A física da energia eólica favorece duas coisas: tamanho da turbina e força do vento. Quanto maior a turbina, e quanto mais forte o vento, mais energia pode ser colhida. Ainda assim, maior é mais caro, e a maioria dos bits mais caros apenas apóia as próprias pás geradoras de energia: as torres, as nacelas, o cubo central e a fundação. Dado que 80% da energia vem dos 30% mais externos de uma lâmina, por que não dispensar as partes mais caras?
Se você fez, você acabaria com algo que se parece com uma pipa. "Pipas de energia" agora estão avançando para o mercado. Google (agora uma subsidiária da Alphabet) comprou a empresa de energia eólica Makani em 2013, e trabalhou durante anos projetando pipas voadores como usinas de energia (está testando no Havaí agora). Uma segunda empresa, a Minesto, está agora progredindo no aproveitamento de energia em um ambiente diferente: a água do mar.
A empresa sueca já passou por cinco protótipos desde que a ideia foi concebida em 2004. A Minesto está agora passando de protótipos para geração de eletricidade. Em agosto, testes no mar mostraram como a asa se comportou em condições reais a cerca de oito quilômetros da costa de North Wales, no Reino Unido. Em outubro, um projeto em escala de serviços públicos implantou um dispositivo capaz de gerar cerca de 500KW de eletricidade. A Minesto quer uma frota de mais de cem para fornecer 80 MW de capacidade.
A física das asas subaquáticas é semelhante às do ar. As “asas” de alto vôo são amarradas ao fundo do mar por um cabo. Cada pipa voa um padrão maciço oito figura. À medida que a água flui ao longo de sua envergadura de 12 metros, a pipa passa pela atual energia cinética de produção (movimento). Turbinas ligadas à asa giram, convertendo isso em eletricidade. Como "voa" pelo menos 20 metros abaixo da superfície, o kite pode se mover várias vezes a velocidade da corrente. As abas permitem que a asa dirija e alcance o melhor ângulo em relação à corrente.
MINESTO
Até agora, os sistemas de pipa de energia ainda precisam provar (pdf) como econômicos. Makani, da Alphabet, ainda não está gerando eletricidade comercial com suas pipas aerotransportadas após uma década. Uma empresa canadense, a HydroRun Technologies, fechou em 2015 após não comercializar seus próprios sistemas submarinos. As barreiras são formidáveis. A água do mar corrosiva é brutal no equipamento. Correntes rápidas são necessárias em locais adequados. A eletricidade barata da energia solar, eólica e gás natural está deprimindo os preços.
Mas Minesto argumenta que a física está do seu lado. Seu design de asa dá a capacidade de gerar 216 vezes a potência de uma turbina estacionária comparável. Mesmo em baixas velocidades, a empresa diz que pode aproveitar a energia das marés e da corrente em lugares onde é muito caro ou impraticável construir a geração de energia convencional.
Um artigo de 2017 publicado na revista Mechanical Engineering descobriu que pipas submersas subaquáticas poderiam, teoricamente, gerar eletricidade um pouco mais barata que as atuais turbinas eólicas offshore e a metade do custo atual das turbinas fixas atuais no fundo do mar. Se a economia der certo, os pesquisadores estimam que 100 mil pipas de energia subaquática - menos da metade do número de turbinas eólicas já em operação - poderiam gerar um máximo teórico de 30 GW de energia (embora a eletricidade real gerada seja menor).
A Minesto anunciou um acordo de compra de energia com as Ilhas Faroe, um arquipélago no meio do Oceano Atlântico Norte, para vender eletricidade gerada com sua tecnologia em novembro. A Minesto espera instalar dois de seus modelos de 100 quilowatts com um vão de até 20 pés (seis metros).
Mas eles terão que se mover rapidamente. O custo da energia solar e eólica continua a cair. Novas pipas energéticas estão encontrando sua antiga competição pela fonte de energia mais barata (carvão, gás e usinas nucleares) sendo substituídas por suas contrapartes renováveis cada vez mais baratas, como painéis solares e turbinas eólicas offshore.
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