Lente de viento

La lente eólica es una modificación de la turbina eólica creada por el profesor Ohya de la Universidad de Kyushu en un intento de ser más eficiente en la producción de electricidad y menos invasiva tanto para los humanos como para la naturaleza. Aunque todavía está en desarrollo, la lente eólica tiene algunos cambios en el diseño que han tenido impactos en cómo se puede utilizar y aprovechar la energía eólica, al tiempo que cambia su impacto en el mundo que nos rodea. Una lente eólica funciona como un ventilador con conductos en un avión: rodea la turbina eólica y acelera el aire mientras protege las aspas de daños por objetos extraños . Debido a esto, la eficiencia de la turbina eólica se puede aumentar drásticamente debido a una simple instalación de una lente eólica.

Al igual que una turbina eólica normal, la lente eólica aprovecha la energía del viento pero tiene algunas modificaciones para aumentar la eficiencia y el impacto en el medio ambiente.

Los estudios han demostrado que Wind Lens puede tener entre dos y cinco veces más ^[1] potencia de salida en comparación con la turbina eólica debido a la forma en que aprovecha más viento.

La turbulencia creada como resultado de la nueva configuración crea una zona de baja presión detrás de la turbina, lo que hace que pase más viento a través de ella y esto, a su vez, aumenta la rotación de las aspas y la producción de energía. Una forma de aprovechar al máximo la entrada de viento es utilizando un tubo de forma especial alrededor de las aspas. El tubo, o cubierta, tiene la forma de un difusor que funciona como una lupa para el viento. El difusor, que es más pequeño en la parte delantera y más grande en la trasera, atrapa más viento y lo enfoca hacia las aspas centrales, lo que también conduce a una producción de energía más eficiente.

Además de la forma difusora de la cubierta, la parte posterior tiene un borde. Este borde altera el flujo de viento, lo que crea vórtices que hacen que se forme una zona de baja presión detrás de la lente eólica. El viento fluye entonces hacia la zona de baja presión a través de las aspas de la lente eólica. El mayor flujo de aire a través de las aspas conduce a otra razón para una mayor producción de energía. ^[1]

La forma del difusor y el borde combinados crean un flujo de aire más preciso y ubicado de manera más eficiente, lo que genera una mayor cantidad de energía.

Entre las quejas sobre el aerogenerador se encuentran el efecto sobre la población de aves, ^[2] la producción de ruido ^[2] y la interferencia del radar ^[3], lo que limita su colocación en zonas urbanas. Los creadores de la lente eólica analizaron los problemas e intentaron resolverlos modificando el diseño.

Las turbinas eólicas tienen un efecto perjudicial sobre la población de aves debido a los patrones de migración y a que las aves pueden quedar atrapadas y heridas o incluso morir por las enormes palas de alta velocidad. Para solucionar este problema, la cubierta de la lente eólica que rodea la pala ayuda a proteger a las aves de entrar en su trayectoria y se ha añadido una malla en cada extremo para evitar que las aves sean atraídas hacia sus palas. La adición de esta malla crea una disminución insignificante en la producción de energía, por lo que tiene más beneficios. Además de la malla, la lente eólica está diseñada para evitar a las aves al hacerla más compacta y corta, lo que permite que las aves vuelen fácilmente sobre la lente eólica a diferencia de la turbina eólica.

Las lentes eólicas se han diseñado de manera que produzcan menos ruido que las turbinas eólicas, lo que permite su colocación en zonas urbanas sin molestar a los residentes. El diseño de la pala está hecho de manera que el ángulo y la forma de la pala permiten cortar el viento de forma más silenciosa.

La principal causa del sonido en las turbinas eólicas convencionales es la resistencia del aire en las puntas de las palas, pero ahora las puntas de las palas están cubiertas y el viento se concentra más hacia el centro de las palas debido a la cubierta difusora, lo que significa que la resistencia del aire en las puntas de las palas se minimiza.

La interferencia de radar es un problema constante en las turbinas eólicas, lo que hace que distintos grupos se opongan al uso de parques eólicos cerca de zonas urbanas. Tras realizar estudios para comprobar la interferencia de radar de las lentes eólicas en comparación con las turbinas eólicas, se comprobó que las lentes eólicas presentaban una interferencia significativamente menor debido al diseño más pequeño y compacto de la propia cubierta, así como a la forma y el diseño de la cubierta, lo que hace que sea un problema menor de interferencia de radar. ^[3]

A pesar de las mejoras beneficiosas en el diseño, todavía existen limitaciones.

