El primer molí terrestre superconductor es gesta a Barcelona

Una nova generació de turbines eòliques terrestres, més lleugeres i eficients que les actuals, està en gestació. El primer prototip de generador per a aquests molins es va completar a finals del 2016 en un laboratori de Cerdanyola del Vallès. El seu cor no està fet de ferro i coure, com en les turbines actuals, sinó d’un superconductor, un material capaç de conduir corrent sense perdre ni una gota d’energia.

Els superconductors han sigut l’esperança blanca de la tecnologia durant dècades. Són perfectes per a un món que no està per malgastar energia. No obstant, la seva aplicació té un obstacle: s’han de refredar a centenars de graus sota zero perquè manifestin el seu comportament. Fer-los servir per cablejar ciutats és prohibitiu ja que es gastaria refredant-los més energia que la que estalvien. Però es comença a entreveure el seu potencial en altres aplicacions, com la generació d’energia eòlica.

El prototip de BCN és el resultat d’un projecte impulsat per l’empresa elèctrica Gamesa, amb la participació de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (Icmab, on s’emplaça actualment) i de l’Institut de Ciències de Materials d’Aragó (ICMA), i el finançament del Ministeri d’Economia.

Durant els últims anys s’han multiplicat els projectes per construir generadors basats en superconductors. No obstant, «tot l’esforç s’ha portat a terme en molins grans offshore [marítims]. El nostre se centra en aerogeneradors de potència mitjana onshore [terrestre]», explica Xavier Granados, investigador de l’Icmab.

ROTACIONS NECESSÀRIES

En les turbines d’aquest tipus, la velocitat de les pales s’acosta a les 10 voltes per minut: amb aquesta freqüència, la punta de la pala s’acosta perillosament a la velocitat del so, que podria trencar el sistema. Per esquivar el problema, darrere de les pales hi ha una caixa de canvis, el multiplicador, darrere de la qual la rotació de l’eix arriba a les 1.500 voltes per minut necessàries perquè el generador, que ve després, produeixi energia.  El canvi primordial en un molí superconductor radica en el generador. «En lloc de coure i ferro al seu interior hi ha cintes de segona generació, uns filaments superconductors», explica Xavier Obradors, director de l’Icmab. 

Els filaments no només no perden energia, sinó que tampoc s’escalfen, i per això no es necessita la maquinària de refredament que requereixen els metalls tradicionals. És cert que s’han de refredar perquè siguin superconductors, però els investigadors han dissenyat un sistema eficient que implica la utilització de menys energia.

L’altre gran canvi el trobem al multiplicador. Un generador a base de superconductors no necessita 1.500 voltes per minut per funcionar. El prototip de l’Icmab en té prou amb 480: el conjunt d’engranatges del multiplicador pot ser més senzill. «El multiplicador pesa més que el generador, és car, ha d’estar lubricat i resistir els esforços de les ràfegues», explica Granados. 

La disminució que prometen els científics implica menys pes i també menys costos de fabricació i manutenció. «En el futur volem arribar a prescindir del multiplicador», afirma Granados. «Aquesta reducció és un argument poderós a favor de la viabilitat del projecte: el multiplicador és la peça més problemàtica», afirma Tim Coombs, investigador en energies renovables de la Universitat de Cambridge, no implicat en el projecte. 

DESENVOLUPAMENT

Notícies relacionades

"No hem d’enviar missatges a l’espai"

Pluja d’estrelles abril 2023: ¿quan i com veure els Lírids?

«Des de Gamesa no preveiem traslladar aquest prototip a una turbina real […] Encara queden elements per desenvolupar», afirmen en un correu electrònic Almudena Muñoz Babiano, cap de projecte de desenvolupament tecnològic, i José Luis Rodríguez Izal, cap de la secció de generadors. No obstant consideren que el projecte els ha servit per identificar quines tecnologies han de continuar desenvolupant.

Granados considera que, si hi hagués finançament, el generador es podria integrar en un molí en un espai de temps de dos anys. També és optimista pel que fa als costos. «Avui la instal·lació seria molt cara, però la producció de superconductors augmentarà: els preus ja podrien ser competitius el 2020», afirma.