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

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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

A 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).


Vídeo de tecnologia da SkySails (áudio e legenda em inglês).

Importância do uso de energia renovável

Em um momento em que há escassez de energia por conta da predominância do petróleo como fonte, o baixo custo e a disponibilidade da energia eólica fizeram com que ela se tornasse uma das principais alternativas na substituição das fontes não renováveis de energia.

As fontes alternativas de energia, como as energias eólica, solar, geotérmica e a energia das marés, são opções que vêm sendo exploradas pelas empresas. A Makani Power e a SkySails são alguns exemplos de companhias que investiram na energia eólica, apostando no desenvolvimento de pipas gigantes capazes de gerar energia a partir do vento.


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