maioria dos principais mercados da América, onde o consumidor médio paga cerca de 13, 4 centavos de dólar por quilowatt / hora.
Mas para as comunidades localizadas fora da rede elétrica principal, as turbinas eólicas aéreas oferecem uma alternativa atraente, embora extrema. Residentes do Alasca que vivem nessas comunidades rurais distantes às vezes pagam até um dólar por quilowatt-hora por combustível de diesel importado alojado em tanques de armazenamento próximos.
Projetos concorrentes, como a turbina da asa voadora da Makani, podem produzir energia a um custo muito menor, diz Rein, pelo menos no momento. Como forma de impulsionar o apelo principal da tecnologia, ele diz que a empresa optou por utilizar a tecnologia de sustentação mais cara, mas estabelecida, usada para implantar o Aerostat - usado no icônico dirigível Good Year - como forma de aumentar sua confiabilidade. (O dirigível afirma ser capaz de suportar ventos com força de furacão e queda de raios).
"É seguro e confiável", diz Rein. "Ninguém nunca se preocupa que um dirigível durante um evento esportivo caia no estádio".
Além da segurança, Rein diz que outra vantagem da invenção de sua empresa é que, diferentemente das turbinas de torre, as estruturas infláveis podem ser transportadas dentro de pequenos contêineres, facilitando a implantação em um dia sem a necessidade de guindastes e outros equipamentos pesados. Dispositivos adicionais, como dispositivos de comunicação sem fio, também podem ser montados para fornecer outras mercadorias, como o WiFi. Mas a empresa não tentará, pelo menos no futuro próximo, fazer uma jogada nos principais mercados.
"Você não verá o BAT sentado acima do Empire State Building", diz ele. "Há muitas preocupações da comunidade nessas áreas. Então, nesse sentido, não estamos tentando substituir as turbinas tradicionais, mas expandir o acesso à energia limpa para onde ela normalmente não é tecnologicamente viável."
