Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Bedrijf: met software ingestelde zonnespiegels halen 1000 graden Celsius

Het bedrijf Heliogen heeft voor het eerst zonne-energie geconcentreerd om temperaturen van meer dan 1000 graden Celsius te halen. De doorbraak kan de inzet van fossiele brandstoffen voor industriële fabricageprocessen overbodig maken, stelt het bedrijf.

Volgens de Californische start-up, die door Bill Gates wordt ondersteund en waar technici van onder meer Caltech en het MIT werkzaam zijn, is deze doorbraak mogelijk door de inzet van 'geavanceerde computer vision software'. Door de inzet van deze beeldherkenningssystemen kon Heliogen een rij zonnespiegels zeer precies uitlijnen om het zonlicht nauwkeurig op een enkel doelwit te richten.

Tot nu toe kwamen commerciële systemen om zonlicht te bundelen niet verder dan temperaturen van 565 graden Celsius, stelt Heliogen. Volgens het bedrijf is die temperatuur onvoldoende voor veel industriële processen; er zijn vaak veel hogere temperaturen nodig, waarvoor tot nu toe nog veelal het verbranden van fossiele brandstoffen wordt ingezet.

Volgens financier Bill Gates zijn industriële processen voor het maken van staal, cement, petroleumdestillaten en andere materialen verantwoordelijk voor meer dan een vijfde van alle emissies. De cementsector is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor zeven procent van de wereldwijde koolstofdioxide-uitstoot. Uiteindelijk zou de vondst van Heliogen ertoe kunnen leiden dat hiervoor geen fossiele brandstoffen meer hoeven te worden gebruikt.

Het bedrijf heeft naar eigen zeggen een roadmap om met deze methode op termijn temperaturen tot 1500 graden Celsius te halen. Met dergelijke temperaturen zou het mogelijk zijn om CO2 of water te splitsen, zodat op een milieuvriendelijke manier synthesegas of waterstof kan worden gemaakt.

Deze techniek is overigens niet nieuw. Het gaat uit van parabolische spiegels die heel nauwgezet het inkomende zonlicht volgen en het richten op een doelwit, veelal gesmolten zout of een vloeistof, dat zich bijvoorbeeld op een toren bevindt. Dit wordt opgewarmd en naar een warmtewisselaar geleid, waarna de hitte wordt gebruikt om stoom te genereren, waarmee een stoomturbine wordt aangedreven.

Door Joris Jansen

Nieuwsredacteur

20-11-2019 • 11:28

180 Linkedin

Submitter: PilatuS

Reacties (180)

Wijzig sortering
Ik denk dat dat niet nodig is.

Een laser heeft maar een beperkt vermogen. Die focus was nodig om genoeg Watt/mm2 te produceren. Als je metaal wil snijden en je vermogen is te laag, dan voert het metaal de warmte af. Dan heb je een grote smeltplek in plaats van een kleine snij-plek.

Voor het soort toepassingen waar het in dit artikel over gaat is die concentratie niet zo hard nodig. Het maken van cement is geen millimeter werk. Je kunt dus met spiegels van een meter toe. De software roteert individuele spiegels, maar elke spiegel zelf blijft vlak.
Ja en dat is dus nieuw, aangezien dat eerst een limiet van de technologie was.
Als je de verhouding van temperaturen wil gebruiken, moet je absolute temperaturen gebruiken.

