Entenda como é possível gerar energia eólica por meio de pipas gigantes

Conheça a tecnologia que gera energia eólica por meio do uso combinado de uma pipa com um sistema de controle automático

Pipa eólica da Sky Sails

energia eólica é uma das grandes alternativas para a substituição das fontes de energia fósseis, como o petróleo, que ainda é uma forma energética ainda muito utilizada no mundo. O uso da energia gerada por meio da transformação da força do vento, limpa e renovável, cresceu muito nos últimos anos e, além das conhecidas turbinas eólicas, várias empresas já investem na criação de recursos como pipas gigantes que captam a potência eólica.

Energia usando pipas?

A indústria de transportes marítimos é responsável por cerca de 90% do transporte de cargas, emitindo grandes quantidades de CO2. Essas emissões têm contribuído para a intensificação do efeito estufa e de mudanças climáticas, chegando a níveis alarmantes. Pensando nisso, o inventor alemão Stephen Wrage desenvolveu uma pipa gigante conectada por uma fibra sintética que serve para impulsionar navios de carga, grandes iates e embarcações de pesca por energia eólica, levando-os até o destino desejado.

Essa tecnologia pode parecer uma volta ao passado, quando as viagens marítimas dependiam exclusivamente do vento para sua propulsão, mas ela atende a uma necessidade moderna: a redução da geração de gás carbônico e do consumo de energia não-renovável. O produto combina um recurso abundante e sem custo, o vento, com uma tecnologia moderna, reduzindo as emissões de carbono, os custos de transporte e economizando combustível.

Com base nesta tecnologia, a SkySails desenvolveu os sistemas de energia eólica de alta altitude para uso em escala industrial. A chave para isso é a pipa gigante com controle automatizado, que permite aproveitar as maiores velocidades dos ventos de grande atitude. O sistema não dispensa totalmente os motores, porém gera uma potência similar a das asas de um avião de passageiros a jato. Um navio a vela convencional teria que possuir velas 50 vezes maiores para chegar à potência da pipa gigante. Voando de 100 a 300 metros acima dos navios cargueiros, o sistema gera de cinco a 25 vezes mais energia do que uma vela convencional e não ocupa muito espaço no convés, podendo ser acoplado a quase todos os navios de carga.

O primeiro navio a ser construído para usar o sistema e modelo de produção foi o MS Beluga SkySails. Lançado em 17 de dezembro de 2007, o navio possuía 132 metros de largura e pesava 10 mil toneladas, sendo equipado com uma pipa de 160 metros quadrados. Em janeiro de 2008, o navio partiu do norte da Alemanha para a Venezuela, indo depois para os Estados Unidos e completando sua jornada na Noruega, em março de 2008. Enquanto a pipa estava em uso, o navio economizou de 10% a 15% de combustível, deixando de gastar de US$ 1.000 US$ 1.500 por dia.

Como funciona o sistema para geração da energia eólica

Embora pareça simples, a tecnologia por trás da ideia é bem rebuscada. A vela é produzida artesanalmente com um tecido semelhante ao do paraquedas, bem leve e resistente, e, para manter o funcionamento da pipa, há uma corda de fibra sintética 15 vezes mais forte que o aço ligando o instrumento ao cargueiro.

O sistema de propulsão para a geração de energia eólica da SkySails é formado por essa pipa gigante, por um sistema de controle eletrônico para a pipa e por um sistema automático para retrair a pipa. O computador é usado para guiar a pipa, otimizando o trajeto a ser percorrido a cada dez segundos e fazendo com que ela se movimente para que permaneça ganhando velocidade.

Há uma única linha que percorre a distância total da pipa ao navio, com as linhas de freio correndo da pipa ao sistema de controle. A energia para o sistema é fornecida por cabos incorporados nessa linha. A mesma linha também carrega comandos para o sistema de controle do navio.

A pipa é lançada e recuperada por um mastro ou braço animado, que agarra a pipa pela sua linha de frente. O mastro também infla e desinfla a pipa. Quando não estiver em uso, o mastro e a pipa desinflada se afastam.

Economia gerada pelo uso do sistema

Um navio convencional que utiliza um sistema como o da SkySails queima menos combustível e tem dois métodos de propulsão, tornando-se um tipo de veículo híbrido. A propulsão por meio da tração de energia eólica de alta altitude, gerada pelas pipas gigantes, evita a emissões de até 100 milhões de toneladas de carbono a cada ano, de acordo com a Organização Marítima Internacional.

Embora a companhia seja tecnicamente bem sucedida, no início ela teve dificuldades econômicas para a venda de seu produto. Um problema estrutural retardou o processo de venda: os proprietários dos navios (que têm que fazer o investimento) muitas vezes não pagam o combustível. Os custos do combustível ficam com o remetente, que, em muitos casos, não freta o navio por tempo suficiente para que o custo da implantação da tecnologia se reverta em vantagem financeira por meio do menor custo de combustível e de emissão de dióxido de carbono. A falta de regulamentação para as emissões de carbono do transporte e os baixos preços dos combustíveis aumentam essas dificuldades.

Continuidade das inovações

Em 2010, o catamarã de emissão zero Race for Water tornou-se famoso por circunavegar o mundo sendo alimentado por energia solar. Atualmente, esse catamarã usa placas de energia solar, a inovação do sistema de propulsão feito pelo SkySails Yacht, e também por um sistema de armazenamento de hidrogênio feito pela Swiss Hydrogen, formando o coração do Race for Water Foundation – organização dedicada à preservação da água.

O engenheiro-chefe Martin Gavériaux explica que, quando a pipa puxa o barco, as hélices começam naturalmente a girar. Esse movimento produz energia eólica que pode ser armazenada em baterias, produzindo hidrogênio.

O sistema da pipa completa o sistema de propulsão autossuficiente do navio, fazendo desta navegação uma das mais ecológicas e sustentáveis possíveis. Race for Water é a prova de que existem soluções concretas para preservar o oceano, incentivando também outras pesquisas, como a do possível uso de resíduos plásticos para gerar energia para os navios.

Veja a seguir dois vídeos sobre as tecnologias desenvolvidas pela SkySails:

Um vídeo sobre a SkySails (legenda em português).

Fonte: eCycle

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