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Conheça a Tecnologia que Transforma Calor em Eletricidade

O que aconteceria se cada de litro de gasolina nos carros fizesse hora extra, e com isso gerasse até eletricidade? Esta é a idéia por trás dos sistemas de recuperação de calor desperdiçado. Uma jovem empresa de San Francisco, chamada Alphabet Energy, está tentando usar este conceito (criado há algumas décadas), gerar energia a partir de calor capturado e usá-lo em larga escala, com uma ajudinha da nanotecnologia e da indústria de semicondutores.

A Alphabet quer criar um chip termoelétrico que possa ser inserido em canos de escapamento ou motores, para converter calor em energia elétrica, e assim se tornar a “Intel do calor desperdiçado”, de acordo com Matt Scullin, presidente e co-fundador da empresa.

Um dispositivo termoelétrico pode usar calor para produzir energia sem precisar de partes móveis, do mesmo modo que uma célula fotovoltaica cria energia a partir da luz. É baseado no princípio bem conhecido que os elétrons podem ser movido através de um material pelo calor.

Segundo a Alphabet, a inovação está na escolha do material e na tecnologia proprietária que dá ao dispositivo uma baixa condutividade termal, fazendo com que ele seja propício ao uso miniaturizado e em larga – indo de aparelhos pequenos a grandes instalações industriais. O chip então pode ser ligado ao sistema elétrico, e o alimenta de energia gerada pelo calor em tempo real.

Com apenas um ano de idade, a Alphabet tem o objetivo ambicioso de liderar o que pode seus líderes acreditam ser um mercado de 200 bilhões de dólares.

Seus esforços fazem parte de um movimento maior de pesquisadores, empreendedores e associações empresariais que querem fazer uso do calor que é desperdiçado por fábricas, usinas de energia, carros e até mesmo notebooks.

Nos Estados Unidos, o governo tem se mostrado alheio a essa movimentação, diz Scullin.

Mas recentemente, um grupo de legisladores liderados pelo deputado democrata Paul Tonko, de Nova York, introduziu um projeto de lei que pode criar um crédito tributário de 30% em quem investir na instalação de sistemas de recuperação de calor desperdiçado em indústrias.

Mais produtividade

A oportunidade pode ser imensa. De acordo com um relatório de 2008 do Laboratório Nacional de Oak Ridge, mais de dois terços do combustível usado nos Estados Unidos para produzir energia é desperdiçado como calor. Na verdade, o país tem a menor produtividade energética entre todo o Primeiro Mundo.

Esse tipo de tecnologia tem mais de um século, explica Tom Casten, da Recycled Energy Development, uma empresa que pretende reformar grandes plantas industriais para converter seu calor desperdiçado em eletricidade e energia termal, para vendê-la ao sistema elétrico local.

Por exemplo, sistemas de cogeração (também chamados de combinação de calor e energia), podem gerar eletricidade ou força mecânica com calor em uma fábrica que necessite de energia térmica, ou transforme a energia desperdiçada em ambos.

Em 2008, os pesquisadores do Oak Ridge relataram que os 3.300 locais que contam com cogeração nos Estados Unidos responderam por quase 9% da capacidade de geração de energia do país, e pediram que se estabelecesse uma meta de 20% para esse percentual – um valor já alcançado por alguns países da Europa.

Também em 2008, a cogeração respondeu por mais da metade da produção nacional de energia na Dinamarca, quase 40% na Finlândia e mais de 30% na Rússia, de acordo com o estudo do Oak Ridge.

Um dos impeditivos da tecnologia nos Estados Unidos é que a regulamentação do setor não permite que instalações industriais lucrem com ganhos de eficiência – é obrigatório repassar essa economia ao consumidor, o que desestimula investimentos. Além disso, o regime tributário da União Europeia faz com que conservação e eficiência de energia sejam mais economicamente, interessantes, diz Casten.

Apesar disso, existem muitas empresas além da Alphabet tentando entrar neste mercado. Algumas startups, como a Nextreme, da Carolina do Norte, estão trabalhando com dispositivos termoelétricos.

Muitas instituições acadêmicas estão pesquisando a tecnologia e corporações como General Motors e General Eletric têm programas de desenvolvimento, segundo Scullin.

Preços mais baixos

Mas a Alphabet afirma que pode abaixar os preços de maneira radical, porque usa um material relativamente abundante e de baixo custo, mas que normalmente não seria um semicondutor termoelétrico eficiente.

A companhia usa tecnologia desenvolvida pelo Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley para adaptar o material e baixar sua condutividade térmica, o que, basicamente, faz com que ele produza mais eletricidade com menos calor.

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