1000 graden Celsius is 1273K, 565C = 838K. Geen verdubbeling, eerder 50%.
500 x 2 = 1000 ja, maar
(273.15 + 500) x 2 != (273.15 + 1000)

Een verdubbeling van temperatuur zou bvb van -73.15 C = 200 K naar 2 x 200 K = 400 K = 126.85 C zijn.
Het nieuwe is dus de temperatuur wat blijkbaar voor nieuwe toepassingen kan zorgen, wat bestaande systemen dus niet kunnen.
Bestaande systemen verwarmen bijvoorbeeld een bak zout en dat werkt als een buffer zodat je 's nachts ook energie opwekt. Ik denk inderdaad dat het in Nederland wellicht niet heel veel nut heeft, maar de wereld is groter dan Nederland. Ik ben benieuwd naar de impact van deze techniek, want ze zeggen al dat je dit dus kunt inzetten om (waterstof) gas te genereren wat je dus kunt opslaan en op andere momenten in kan zetten, ook 's nachts als het niet waait.
De Spaanse ‘Power-Tower’ Gemasolar, vlakbij Sevilla (2011) gebruikt 's nachts gewoon het nog niet afgekoelde zout om dan nog steeds stroom op te wekken.
Nu ligt het bij mij voor de hand om te denken dat je met 1500m2 aan spiegels, dus 2 kilo staal per uur kan smelten. Maar die energie die je in dat staal gestopt hebt gaat toch niet verloren? Dus als je dat staal smelt, in de juiste vorm giet, dan kan je daarmee toch weer nieuwe stukken staal opwarmen?
Ik heb gewoon scheikunde gedaan op school haha :)
tuurlijk heb je wat ruimte nodig, maar je moet ook dingen opofferen om de planeet te redden.
Ik neem aan dat je de kilo ijzer vanaf kamertemperatuur hebt opgewarmd? En dat je er van uit gaat dat die energie niet gerecycled wordt?

In een echte fabriek maak je gebruik van het feit dat je eindproduct geen gesmolten staal is. Dat moet je toch afkoelen. De warmte die bij het afkoelen van je eindproduct vrijkomt recycle je terug naar de input. Dat is niet perfect, maar vaak kun je 90% recyclen. Dat beteken dus dat je nog maar 10% van de warmte door de zon hoeft te laten leveren.
Je hebt gelijk 8)7

Hoeveel er bij de omzetting van zonne-energie naar thermisch (of electrisch) beschikbare energie overblijft bij Heliogen kan ik zo snel niet vinden.
NL haalt geen* 1000 hoor ;) reken met 800...

*, Een heldere voorjaarsdag (niet midzomer dan te heiig / vochtig) met een wolkje erbij voor wat stiekeme extra reflectie kan je een piek van 1000 leveren, maar 'constant' kom je niet (ver) voorbij de 800.
Dus 0.195 KM2. peanuts eigenlijk.

Of als we rekenen met de 800 watt/m2 van Freaky: 0.317 KM2

Maar ze kunnen ook verhuizen naar noord africa natuurlijk.

[Reactie gewijzigd door Countess op 20 november 2019 17:44]

