La energía del viento del aire ( Airborne Wind Energy , AWE English) se refiere a la energía del viento en altitudes que no son accesibles para los sistemas eólicos convencionales sostenidos por un mástil ( viento , vela ) y técnicas de recuperación de energía cinética de masas de aire que se mueven con respecto a el terreno. Su funcionamiento ya era considerado por John Etzler en 1833, pero no fue hasta principios del XXI ° siglo que la viabilidad se ha demostrado. Numerosos proyectos han visto la luz, ya sea para propulsión ( marítima , terrestre o incluso aérea) o para la producción de electricidad. Recuperar la energía del viento en altura es interesante porque:
El uso de aerogeneradores convencionales es teóricamente posible, pero muestra sus límites, debido a los costes asociados a la construcción del mástil rígido y las cimentaciones que garantizan la estabilidad de este mástil. Para ir más alto, debes usar dispositivos voladores (o aerotransportados).
Se ha elaborado un atlas de recursos para todo el mundo. Es primero la energía de los vientos troposféricos ( corriente en chorro ) lo que atrajo la atención. Hay varios artículos científicos importantes sobre este tema. Archer & Caldeira estiman que las corrientes en chorro pueden generar 1.700 TW y que la operación tendría un impacto insignificante en el clima. En contraste, Miller, Gans y Kleidon estiman la energía en solo 7.5 TW y creen que su operación tendría un impacto climático catastrófico.
Benjamin Franklin ya utilizaba la tracción de cometas, pero es sobre todo Georges Pocock quien se conoce como pionero en la tracción de vehículos gracias a la energía del fuerte viento.
Se han imaginado muchos sistemas y algunos se han desarrollado para recuperar la energía del viento en altura. Generalmente se derivan de cometas , planeadores , globos .
Una vez que la energía cinética se transforma en energía mecánica, se puede utilizar directamente para la tracción o para la producción de electricidad.
Actualmente se están considerando diferentes sistemas. Los sistemas más ligeros que el aire tienen el interés de permanecer en el aire sin suministro de energía en ausencia de viento. Los sistemas más pesados que el aire requieren un suministro de energía para permanecer en el aire cuando el viento amaina.
Generalmente se usa un cable para retener la parte voladora y transmitir la energía hacia la tierra, pero los proyectos futuristas también proponen almacenar la energía, y traerla periódicamente hacia la tierra, o transmitirla por ondas. Dado que las soluciones de almacenamiento de energía son actualmente relativamente engorrosas, esto difícilmente parece factible en un futuro próximo. Una segunda solución sería utilizar ondas, por ejemplo reteniendo la parte voladora gracias a un campo gravitacional o electromagnético. Dado el campo de gravedad de la Tierra, esto solo sería posible con una ceñida vertical poco frecuente. También es poco probable el uso de un campo electromagnético. Por lo tanto, los dispositivos considerados a continuación están conectados mediante un cable que permite anclar el sistema al suelo.
El sistema se puede utilizar directamente para transferir energía cinética del aire a un sólido ( barco , vehículo rodante o incluso avión, por ejemplo, en el caso de los Jetstreams de BAE Systems ). El sistema también se puede utilizar para generar electricidad, que luego se puede transportar a diferentes consumidores a través de la red eléctrica .
El generador aéreo tiene la ventaja de no requerir transmisión mecánica. Sin embargo, requiere un sistema para transferir energía eléctrica al suelo. Un cable eléctrico es la solución más simple, pero también se pueden considerar soluciones inalámbricas o soluciones de almacenamiento.
En el caso de un generador en tierra, se consideran diferentes modos de transmisión mecánica, voltaje alterno en el cable, bucle, torsión del cable.
Por lo tanto, un sistema de este tipo es generalmente cautivo, pero con tres grados de libertad. La estabilidad se puede lograr de forma pasiva a través de formas aerodinámicas o de forma activa. El control activo puede ser realizado por un operador o automáticamente, utilizando actuadores (en tierra o embarcados) controlados por una computadora a partir de datos de sensores (en tierra o embarcados). Esta unidad de dirección se llama "Unidad de dirección de cometa" (KSU). Un término más general es "Kite Control Unit" (KCU) si la gestión de las longitudes de las líneas también es posible.