Un sistema de recuperación de energía para reducir el consumo de combustible aeronáutico
Cada vez se emplea la electricidad con mayor frecuencia en los motores de aeronaves en aras de una mayor eficiencia y seguridad. La alimentación de sistemas eléctricos mediante recuperación del calor residual garantizará la sostenibilidad. En RENERGISE (Innovative management of energy recovery for reduction of electrical power consumption on fuel consumption) se propusieron dos unidades generadoras de electricidad a partir de calor residual basadas en un sistema de recuperación de energía. Estas unidades pueden sustituir o utilizarse en conjunto con los sistemas convencionales que obtienen la energía de la principal caja de cambios del motor. Los investigadores emplearon dos métodos ad hoc para convertir el calor residual de escape en electricidad, un sistema de recuperación de energía estático y otro dinámico. En el sistema estático, el calor de escape se convierte directamente en electricidad mediante un generador termoeléctrico instalado en la cubierta del motor y que transforma las diferencias en la temperatura a cada lado del dispositivo en voltaje. La tensión del módulo termoeléctrico caía al aumentar la corriente, y por tanto se empleó un buscador del punto de conversión óptima de energía para aumentar la potencia de salida. Otro de sus objetivos fue la introducción de un subsistema supercondensador que ejerciese como banco de energía intermedio entre el módulo termoeléctrico y el bus DC principal. Este subsistema ejerció mayormente como compensación de las cargas transitorias, reduciendo así la potencia nominal. En la recuperación dinámica, la energía cinética de los gases de escape se aprovecharon para hacer rotar una turbina conectada a un generador magnético permanente sincrónico, generando así una gran cantidad de energía eléctrica. Un inversor trifásico a modo de rectificador ofreció la conversión de corriente alterna a corriente continua. El equipo también contó con un sistema de control por realimentación para estabilizar la potencia de salida y estudió distintos diseños de refrigeración adecuados para la densidad de potencia objetivo. La obtención de calor residual a partir del sistema de escape y su posterior conversión eléctrica aumenta la eficiencia energética y el ahorro de combustible. El equipo de RENERGISE avanzó en este sentido gracias al desarrollo de los sistemas de recuperación de calor descritos.
Palabras clave
Calor residual, aeronave, gases de escape, generación eléctrica, electricidad, recuperación de energía, termoeléctrico