Met die redenering kan je vrijwel elke progressie van een bestaand systeem of vakgebied wegdoen als 'niks meer dan een publicititsstunt'.
van ~560 Celcius naar 1000Celcius is best wel een stapje vooruit.
>800Celcius komen er een steeds groter aantal industriele processen in aanmerking.
Kun je de energie niet in het te smelten metaal opslaan?
Zoek eens naar gesmolten zout batterijen.
Als je een aluminiumsmelter op de zon wilt laten werken kun je de thermische massa daarvan toch mooi als buffer gebruiken?
Niet echt omdat die smelter eigenlijk alumium platen en blokken moet produceren. Pannen etc. wordt daar later uit gestanst & geperst.
Dus erts & schroot omzetten naar plaatmateriaal gaat het makkelijkst via een kort durende vloeibare fase.
Een buffer impliceert dat warmte opslag handig zou zijn, bij een smelter is dat niet op grote schaal het geval, meer een zo kortmogelijk durrend lastig deel van het proces.
(Overigens hebben die veel stroom nodig voor het proces 250kA bij 4 a 5 volt. Niet voor warmte maar voor electrolyse, zie: https://wetenschap.infonu...auxiet-tot-aluminium.html) Het moet ook nog een gebeuren bij een temperatuur van 950 Celcium (om een oplossing van alluinaarde in kryoliet) te maken.
Da's 1 a 1,25 MW, niet zo heel erg veel.
Voor 1 CEL.... en ze hebben honderden cellen... het is niet voor niets dat pechinez naast Borsele centrale zit.
Ah, dat verandert de zaak natuurlijk. _/-\o_
Het gaat mij om de zgn. 'back radiation', de warmtestraling die van de CO2 in de atmosfeer teruggestraald zou worden en de aarde zou opwarmen.
Dat moet dan volgens de thermodynamica ook niet kunnen gezien de atmosfeer op de hoogte waar die straling vandaan zou komen kouder is dan het aardoppervlak.
Ooit van thermodynamica gehoord? Een kouder voorwerp kan geen warmer voorwerp opwarmen. Punt. Einde discussie want je analogie is daarom blijkbaar fout.
In een huis met een spouwmuur houdt de koude buitenmuur wel de warme binnenmuur warm.
Flauw want dat doet 'ie niet. Hij neemt nog steeds netto warmte op van de kamer en geeft dat naar buiten door.
Het is slechts een iets betere isolator dan een enkelsteensmuur. Heeft niets met 'back radiation' of reflectors te maken.
En toch blijft een huis warmer als er een spouwmuur omheen staat.
Niet omdat de spouwmuur het huis opwarmt, maar omdat die afkoeling verhindert.
Ja, bij een huis werkt dat zo. En dan?
Het is een ander effect...

Broeikas gassen zijn minder doorzichtig in InfraRood en wel doorzichtig voor UV.
Dus UV komt de dampking binnen en wordt op het aard oppervlak goeddeels omgezet in IR.
Dat IR wordt weer uitgestraald maar gereflecteerd door een deel van de admosfeer....
Doordat er meer energie binnen blijft zal het langzaam warmer worden.
Als er veel water en zwavelzuur (van wat forse vulkaan uitbarstingen bv .zoals de Krakatau) in de hoge atmosfeer terecht komt zal er veel UV gereflecteerd worden waardoor de opwarming minder wordt en er zelf een global cooling voor een paar jaar van een paar graden kan optreden.

(Zoek anders eens op hoe de Venus aan z'n warme atmosfeer komt).
Nee, dat werkt niet anders. Hoe 'reflecteert' een gasmolecuul?
Door door een foton aangeslagen te worden en terugvallend naar een lagere energietoestand een foton uit te zenden.
En volgens de thermodynamica kan dat foton de aarde niet opwarmen, want dan zou je een warmtepomp krijgen die zonder energie input warmte van lagere naar hogere temperatuur transporteert.

[Reactie gewijzigd door ajolla op 21 november 2019 01:23]

Ja, maar kun je dit in overeenstemming brengen met de wet dat warmte niet van een kouder naar een warmer object stroomt?

En waarom kun je een stuk staal dan niet met een straalkacheltje witheet stoken, zoals hier eerder is gesteld?
Als het vermogen van je kacheltje hoog genoeg is zouden er toch voldoende fotonen op het staal terecht komen?

[Reactie gewijzigd door ajolla op 22 november 2019 02:37]

Statistisch proces, zoals gezegd. Fotonen brengen energie over. Dat gaat beide kanten op. De fotonenstroom van het hete object naar het koude object is groter, maar individueel kan een foton daar van afwijken.
"De fotonenstroom van het hete object naar het koude object is groter,..."

Als het koude object nou vele malen groter is dan het hete object, kan dan bijvoorbeeld de achtergrondstraling van het heelal de zon opwarmen?
Of een heel grote niet zo warme schil op grote afstand om een hete bol, die bol opwarmen?
Jouw beschrijving lijkt dat niet uit te sluiten maar toch lijkt dat niet te kunnen.

Misschien moeten we de vraag vertalen naar: hoeveel vermogen (of: hoeveel fotonen, en in welke richting) straalt een zwarte straler uit per oppervlakte-eenheid?
Misschien vinden we dan een fundamentele limiet voor het verschil tussen hoge-energieuitstraling en lage-energieabsorptie en dat dat nooit negatief kan worden.