La lente eólica requiere muchos más materiales en comparación con el diseño actual de las turbinas eólicas. Estos materiales para la cubierta y la malla requieren una gran cantidad de energía y un coste elevado. ^[5]

Aunque sigue produciendo menos ruido e interferencias, seguirá causando perturbaciones hasta llegar a cero. ^{[1] [3] [4]}

La carga del viento sobre la lente eólica es mayor y, por lo tanto, puede ser demasiado pesada para que la lente eólica la sostenga debido a problemas estructurales. Esto significa que puede tener mucha energía sin utilizar o que la lente eólica es más propensa a romperse. ^[6]

La idea no es nada nuevo y las pruebas anteriores se han intentado y han fallado, sin embargo otros proyectos nunca han tenido pruebas a gran escala y han llegado a una etapa tan avanzada con tanto éxito. ^[5]

La lente eólica se considera una forma de aumentar la producción de energía limpia , así como un arquetipo para otros tipos de energía limpia.

La lente eólica puede sustituir la actual producción energética de combustibles fósiles que dañan el medio ambiente y puede ser una alternativa a la turbina eólica menos eficiente ya que es adaptable a más entornos y produce mayores cantidades de energía.

Actualmente, la lente de viento se está ajustando y aprobando probándola de múltiples maneras y en múltiples lugares.

• Después de haber sido ampliamente investigada en la Universidad de Kettering, la lente de viento está siendo ampliamente probada y se ha concluido que es positiva durante su uso en Michigan. ^[7]
• En Japón, la lente eólica se está implementando en áreas urbanas cerca de la costa donde las velocidades del viento son altas ^[6].
• La lente eólica se está probando en un sitio en alta mar donde era un cuerpo flotante multipropósito que combina paneles solares, granjas de peces y la lente eólica para usarlo en la recolección de energía, la piscicultura y el transporte de recursos ^[1].
• La lente de viento se está adaptando para ser utilizada también bajo el agua como lente de agua para aprovechar la energía disponible en las corrientes de agua . ^[1]
• Se está ajustando la lente eólica en el campus Ito de la Universidad de Kyushu para que sea estructuralmente más sólida y capaz de soportar la carga de la mayor cantidad de viento ^[6].

• La lente eólica triplica la potencia de la turbina https://cleantechnica.com/2011/09/02/wind-lens-triples-turbine-output/
• Investigación en ingeniería eólica de la Universidad de Kyushu http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/en_aboutus_detail04.html
• Turbinas eólicas e hidráulicas de alta eficiencia con tecnología Wind-Lens y energía renovable flotante en alta mar https://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/img/aboutus_detail_image/Wind_Lens_20140601.pdf
• ¿Es la "lente eólica" un gran avance en materia de energía verde? http://learn.eartheasy.com/2012/03/is-the-wind-lens-a-green-energy-breakthrough/
• La firma de radar de Wind Lens: ¿una turbina eólica menos disruptiva? https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6494839
• Introducción a los concentradores eólicos http://wind-energy.ucoz.com/
• Un avance japonés hará que la energía eólica sea más barata que la nuclear http://www.mnn.com/green-tech/research-innovations/blogs/japanese-breakthrough-will-make-wind-power-cheaper-than
• Una turbina eólica protegida que genera una alta potencia de salida con tecnología de lentes eólicas http://www.mdpi.com/1996-1073/3/4/634/htm
• BBC https://www.bbc.com/news/business-31300982
• Aerogeneradores de próxima generación http://windlens.com/wp-content/uploads/2012/05/windlens20120515EN.pdf
• Eventos sobre el Proyecto Wind Lens de la Universidad de Kyushu, fase 1 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-1-jp12.html
• Eventos sobre el Proyecto Wind Lens de la Universidad de Kyushu, fase 2 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-2-jp08.html
• Los investigadores de la Universidad de Kettering exploran la optimización de las turbinas eólicas con un nuevo diseño de hélice https://news.kettering.edu/news/kettering-university-researchers-explore-optimizing-wind-turbines-new-propeller-design
• http://www.eco-tube.com/v/ENERGY/New_Wind_Power_cheaper_than_nuclear.aspx Vídeo sobre cómo funciona el concepto de lente eólica