Uma nova investigação sobre Sistemas de Energia Eólica Aerotransportada, financiada por uma subvenção substancial do EPSRC, procura aproveitar a energia eólica de alta altitude utilizando drones, com o objetivo de superar desafios na estabilidade do sistema e aumentar a viabilidade comercial, apoiando os objetivos líquidos zero do Reino Unido. Imagem de um protótipo de drone Kitemill em ação. Crédito: Kitemill
Duc H. Nguyen recebeu financiamento para pesquisar Sistemas de Energia Eólica Aerotransportados, com o objetivo de melhorar sua segurança e eficiência para comercialização potencial e um papel significativo na obtenção de emissões líquidas zero no Reino Unido.
Os drones podem ser cruciais para alcançar os objetivos líquidos zero do Reino Unido através da recolha de energia eólica. Duc H. Nguyen, professor de Dinâmica e Controle de Voo na Universidade de Bristol, recebeu uma doação de £ 375.000 do Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC) para explorar ainda mais os Sistemas de Energia Eólica Aerotransportados (AWES).
Ao conectar um drone a uma estação terrestre, o AWES coleta energia eólica em altitudes mais elevadas do que as turbinas eólicas convencionais. O vento forte afasta o drone da estação terrestre, acionando o gerador e produzindo eletricidade.
Esta tecnologia pode beneficiar o setor energético do Reino Unido, reduzindo a sua pegada de carbono, proporcionando flexibilidade offshore e onshore e melhorando a capacidade de operar em áreas remotas.
Para gerar o máximo de potência, o AWES deve voar em padrões intrincados enquanto está sujeito a fortes forças aerodinâmicas. Este arranjo cria um sistema complexo com características de manuseio delicadas – um pequeno erro de cálculo pode fazer o drone cair no chão.
Este é o desafio que o Dr. Nguyen e os seus colaboradores esperam resolver durante este projeto. Ao melhorar a segurança e a eficiência do AWES, ele espera que o projeto abra caminho para a comercialização do AWES.
Potencial e armadilhas do AWES
Dr. Nguyen, da Escola de Engenharia Civil, Aeroespacial e de Design, explicou: “A energia eólica aérea tem um enorme potencial e prevê-se que gere 70 mil milhões de euros por ano em electricidade até 2050. No entanto, ainda é uma tecnologia emergente. Em muitos casos, foi feita uma compensação: novos projetos foram rapidamente implementados em voos de teste antes que as suas características de voo fossem totalmente compreendidas. Isto impediu que muitos protótipos do AWES atingissem plena capacidade de operação, levando ao encerramento antecipado do programa e dificultando a comercialização. Este projeto procura enfrentar este desafio através do uso de métodos de bifurcação e continuação.”
Duc Nguyen com os fundadores da Kitemill, Jon Gjerde (à esquerda) e Thomas Hårklau (à direita), na conferência Airborne Wind Energy 2024. Crédito: Kitemill/Dr. Duc Nguyen
Essas técnicas numéricas têm sido usadas com sucesso em estudos dinâmicos de aeronaves para prever comportamentos perigosos, como oscilação, vibração e rotação induzidas pelo piloto.
Nguyen concluiu: “Ao substituir as técnicas existentes por métodos de bifurcação, o AWES pode obter economias de custos significativas e melhorar o desempenho que acabará por aproximar esta tecnologia da comercialização”.
Além do financiamento do EPSRC, o projeto também beneficia de colaborações com dois players líderes do setor, a startup norueguesa Kitemill e a Universidade Carlos III de Madrid.
Thomas Hårklau, cofundador e CEO da Kitemill, acrescentou: “O início e o financiamento bem-sucedido deste projeto AWES são um desenvolvimento importante no setor de energia renovável. A tecnologia AWES, com a sua excepcional eficiência de materiais e maiores rendimentos energéticos, tem potencial para se tornar uma força dominante na indústria energética. Estamos entusiasmados em colaborar com Duc Nguyen e a Universidade de Bristol nesta iniciativa. Este projecto não só avança a missão de zero emissões líquidas do Reino Unido, mas também assegura a competência britânica neste sector emergente. Juntos, pretendemos enfrentar os desafios atuais e preparar o caminho para a comercialização do AWES.”