Principiëel zie ik die beperking in heel het voorgaande nog niet aan bod komen, tenzij in de door jou bestreden algemene 'warmte stroomt niet van koud naar warm'.
Kleine aanvulling: met lasers kan het wel (die kunnen zeer warm worden). Alleen heb je daar natuurlijk heel veel energie voor nodig, dus voor dit soort toepassingen is dat onbruikbaar.
Het was meer een nutteloos tegenargument op de nutteloze opmerking dat zonnecollectoren zon nodig hebben, terwijl dat dus ook prima met een kunstmatige lichtbron zou kunnen. Maar ja, ik moet idd wel toegeven dat het niet efficiënt is :P
Dat is in sommige delen van de wereld natuurlijk geen probleem echter als men het heeft over industriële processen dan zijn dat vaak fabrieken die 24/7 draaien. De zon is er hooguit 12 uur per dag, waarvan misschien 8 uur voldoende is om die temperatuur te halen. Dat betekend dus dat je 24/7 fabriek een 8/7 wordt, van 3 naar 1 ploeg.
De payback van je installatie is dan een stuk lager tenzij je 1 ploeg op de zon draait en de overige 2 op andere energie.
Als ze uiteindelijk wel die 1500 graden weten te halen, dan kan men overdag wanneer er voldoende zon is eventueel waterstof produceren en de verbranding daarvan gebruiken voor hun 24/7 productieproces. Het is dan natuurlijk wel de vraag in hoeverre dat economisch rendabel zal zijn.
Warmte is goed te bufferen in gesmolten zout, dat is een bewezen techniek.
Klopt maar boven de 1000 graden en meer weet ik niet of dat werkt met zout.
Wat ik begrepen heb is dat het vooral voor opslag is bij lagere temperatuur.
En schone spiegels.
To calibrate kan slaan op het calibreren van de servo's en de resolvers van de spiegels. Het calibreren zorgt dan voor een betere uitlijning.
Kijk maar eens wat documentaires over de Hubble en dan weet je dat een spiegel wel degelijk te kalibreren is.

https://www.youtube.com/watch?v=SQvp5_XlzRI

[Reactie gewijzigd door TheSiemNL op 20 november 2019 13:18]

Die spiegels worden steeds actief versteld ivm de veranderende positie tov de zon. Maar eerst zal je ze toch heel precies moeten kalibreren zodat ze samen naar hetzelfde plekje reflecteren omdat ze anders allemaal continu een andere plek verlichten.
Helemaal waar, maar om een bepaalde hoeveelheid energie op te vangen, heb je een bepaalde oppervlakte nodig. Of dat nu spiegels voor een zonlichtconcentrator of fotovoltaische zonnecellen zijn.
En hete zoutoplossing opslaan en transporteren is dat echt zoveel beter dan gewoon waterstof gegenereerd met zonnecellen en elektrolyse ?
Dit verhaal heeft wel erg veel nadruk op AI, hoe geweldig de software wel is.
En hete zoutoplossing opslaan en transporteren is dat echt zoveel beter dan gewoon waterstof gegenereerd met zonnecellen en elektrolyse ?
Ja, want elektrolyse is bijzonder inefficiënt.
Is allemaal relatief, in landen waar de zon nauwelijks schijnt werkt dit systeem ook niet en in landen waar het veel waait maar altijd op het verkeerde moment heb je alleen iets aan windenergie als je het kunt opslaan.
Elektrolyse is inefficiënt maar een windturbine laten draaien en niets met de energie doen is nog veel inefficiënter.

