Planta protótipo em escala de quilowatts. Crédito:Rensselaer Polytechnic Institute
Partha Dutta, um professor de elétrica, computador, e engenharia de sistemas no Rensselaer Polytechnic Institute, vislumbra um futuro não tão distante, onde até mesmo as partes mais remotas do mundo teriam acesso a energia limpa e renovável. Sua visão não exigiria uma grande rede elétrica ou tecnologia cara. Em vez de, ele acredita que isso poderia ser feito usando espelhos simples, recursos locais, e o sol.
"Eu chamo isso de 'engenharia para um mundo melhor, 'o que significa que você tem que usar preços acessíveis, acessível, e recursos adequados, "Dutta disse.
O design de Dutta gera calor ao capturar a luz solar, que então é usado para converter água em vapor. Esse vapor pode ser usado para alimentar diretamente uma turbina a vapor, ou neste sistema, ele pode ser armazenado para uso posterior.
Produzir energia concentrando a luz solar não é totalmente novo. Mas o que diferencia o conceito de Dutta de outras usinas de energia solar concentrada, ele disse, é que sua planta é simples de construir, depende de materiais locais, e não requer o uso de sal fundido, que pode causar corrosão nos tubos do sistema. Esses recursos significam menores custos de montagem e manutenção, o que faria uma grande diferença para muitas comunidades.
"Projetamos um concentrador que pode ser feito de pequenos espelhos, que é muito barato, "disse ele." Pode ser feito por uma força de trabalho local, sem treinamento especial. "
Dutta construiu recentemente uma fábrica de protótipo em escala de quilowatts em Bhopal, Índia, demonstrando com sucesso a prova de conceito.
Encontrar uma alternativa ao sal fundido normalmente usado em tais sistemas foi uma etapa crítica. Dutta e sua equipe de pesquisa em Rensselaer estudaram centenas de materiais diferentes, focando em quão bem cada material armazena calor. Dutta levou essa informação ao campo a fim de encontrar materiais naturais e abundantes em Bhopal que mais se aproximassem das propriedades térmicas ideais descobertas no laboratório.
O que ele encontrou foram rochas térmicas abundantes em terra que foram colocadas dentro de um tanque para armazenamento de calor - um elemento-chave para garantir que a energia possa ser produzida a qualquer hora do dia. À noite, por exemplo, quando a energia do sol não está disponível, o calor armazenado dentro do material rochoso converterá a água em vapor para ser usado como eletricidade.
Dutta vê esse sistema como uma alternativa limpa ao carvão e aos combustíveis fósseis que alimentam as usinas térmicas - reduzindo, por sua vez, as emissões de gases de efeito estufa. Também pode levar a uma maior eficiência energética em processos industriais que requerem calor.
Esta energia independente, eficiente, e sistema sustentável, ele disse, pode ser usado em qualquer lugar - inclusive em áreas urbanas onde a demanda por eletricidade é alta. Mas Dutta acredita que o maior potencial é levar energia para áreas em todo o mundo que atualmente não têm acesso à eletricidade.
"É uma forma limpa de gerar energia, "Dutta disse." O potencial é expansivo. Com esta fonte de energia, você pode aquecer, você pode cozinhar, você pode criar eletricidade, você pode fazer a purificação da água, o que é muito importante em muitas partes do mundo. "
Dutta planeja expandir essa pesquisa. Ele espera demonstrar uma usina em escala de megawatts no próximo ano ou assim, a fim de continuar a mostrar o potencial desta abordagem ambientalmente e financeiramente amigável para a produção de energia solar. Ele também está procurando criar vapor supercrítico de alta temperatura por meio desse processo - um movimento que aumentaria a eficiência da geração de eletricidade pela turbina a vapor.