Nueva energía eólica sin aspas VORTEX
Innovadora startup tecnológica, donde la creatividad y futuro seguro
La tecnología no utiliza palas, obteniendo energía del viento a través de la oscilación sin necesitar engranajes, frenos ni aceite. Su diseño lo convierte en una buena alternativa para una generación in-situ más ecológica.
Vortex Bladeless es una forma alternativa e innovadora de aprovechar la energía del viento, con características radicalmente diferentes a la generación de energía eólica convencional.
// Fundamentos de la idea
Vortex Bladeless está desarrollando un aerogenerador basado en la resonancia aeroelástica. Aprovecha la energía eólica por medio del fenómeno de aparición de vórtices llamado Vortex Shedding. Básicamente, la eólica sin palas consiste en un cilindro fijo vertical sobre una varilla elástica que se empotra en el suelo. El cilindro oscila en un rango de velocidad de viento, que posteriormente transforma la energía mecánica en electricidad mediante un alternador. En otras palabras, es una turbina eólica que no es una turbina en realidad.
Los aerogeneradores por vorticidad se asemejan más a los paneles solares que a los aerogeneradores convencionales si atendemos a algunas de sus características y su rentabilidad.
- INTEGRACIÓN CON OTROS SISTEMAS
Fácil de instalar y desmontar en caso de necesidad. Diseño modular, combínelo con otros Vortex y paneles solares, trabajando en red o fuera de ella.
- ESCALABILIDAD
La escalabilidad hace que los dispositivos pequeños sean perfectos para la generación in situ. Los dispositivos grandes podrían instalarse más juntos que los aerogeneradores convencionales.
- ENERGÍA LIMPIA Y EFICIENTE
La tecnología Vortex recolecta energía de un fluido cuando pasa a través de un área barrida por nuestros dispositivos cuando estos oscilan, con motivo de un efecto de resonancia aeroelástica.
- REDUCCIÓN DE COSTES
Sin engranajes ni rodamientos que puedan romperse o degradarse. Sin necesidad de lubricantes. Vortex reduce drásticamente los costos de fabricación, operación y mantenimiento.
- RESPETUOSO CON EL MEDIO AMBIENTE
Reducción significativa de la huella de carbono con respecto a otras tecnologías convencionales. Sin necesidad de lubricantes ni sus negativos efectos. Silencioso e inofensivo para las aves.
- INTEGRACIÓN CON OTROS SISTEMAS
Fácil de instalar y desmontar en caso de necesidad. Diseño modular, combínelo con otros Vortex y paneles solares, trabajando en red o fuera de ella.
- ESCALABILIDAD
La escalabilidad de Vortex hace que los dispositivos pequeños sean perfectos para la generación in situ. Los dispositivos grandes podrían instalarse más juntos que los aerogeneradores convencionales.
- ¡EN DESARROLLO!
Los dispositivos Vortex aún no están a la venta. ¡Las cosas buenas necesitan su tiempo!
LA IDEA TRAS LA TECNOLOGÍA //
Vortex Bladeless es una startup tecnológica. Estamos desarrollando un generador eólico respetuoso con el medio ambiente que no necesita palas ni rotación para operar. Es una nueva tecnología diseñada para la generación de energía in situ fuera de la red y dentro de la red, especialmente pensada para funcionar junto con otras unidades Vortex o paneles solares de forma modular.
Nuestro aerogenerador Vortex no es una turbina eólica ya que no gira sobre un eje. Se basa en el fenómeno de la resonancia aeroelástica, aprovechando la energía del viento en la emisión de los vórtices de Von Karman, un proceso llamado vortex shedding o vortex street. De esta manera el dispositivo oscila con un movimiento silencioso que lo hace perfecto para ser colocado en cualquier lugar sin necesidad de lubricantes ni molestias a la fauna.
Muchos de los principios físicos de las máquinas eólicas actuales también se aplican a Vortex, es sólo una forma diferente e innovadora de aprovechar la energía del viento.
Biografia y estado actual Vortex Bladeless
ESTADO ACTUAL 2020 //
Tras decidir centrarnos en el mercado del consumidor final con equipos pequeños por facilidad de fabricación, testeo y optimización, nos hemos lanzado a llevar a fabricación industrial una primera y humilde serie de dispositivos Vortex Nano, de 85cm de altura. Aunque todavía se ensamblen a mano, la gran mayoría de las piezas de estos equipos se han fabricado con métodos industriales en cadena (moldes, filament winding, poltrusión, etc…), lo que nos permite una mayor fiabilidad en precisión y propiedades estructurales de las piezas que con los prototipos con los que trabajábamos anteriormente.
