O S2000 concluiu um teste em janeiro, em Yibin, na província de Sichuan, flutuando a 2.000 metros (6.600 pés) e ligando-se com sucesso à rede elétrica, num feito inédito para a empresa
A energia eólica está novamente a ganhar balanço. Desta vez, literalmente.
Na China, um projeto de investigação e desenvolvimento que junta várias instituições criou uma série de protótipos de turbinas flutuantes de grande escala. Os aeróstatos, cheios de hélio e ligados ao solo por um cabo de amarração que transmite eletricidade, podem flutuar a milhares de pés de altitude e foram propostos como uma alternativa portátil e de baixo impacto às turbinas eólicas convencionais.
A iniciativa é liderada pela Universidade de Tsinghua, em Pequim, em colaboração com a startup Beijing SAWES Energy Technology Co., Ltd. Designado por Stratospheric Airborne Wind Energy Systems (SAWES), o primeiro protótipo foi apresentado em outubro de 2024 e, desde então, os modelos têm aumentado de dimensão e altitude. O modelo mais recente, o SAWES Type S2000, é o primeiro sistema aéreo de produção de energia eólica da classe dos megawatts, afirma a empresa, que também usa a designação The SAWES Company.
O S2000 concluiu um teste em janeiro, em Yibin, na província de Sichuan, flutuando a 2.000 metros (6.600 pés) e ligando-se com sucesso à rede elétrica, num feito inédito para a empresa. Durante o teste, a turbina gerou 385 quilowatt-hora de eletricidade — o suficiente para alimentar uma casa média nos Estados Unidos durante cerca de 13 dias.
O S2000 mede 60 metros de comprimento e 40 metros de altura e largura, e integra 12 turbinas com uma capacidade total de 3 megawatts, segundo a The SAWES Company. Em comparação, a turbina eólica mais potente do mundo, fabricada pela empresa chinesa Dongfang Electric Corporation, tem 340 metros de altura, segundo notícias publicadas, e apresenta uma capacidade de 26 megawatts.
Jianxiao Wang, professor associado de investigação em big data na Universidade de Pequim, que participou no projeto, afirmou que o SAWES tem várias vantagens ambientais face às turbinas convencionais.
“Usamos até 90% menos material do que as turbinas eólicas tradicionais, não precisamos de fundações maciças de betão, nem de uma torre de aço, nem perturbamos o ecossistema do solo”, disse.
“Tem um impacto visual e sonoro muito reduzido… ao nível do solo é basicamente silencioso e cria uma obstrução visual muito menor no horizonte.”
O professor Wang defendeu ainda que as turbinas aéreas são mais fáceis de evitar pelas aves do que os parques eólicos tradicionais. (Estudos estimam que as turbinas eólicas matem entre 140.000 e 679.000 aves por ano nos Estados Unidos — um número relevante, embora muito inferior ao das aves mortas por linhas elétricas, estimado em dezenas de milhões, e muitíssimo inferior ao das aves mortas por gatos, que poderá chegar aos 4 mil milhões, segundo uma revisão de dados.)
Um dos casos de utilização atualmente em desenvolvimento situa-se numa ilha da província de Guangdong, no sul da China, onde o espaço em terra é limitado e protegido do ponto de vista ambiental, o que inviabiliza a instalação de turbinas eólicas convencionais, acrescentou.
Até ao final de 2025, tinham sido submetidas 51 patentes, segundo a empresa.
A equipa de engenharia conseguiu avanços na ciência dos materiais e na engenharia elétrica, disse Wang, recorrendo a tecidos compósitos avançados para manter o aeróstato leve e, ao mesmo tempo, minimizar a fuga de hélio. O SAWES usa modelação atmosférica e inteligência artificial, o que lhe permite subir e descer automaticamente para encontrar as velocidades de vento ideais. A investigação sugere que isto pode aumentar bastante a produção de energia em comparação com a captação a uma altura fixa.
Wang Lei, porta-voz da The SAWES Company, afirmou que, no curto prazo, o SAWES é “adequado para fornecimento de energia em zonas remotas, talvez energia fora da rede e energia de emergência”, incluindo zonas de catástrofe, sublinhando a relativa facilidade com que o sistema pode ser transportado quando se encontra desinsuflado.
