Um novo avanço na energia solar concentrada torna possíveis temperaturas de 1500°C (2.700°F) a partir de nada mais do que a luz solar.
O calor produzido pela energia solar concentrada pode ser usado para produzir eletricidade e combustíveis limpos ou para alimentar processos industriais.
Uma tecnologia que pode ajudar livrar o mundo do petróleo.
Solar concentrado: renováveis turbo
A necessidade de fontes de energia limpas, coerentes e renováveis nunca foi tão premente. O aumento dos preços da energia ameaça reiniciar a inflação e abrandar o crescimento económico. O controlo dos combustíveis fósseis já causou guerras e poderá causar novas. Os combustíveis fósseis continuam a criar emissões de gases com efeito de estufa, dificultando a resolução do problema das alterações climáticas.
E quanto às renováveis?
Embora as fontes de energia renováveis e de baixo carbono sejam utilizadas mais do que nunca, nenhuma delas é perfeita. A energia solar e eólica são muito limpas e cada vez mais baratas, mas têm um problema de armazenamento de energia. As baterias necessárias para armazenar essa energia requerem metais de terras raras, cuja extração é complexa e cada vez mais procurada. A energia hidrelétrica é excelente, mas pode ter impactos negativos no ecossistema fluvial. A energia nuclear ainda é difícil de vender.
É nesse cenário em que o mundo busca maneiras de produzir muita energia ou resolver os problemas das fontes que temos que nasce a história de Heliogen.
Heliogen é uma empresa de tecnologia de energia renovável fundada pelo empresário Bill bruto. Tem uma nova abordagem a um modelo existente: pretende fazer um “solar concentrado” com uma lupa gigante e extremamente precisa e algumas pedras realmente quentes.
A primeira “refinaria” solar concentrada.
Em Lancaster, Califórnia, uma cidade no deserto de Mojave, a Heliogen construiu uma versão em miniatura da sua refinaria solar. Um sistema solar concentrado não é novidade. Está comercialmente operacional desde a década de 60 e as referências históricas remontam a sua primeira utilização até Arquimedes, para queimar as frotas romanas. Porém, esse tipo de sistema melhora a energia solar concentrada de uma forma incrível.
Como é feito um implante Heliogen?
Essencialmente, são muitos espelhos dispostos em círculo que refletem a luz solar sobre um alvo elevado. A energia solar concentrada utiliza a luz solar para aquecer esse alvo (que pode ser água, sal derretido ou mesmo algo sólido) a temperaturas muito altas.
Quando esse calor é usado para algo diferente da geração de eletricidade, ele é chamado de energia térmica solar concentrada.
A instalação de testes da Heliogen possui 400 espelhos e tem um décimo do tamanho que a empresa deseja desenvolver.
Mesmo com este pequeno número de espelhos, o solar concentrado de Heliogen produziu resultados surpreendentes. Seu funcionamento, conforme mencionado, produziu temperaturas de até 1500 ° C (2732 ° F). Para efeito de comparação, a maioria dos sistemas solares concentrados em grande escala existentes são capazes de produzir temperaturas na faixa de 400° a 500°C.
Como eles fizeram isso?
O progresso da Heliogen é possível graças a software de ponta. Com inteligência artificial e um conjunto de câmeras, os espelhos (chamados helióstatos) são mantidos o mais focados possível no alvo por meio de microajustes de sua posição ao longo do dia. É assim que entra mais luz solar, criando mais calor do que era possível anteriormente.
É importante lembrar que este é tecnicamente um sistema solar térmico.
Ao contrário dos painéis solares, este projeto solar concentrado não utiliza o efeito fotovoltaico para transformar a luz solar diretamente em eletricidade.
Este projeto é sobre geração de calor. Um calor que pode então ser usado para produzir eletricidade, e pode fazê-lo com muita eficiência, mas também tem outras aplicações além dessa.
Qual?
Muitas indústrias usam calor intenso em seus processos de fabricação, como fundição ou fabricação de cimento, e muitas vezes queimam combustíveis para criar essas altas temperaturas. A refinaria Heliogen é capaz de produzir temperaturas semelhantes sem queimar combustíveis e pode fornecer calor para essas indústrias no futuro. O calor produzido é alto o suficiente para também produzir hidrogênio por eletrólise.
Se você puder produzir hidrogênio verde, isso mudará o jogo. A longo prazo, queremos ser a sociedade do hidrogénio verde.
Bill bruto, Heliógeno
Se não for utilizada imediatamente, a energia térmica também pode ser armazenada em rochas simples e antigas, que podem permanecer quentes durante dias ou mesmo até uma semana numa unidade de armazenamento devidamente isolada. Sua energia pode então ser usada quando necessário ou possivelmente até mesmo enviada para um local que precise de calor.
Comparado com as dificuldades de armazenar eletricidade produzida pela energia solar, isso é brincadeira de criança.
Como a energia solar concentrada pode ser aplicada em grande escala?
Gross espera melhorar o processo alcançando os mesmos resultados com heliostatos cada vez menores. Os seus já são menores do que o normal, o que permitiria que fossem produzidos em massa a um preço inferior ao de hoje.
A esperança é que isto, juntamente com outros refinamentos no sistema, ajude a reduzir o custo da energia produzida pela energia solar concentrada até que seja mais barata do que a energia dos combustíveis fósseis.
Hoje custa um pouco mais, mas não muito.
E em comparação com grandes conjuntos de painéis solares, as refinarias solares ainda são um pouco mais caras para construir e operar. Mas espera-se que os custos caiam.
A energia solar concentrada pode mudar radicalmente a produção
A grande visão de Gross é construir muitas refinarias solares concentradas em todo o mundo usando seu calor para alimentar processos industriais.
A electricidade produzida por estas refinarias criaria enormes quantidades de “HelioFuels” de baixo custo, começando pelo hidrogénio. Dado que as células de combustível de hidrogénio são extremamente eficientes e podem operar tudo, desde submarinos a computadores portáteis, este seria um grande passo no sentido de limpar o fornecimento de energia.
Idéias semelhantes existem e foram usadas em outros lugares para produzir combustível para aviação de maneira limpa, outro processo industrial que normalmente requer a queima de combustíveis fósseis para criar altas temperaturas.
A redução nas emissões de carbono decorrentes do uso generalizado de energia solar concentrada poderia ser substancial.
A única produção de concreto é responsável por 8 a 10% de todas as emissões globais. Quase 40% destas emissões são causadas pela queima de combustíveis fósseis necessários para gerar calor para o processo de produção. Um cálculo rápido, mesmo na sua cabeça, sugere que se a energia solar concentrada substituísse o combustível fóssil queimado para aquecimento apenas na produção de concreto, as emissões globais de carbono diminuiriam em até 4%.
Para fazer uma comparação, seria como se Itália, França, Reino Unido e Brasil ao mesmo tempo zerassem emissões ao mesmo tempo.
