Un nuevo avance en la energía solar concentrada hace posible temperaturas de 1500 ° C (2.700 ° F) a partir de la luz solar.
El calor producido por la energía solar concentrada se puede utilizar para producir electricidad y combustibles limpios o para impulsar procesos industriales.
Una tecnología que puede ayudar librar al mundo del petróleo.
Energía solar concentrada: turbo renovables
La necesidad de fuentes de energía limpias, coherentes y renovables nunca ha sido más apremiante. El aumento de los precios de la energía amenaza con reactivar la inflación y ralentizar el crecimiento económico. El control de los combustibles fósiles ya ha provocado guerras y podría provocar otras nuevas. Los combustibles fósiles continúan generando emisiones de gases de efecto invernadero, lo que dificulta la solución del problema del cambio climático.
¿Y las renovables?
Si bien las fuentes de energía renovables y bajas en carbono se utilizan más que nunca, ninguna de ellas es perfecta. La energía solar y la eólica son muy limpias y siempre más económicas, pero tienen un problema de almacenamiento de energía. Las baterías necesarias para almacenar esa energía requieren metales de tierras raras, complejos de extraer y cada vez más demandados. La energía hidroeléctrica es grande, pero puede tener impactos negativos en el ecosistema fluvial. La energía nuclear sigue siendo difícil de vender.
Es en este escenario en el que el mundo busca formas de producir mucha energía o resolver los problemas de las fuentes que tenemos que nace la historia de Heliogen.
Heliogen es una empresa de tecnología de energía renovable fundada por el emprendedor Bill Gross. Él adopta un nuevo enfoque para un modelo existente: su objetivo es hacer un "solar concentrado" con una lupa gigante y extremadamente precisa y algunas rocas realmente calientes.
La primera "refinería" solar concentrada
En Lancaster, California, una ciudad en el desierto de Mojave, Heliogen ha construido una versión en miniatura de su refinería solar. Un sistema solar concentrado no es nada nuevo. Opera comercialmente desde la década de 60, y sus primeros usos se remontan a Arquímedes, para quemar las flotas romanas. Sin embargo, este tipo de sistema mejora la energía solar concentrada de una manera increíble.
¿Cómo se fabrica un implante de heliógeno?
Esencialmente, estos son muchos espejos dispuestos en un círculo que reflejan la luz del sol sobre un objetivo alto. La energía solar concentrada utiliza la luz solar para calentar ese objetivo (que podría ser agua, sal fundida o incluso algo sólido) a temperaturas muy altas.
Cuando este calor se utiliza para algo distinto a la generación de electricidad, se denomina energía solar térmica concentrada.
La instalación de prueba de Heliogen tiene 400 espejos, y eso es una décima parte del tamaño que la compañía quiere desarrollar.
Incluso con esta pequeña cantidad de espejos, la energía solar concentrada de Heliogen produjo resultados asombrosos. Su operación, como se mencionó, produjo temperaturas de hasta 1500 ° C (2732 ° F). A modo de comparación, la mayoría de las plantas solares de concentración de tamaño completo existentes son capaces de producir temperaturas en el rango de 400 ° a 500 ° C.
¿Cómo lo hicieron?
El progreso de Heliogen es posible gracias a un software de última generación. Con inteligencia artificial y una serie de cámaras, los espejos (llamados helióstatos) se mantienen lo más enfocados posible en el objetivo mediante microajustes de su posición durante el día. Esta es la cantidad de luz solar que entra, creando más calor de lo que era posible anteriormente.
Es importante recordar que técnicamente se trata de un sistema solar térmico.
A diferencia de los paneles solares, este proyecto de energía solar concentrada no utiliza el efecto fotovoltaico para transformar la luz solar directamente en electricidad.
Este proyecto trata sobre la generación de calor. Un calor que luego puede usarse para producir electricidad, y puede hacerlo de manera muy eficiente, pero también tiene otras aplicaciones además de eso.
¿Cuales?
Muchas industrias utilizan calor intenso en sus procesos de fabricación, como la fundición o la fabricación de cemento, y a menudo queman combustibles para crear esas altas temperaturas. La refinería de Heliogen es capaz de producir temperaturas similares sin quemar combustibles y podría proporcionar calor para estas industrias en el futuro. El calor producido es lo suficientemente alto como para producir también hidrógeno por electrólisis.
Si puede producir hidrógeno respetuoso con el medio ambiente, esto cambiará las reglas del juego. A largo plazo, queremos ser la empresa de hidrógeno verde.
Bill Gross, Heliógeno
Si no se usa inmediatamente, la energía térmica también se puede almacenar en rocas viejas simples, que pueden permanecer calientes durante días o incluso hasta una semana en una unidad de almacenamiento debidamente aislada. Luego, su energía puede usarse cuando sea necesario o incluso enviarse a un lugar que necesite calor.
En comparación con las dificultades de almacenar la electricidad producida por la energía solar, esto es una obviedad.
¿Cómo se puede aplicar la energía solar concentrada a gran escala?
Gross espera mejorar el proceso logrando los mismos resultados con helióstatos cada vez más pequeños. Los suyos ya son más pequeños de lo habitual, lo que les permitiría producirlos en masa a un precio inferior al actual.
La esperanza es que esto, junto con otras mejoras al sistema, ayude a reducir el costo de la energía producida a partir de la energía solar concentrada hasta que sea más barata que la energía de combustibles fósiles.
Hoy cuesta un poco más, pero no mucho.
Y en comparación con grandes grupos de paneles solares, las refinerías solares siguen siendo un poco más caras de construir y operar. Pero se espera que los costos disminuyan.
La energía solar concentrada podría cambiar radicalmente la producción
La gran visión de Gross es construir muchas refinerías solares concentradas en todo el mundo utilizando su calor para impulsar procesos industriales.
La electricidad producida por estas refinerías crearía enormes cantidades de "HelioFuels" baratos, comenzando con hidrógeno. Dado que las celdas de combustible de hidrógeno son extremadamente eficientes y pueden ejecutar cualquier cosa, desde submarinos hasta computadoras portátiles, este sería un gran paso hacia la limpieza del suministro de energía.
Existen ideas similares y se han utilizado en otros lugares para producir combustible para aviones de forma limpia, otro proceso industrial que normalmente requiere la quema de combustibles fósiles para crear altas temperaturas.
La reducción de las emisiones de carbono derivadas del uso generalizado de la energía solar concentrada podría ser sustancial.
La única producción de hormigón es responsable del 8 al 10% de todas las emisiones globales. Casi el 40% de estas emisiones son causadas por la combustión de combustibles fósiles necesarios para generar calor para el proceso de producción. Un cálculo rápido, incluso en la mente, sugiere que si la energía solar concentrada reemplazara el combustible fósil quemado por calor solo en la producción de concreto, las emisiones globales de carbono se reducirían hasta en un 4%.
Para hacer una comparación, sería como si Italia, Francia, Reino Unido y Brasil simultáneamente y simultáneamente redujeran a cero las emisiones al mismo tiempo.