Olhando mais para o futuro, considera que há aplicações no fornecimento de energia para a indústria e para infraestruturas, acrescentando que o “objetivo final” da empresa é fornecer energia limpa à rede, substituindo parte da eletricidade de origem fóssil no cabaz energético.
Segundo a Agência Internacional da Energia (IEA), o crescimento global da energia eólica terá de mais do que quadruplicar até 2030 para se atingir um cenário energético de emissões líquidas nulas. A capacidade global está atualmente no caminho para quase duplicar até 2030, atingindo 2.000 GW. A China tem sido um líder mundial no setor, tendo acrescentado dois terços da nova capacidade global de energia eólica em 2023 (o ano mais recente com dados publicados pela IEA).
A energia eólica é abundante, mas está distribuída de forma muito irregular pelo mundo. A velocidade média do vento varia, e a densidade média de potência do vento — o indicador usado para determinar o potencial energético — varia ainda mais. Entre os fatores que influenciam estes valores estão a localização, a hora do dia e a geografia.
O professor Wang acredita que, devido à elevada altitude do SAWES, onde as velocidades do vento são mais fortes e consistentes, o sistema poderá produzir energia em mais locais terrestres do que as turbinas convencionais instaladas no solo.
Mark C. Kelly, professor associado do Departamento de Sistemas de Vento e Energia da Universidade Técnica da Dinamarca, afirmou que era difícil avaliar esta alegação.
Num e-mail, disse que a investigação revista por pares mostrou que “vários AWE (sistemas aéreos de energia eólica) conseguem captar os ventos mais fortes que ocorrem com mais frequência a altitudes superiores às das turbinas eólicas convencionais”. Ressalvou, no entanto, que o comportamento do vento acima dos 100 metros “não é simples”.
Kelly acrescentou que não tinha visto publicações revistas por pares sobre o protótipo SAWES, nem quaisquer dados verificados de forma independente sobre a produção elétrica do SAWES a altitudes superiores a 1.000 metros. Além disso, mostrou interesse em conhecer a base e a validação da tecnologia de amarração do SAWES, uma vez que o comprimento do cabo tem revelado ser um fator limitador nos sistemas AWE já existentes.
As turbinas suspensas por papagaios e os sistemas de energia por papagaio em voo transversal, em que o movimento do cabo está ligado a um gerador no solo, têm sido testados no século XXI. Também já foram prototipadas turbinas eólicas com aeróstatos. A empresa californiana Airbine Renewable Energy Systems trabalha há mais de uma década num conceito de conjunto de turbinas tubulares. O sistema BAT (Buoyant Airborne Turbine) da Altaeros Energies foi testado em 2014 e podia subir até aos 1.000 pés. (Desde então, a Altaeros avançou para outros projetos com aeróstatos que não envolvem energia eólica.) Mas estes sistemas têm sido, em regra, relativamente pequenos e com produção inferior à do SAWES.
Os dirigíveis (incluindo os aeróstatos) estão sujeitos a muitas das mesmas regras que as aeronaves civis nos Estados Unidos, incluindo restrições de espaço aéreo. Por exemplo, são necessárias autorizações especiais para voar acima dos 500 pés, havendo também restrições junto de aeroportos e em zonas onde a visibilidade ao nível do solo seja inferior a três milhas.
O projeto SAWES está a trabalhar no acrescento de mais dispositivos de comunicação e monitorização aos futuros aeróstatos, criando aquilo a que chama AeroMatrix.
“Podemos alargar a função da produção de energia a um dirigível multifuncional”, disse o professor Wang, “incluindo comunicação sem fios, serviços de carregamento para drones ou outras aeronaves elétricas. Pode até servir como estação periférica (nó de computação localizado) para cálculos em GPU, ligando satélites espaciais, voos aéreos e redes integradas em terra.”
A The SAWES Company, a Universidade de Pequim, a Universidade de Tsinghua e o Instituto de Investigação em Informação Aeroespacial da Academia Chinesa das Ciências colaboraram todos no SAWES, no âmbito de um Projeto Nacional-Chave de Investigação, cujo financiamento e cujos detalhes a equipa do projeto disse não estar autorizada a divulgar.
A empresa afirma que o projeto já está a preparar a próxima geração de protótipos, que será testada mais tarde este ano a altitudes superiores e durante mais tempo, com produção estável de energia.
*Aaron Cooper contribuiu para este artigo