Esto, sumado a grandes avances en nuestro sistema de alternador + sintonizado magnético-aeroelástico (que convierte el movimiento en energía eléctrica y mantiene la sincronización con la frecuencia de vórtices en diferente rango de vientos) nos ha permitido llegar a estos pequeños dispositivos Vortex Nano que podemos empezar a enseñar con orgullo. Estos dispositivos aún no son productos, no están certificados plenamente, y les queda un largo camino de optimización como toda tecnología innovadora que acaba de surgir.
David Yanez
Por lo pronto se van a fabricar unas 100 unidades hasta principios de 2021, que serán repartidas por todo el mundo, principalmente Europa, sobre todo España. Los destinatarios no serán usuarios finales aún, sino que son ONGs, universidades, laboratorios independientes, ayuntamientos, parques naturales, y empresas colaboradoras de todo el mundo. La finalidad es obtener mediciones, estudiar su comportamiento en diferentes emplazamientos y tipos de instalaciones, y generar métricas que permitan mejorar los dispositivos y entender su comportamiento a largo plazo según las variables del entorno.
El siguiente paso lógico sería aumentar la muestra y poner estos pequeños aerogeneradores en manos de los usuarios finales. Para ello existen planes de una segunda e incluso quizá tercera campaña beta pública, de entre 1.000 y 10.000 unidades, donde cualquiera podrá solicitar un dispositivo Vortex Nano para probarlo, devolvernos feedback sobre él, y pasar a formar parte del proyecto Vortex Bladeless como beta tester. De realizarse estas campañas serían una vez finalizada la campaña en curso de 100 uds, y una vez recopilados los datos y hechos los cambios necesarios en los diseños. Todavía no hay fecha prevista.
¿Se convertirá Vortex Nano en un producto comercial? ¿Qué mercado y aplicaciones tiene este dispositivo?
Vortex Nano es muy pequeño para ser un aerogenerador, más que mini-eólica podríamos estar hablando de nano-eólica (de ahí su nombre), y por tanto la energía máxima que puede producir por hora es muy baja comparado con los aerogeneradores comerciales más pequeños existentes. Y sin embargo existen millones de posibles aplicaciones para un dispositivo así, y esto es debido a que la tecnología es radicalmente diferente al resto de tecnologías eólicas en el mercado, lo que da lugar a características y pros que pueden ser preferibles a la hora de elegir una fuente de energía eólica.
Obviamente un gran mercado para dispositivos así es el que está actualmente dominado por la energía solar fotovoltaica de baja potencia, especialmente off-grid. Y sin embargo es muy raro ver pequeños aerogeneradores junto a instalaciones solares de baja potencia, ya que requieren un constante mantenimiento y sus rendimientos a bajas velocidades de viento dejan mucho que desear. Todo esto hace a la mini-eólica o a la nano-eólica tradicional poco rentable y en ocasiones inviable para muchas aplicaciones.
Aquí se presenta un nicho semivacío para una tecnología eólica como la nuestra, que puede darte poca potencia pero constante todo el año aun con vientos flojos o turbulentos y muy cambiantes, que requiere un mantenimiento mínimo casi nulo, que es segura y que representa un menor impacto medioambiental, visual, sonoro y en la fauna local. En esencia lo que hemos querido hacer en Vortex Bladeless es un aerogenerador que se asemeje lo máximo posible a lo que hace de los paneles solares los reyes del mercado de energías renovables.
Por supuesto, uno no debe pensar en instalar un único dispositivo Vortex al igual que no piensas en instalarte un único panel solar. Dado que para que estos dispositivos puedan operar correctamente tan sólo requieren una distancia en espacio libre alrededor equivalente a la mitad de su altura (r=h/2), esto permite colocarlos muy muy juntos comparados con los aerogeneradores convencionales, formando filas, arrays o cuadrículas de ellos.
Igualmente, no sabemos si Vortex Nano se convertirá algún día en un producto comercial al uso, o se queda en una aplicación por empresas y gobiernos para infraestructura, o se quedará en nuestra primera beta de prueba. Igualmente queremos y esperamos poder dar la oportunidad a nuestra comunidad cercana de tener uno en sus casas y probarlo en el futuro próximo.
Por otro lado, ¡no nos hemos olvidado de Vortex Tacoma! Seguimos teniendo la vista puesta en nuestro dispositivo de 2,75m de alto, el cual esperamos terminar de desarrollar con todo lo que aprendamos de esta beta testing de los más pequeños. Obviamente, para llevar dispositivos más grandes a fábrica o para poder producir un mayor número de unidades de los pequeños vamos a necesitar mucha ayuda, especialmente de socios industriales que quieran embarcarse en esta aventura de hardware con nosotros. ¡No dudes en escribirnos aquí!