Hebben ze zelf ook door.
In addition to industrial process heat, Heliogen’s technology roadmap calls for temperatures up to 1,500 degrees Celsius. At that temperature, Heliogen can perform CO2-splitting and water-splitting to make 100 percent fossil-free fuels such as hydrogen or syngas.
Ik meen dat in Nevada al sinds de jaren 70 een dergelijke zonne oven staat. kan zo snel de link niet vinden maar het concept is al heel oud ook met vlakke spiegels en computersturing.
Mooi initiatief maar ik zie het nieuwe niet echt.
Elektrolyse is "bijzonder inefficient" voor zaken als elektrische autos, omdat een behoorlijk deel van de energie omgezet wordt in warmte. In deze toepassing hebben we 't zuiver over warmte, dus dan is warmte geen verliespost.
Mooie groene methode om waterstof te genereren inderdaad!
Volgens mij bedoelt @falconhunter de spiegels te vervangen voor zonnepanelen en op die manier waterstof te maken. Dus dan heb je alsnog je opslag.
volgens mij ben je dan niet alleen beduidend duurder uit per vierkante meter, maar je hebt ook nog eens extra verlies bij het omzetten.
Ik weet het zelf ook niet. Mij leek het met spiegels ook efficiënter, maar ik heb dan ook geen idee.. :)
Als dat efficiënter is met zonnepanelen dan is dat uiteraard beter. Ik dacht meer in de vergelijking met waterstof maken middels fossiele brandstof.
"Tientallen malen meer efficient" is een argument als we een tekort aan zonlicht hebben. Maar dat is niet het geval. Wat hier telt is het economisch rendement. En spiegels zijn spotgoedkoop.
Synthesegas kan je gebruiken om koolwaterstoffen te maken, en die zijn beduidend makkelijker te transporteren als waterstof. Voor de transport sector is dat waarschijnlijk een betere optie.

[Reactie gewijzigd door Countess op 20 november 2019 12:15]

Maar ja, op waterstof rijden is eigenlijk op stroom rijden alleen dan sla je de energie op een andere manier op dan in een batterij.
Maar wel met 2 keer een flink verlies, eerst bij het opwekken (70% efficient) en daarna bij het weer omzetten in stroom (60% efficient).
(als je meer als 60% ziet word er iets gedaan met de rest warmte van het process, dat is in een auto beduidend moeilijker, op de verwarming na.)

En met Synthesegas zijn ook langere koolwaterstoffen te maken die vloeibaar zijn bij gebruikstemperatuur.
Inderdaad, zo kun je synfuel maken, want voor het vliegverkeer is er voorlopig geen andere optie. Kerosine heeft zo ongeveer de hoogste energiedichtheid.
Met deze technologie kunnen van waterstof en CO2 synthetische koolwaterstoffen worden gemaakt zoals kerosine. Daar zie ik meer in dat staal smelten, wat in een EAF veel makkelijker en sneller gaat.
Dat is een zeer kostbaar proces, ik gebruik wel eens een additief in mijn benzine om het blok/ egr/ gasklephuis schoon te houden, Basf keropur, wat in feite synthetische kerosine is. 10 euro voor 100 ml...
Zo duur is het weer niet in volume. Qatar heeft een Gas-To-Liquid (GTL) fabriek die voor minder dan een dollar per liter produceert. En ik denk dat de KLM hun kerosine niet per milliliter inkoopt.
Alleen ik had het over deze implementatie van deze techniek:

Dus alleen met warmte waterstof maken, dus 0% verlies in prenciepe.
En de conversie van waterstof naar stroom is nog altijd efficienter dan van syntfuel naar beweging.
De brandstof moteren zijn niet efficienter dan 20%(Behalve speciale efficientere motoren die geen nut hebben in auto's voor hun lage mass to power ratio)

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone 11 Microsoft Xbox Series X LG OLED C9 Google Pixel 4 CES 2020 Samsung Galaxy S20 4G Sony PlayStation 5 Nintendo Switch Lite

'14 '15 '16 '17 2018

Tweakers vormt samen met Hardware Info, AutoTrack, Gaspedaal.nl, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer DPG Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2020 Hosting door True