Um novo avanço na energia solar concentrada torna possíveis temperaturas de 1500 ° C (2.700 ° F) a partir de nada além da 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 desacelerar o crescimento econômico. O controle dos combustíveis fósseis já causou guerras e pode 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 estejam sendo usadas mais do que nunca, nenhuma delas é perfeita. Solar e Eólico são muito limpos e sempre mais baratos, mas têm um problema de armazenamento de energia. As baterias necessárias para armazenar essa energia requerem metais de terras raras, complexos de extrair e cada vez mais procurados. A energia hidrelétrica é grande, mas pode ter impactos negativos no ecossistema fluvial. 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. É preciso uma nova visão de um modelo existente: visa fazer um "solar concentrado" com uma lupa gigante e extremamente precisa e algumas pedras muito quentes.
A primeira "refinaria" solar concentrada
Em Lancaster, Califórnia, uma cidade no deserto de Mojave, a Heliogen construiu uma versão em miniatura de sua refinaria solar. Um sistema solar concentrado não é novidade. Opera comercialmente desde a década de 60, e seus primeiros usos remontam a Arquimedes, para queimar as frotas romanas. No entanto, esse tipo de sistema melhora a energia solar concentrada de maneira incrível.
Como é feito um implante Heliogen?
Essencialmente, são muitos espelhos dispostos em círculo que refletem a luz do sol em um alvo alto. A energia solar concentrada usa a luz solar para aquecer esse alvo (que pode ser água, sal fundido 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 tem 400 espelhos, e isso é 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 comparação, a maioria das usinas solares de concentração em tamanho real existentes são capazes de produzir temperaturas na faixa de 400 ° a 500 ° C.
Como eles fizeram isso?
O progresso da Heliogen é possível graças ao software de última geração. Com inteligência artificial e uma série de câmeras, os espelhos (chamados de heliostatos) são mantidos o mais focados possível no alvo por meio de microajustes de sua posição durante o dia. Esta é a quantidade de luz solar que entra, 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 usa 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 pode produzir hidrogênio ecologicamente correto, isso é um divisor de águas. No longo prazo, queremos ser a empresa de hidrogênio verde.
Bill bruto, Heliógeno
Se não for utilizada imediatamente, a energia térmica também pode ser armazenada em simples rochas antigas, que podem permanecer quentes por dias ou até uma semana em uma unidade de armazenamento devidamente isolada. Sua energia pode ser usada quando necessário ou possivelmente até enviada para um local que precise de calor.
Comparado com as dificuldades de armazenar a eletricidade produzida pela energia solar, isso é óbvio.
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 isso, juntamente com outros refinamentos do sistema, ajude a reduzir o custo da energia produzida a partir de energia solar concentrada até que seja mais barata que a energia de combustível fóssil.
Hoje custa um pouco mais, mas não muito.
E em comparação com grandes grupos de painéis solares, as refinarias solares ainda são um pouco mais caras para construir e operar. Mas espera-se que os custos diminuam.
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 eletricidade produzida por essas refinarias criaria enormes quantidades de "HelioFuels" baratos, começando pelo hidrogênio. Como as células de combustível de hidrogênio são extremamente eficientes e podem operar de submarinos a laptops, isso seria um grande passo para limpar o suprimento 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 do uso generalizado de energia solar concentrada pode ser substancial.
A única produção de concreto é responsável por 8 a 10% de todas as emissões globais. Quase 40% dessas emissões são causadas pela queima de combustíveis fósseis necessários para gerar calor para o processo de produção. Um cálculo rápido, mesmo em mente, sugere que, se a energia solar concentrada substituísse o combustível fóssil queimado por calor 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.