Equipo multidisciplinar Vortex Bladeless Turbine
LOS AEROGENERADORES SIN PALAS
Vortex es un aerogenerador vertical, delgado y cilíndrico. Se compone de una parte inmóvil en la que el dispositivo se fija al suelo y de una parte flexible que, actuando como voladizo vertical, interactúa libremente con el fluido en un movimiento de oscilación.
Se puede dividir en dos partes: mástil y base. El mástil requiere del menor peso posible por la mayor resistencia. De momento se usan fibras de carbono y se han estudiado otros materiales, pero sabemos que el grafeno puede ser la clave para la optimización de estos dispositivos.
Debido a su innovador diseño, no tiene engranajes ni partes móviles en contacto, por lo que no necesita aceites ni lubricantes. La operación del dispositivo no podría ser más fácil, casi enchufar y listo, apenas requiere mantenimiento y costes operativos. Todas estas características lo hacen perfecto para la energía distribuida.
El alternador transforma la energía mecánica en electricidad. Aun con un diseño particular y patentado, cuenta con imanes de neodimio y cobre como cualquier otro alternador. Su estator está situado en el interior de la parte móvil del dispositivo mientras que su rotor (oscillator en nuestro caso) está fijado al mástil. Esta es la parte que más trabajo está requeriendo.
Al convertir la energía mecánica en electricidad y mediante otro juego de imanes, el alternador amortigua el movimiento de oscilación inducida y al mismo tiempo es capaz de modificar la frecuencia de oscilación natural del aerogenerador, por lo que se aumenta el rango de lock-in y se mantiene la frecuencia de resonancia en velocidades de viento más altas, a esto lo llamamos sistema de sintonizado. A mayor velocidad de viento, mayor amplitud de oscilación, manteniéndose la resonancia acoplada sólo en un rango concreto y calibrable.
A pesar de su simplicidad, 6 familias de patentes registradas protegen el diseño y la tecnología a nivel mundial. Encuentre más información en nuestra página de tecnología.
vortex bladeless mockup
NUESTRA HISTORIA //
Como todo proyecto de este tipo, los primeros pasos son difíciles para los emprendedores. Abrir nuevas vías de investigación y desarrollar una tecnología innovadora es aún más complicado. Ya llevarlo al mercado requiere desarrollar y certificar antes de la fabricar, y fabricar eficientemente antes de vender. Por supuesto sin errores en los procesos de industrialización, un control de calidad adecuado y servicios post-venta.
Todavía hay muchas cosas que hacer y muchos objetivos que alcanzar antes de que Vortex Bladeless se convierta en un miembro de pleno derecho de la industria eólica. Nuestro cofundador Raúl recuerda en este artículo los pasos que nos trajeron aquí.
Primeras etapas
Con nuestros propios recursos, el proyecto se inició en Deutecno en 2010, nuestra primera startup tecnológica donde estábamos desarrollando narices electrónicas (sensores químicos ultrasensibles). Cuando nació la idea del Vortex, construimos un humilde túnel de viento y empezamos a hacer pruebas.
Alcanzando metas
Para captar la atención de la comunidad científica y de nuevos socios estratégicos, en 2015 Vortex se traslada a Boston, EE.UU., para presentar nuestra idea al MIT y dar a conocer el proyecto en todo el mundo, convirtiéndose en un tema de moda en energías renovables durante meses.
En 2019 iniciamos el estudio de los procesos de certificación e industrialización de fabricación mientras seguimos desarrollando y optimizando para poder sacar un producto mínimo viable lo antes posible.
En 2020 esto está dando sus frutos y por fin estamos instalando pilotos en lugares públicos para pruebas de campo más exhaustivas. ¡Se acercan tiempos interesantes!
¿El futuro de la tecnología eólica?
Si la energía solar es el rey de las energías renovables, sin duda la energía eólica es la reina. Los generadores eólicos Vortex son quizá más similares en características y coste-efectividad en el tiempo a los paneles solares que a las turbinas eólicas convencionales. Hemos estado trabajando muy duro durante años. No fue fácil encontrar los mejores ingredientes y la mejor manera de cocinar esta receta especial, aunque estamos muy cerca de alcanzar nuestra meta y sueño.
El equipo de Vortex trabaja sin descanso para pulir los últimos pasos. Para el hito fabricar esta primera serie aquí en España y escalar la producción a una segunda beta o a la primera beta de Vortex Tacoma, estamos buscando socios industriales que puedan aportar su experiencia y know-how, apoyo económico y capacidad de manufactura.