Bill Gross: Great ideas for finding new energy

Bill Gross compartilha ótimas idéias para encontrar novas energias

Tradutor: Maria Carolina de Araujo Cintra Revisor: Leandro Cianconi

Right when I was 15 was when I first got interested in solar energy.

A primeira vez que me interessei por energia solar eu tinha 15 anos.

Minha família mudou-se de Fort Lee para a Califórnia.

My family had moved from Fort Lee, New Jersey to California,

from the snow to lots of heat, and gas lines.

nós mudamos da neve para muito calor - e linhas de gás.

There was gas rationing in 1973.

Houve o racionamento de gás em 1973.

The energy crisis was in full bore.

A crise energética estava em seu máximo.

I started reading "Popular Science" magazine,

Eu comecei a ler a revista Ciência Popular

and I got really excited about the potential of solar energy

e fiquei muito entusiasmado com o potencial da energia solar

to try and solve that crisis.

para tentar solucionar aquela crise.

I had just taken trigonometry in high school,

Eu havia acabado de aprender trigonometria no colegial,

I learned about the parabola

e já entendia a parábola

and how it could concentrate rays of light to a single focus.

e sabia que ela podia concentrar os raios de luz em um único foco

Aquilo me deixou muito entusiasmado.

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

E eu realmente sabia que ali havia o potencial

to build some kind of thing that could concentrate light.

para construir algum tipo de sistema que pudesse concentrar a luz

Então eu fundei esta empresa chamada Solar Devices (Aparelhos Solares).

So, I started this company called Solar Devices.

E nela eu construia parábolas,

And this was a company where I built parabolas,

I took metal shop,

Eu fiz o curso de mecânica no colégio

and I remember walking into metal shop building parabolas and Stirling engines.

e me lembro de entrar neste curso construindo parábolas e mecanismos Stirling.

E estava construindo este Stirling no torno

And I was building a Stirling engine over on the lathe,

e todos os motoqueiros vieram ver

and all the motorcycle guys said, "You're building a bong, aren't you?"

e disseram "Você está construindo um narguilé, não está?"

E eu respondia "Não, isto realmente é um Stirling!"

And I said, "No, it's a Stirling engine." But they didn't believe me.

Ninguém acreditou em mim.

I sold the plans for this engine

Eu vendi os planos para este mecanismo e projeto

and for this dish in the back of "Popular Science" magazine,

para as páginas da revista Ciência Popular, a quatro dólares cada.

for four dollars each.

E ganhei dinheiro suficiente para o meu primeiro ano na Caltech

And I earned enough money to pay for my first year of Caltech.

Foi uma enorme alegria para mim ser aceito na Caltech.

It was a really big excitement for me to get into Caltech.

E no meu primeiro ano na Universidade, eu continuei o negócio.

And at my first year at Caltech, I continued the business.

Porém, no segundo ano da Calltech, eles começaram a dar notas

But then, in the second year of Caltech, they started grading.

O primeiro ano inteiro era graduado apenas com "passou ou não", porém no segundo ano adotaram o sistema de notas.

The whole first year was pass/fail, but the second year was graded.

E eu não consegui manter o meu negócio.

I wasn't able to keep up with the business,

E eu terminei com um desvio de 25 anos.

and I ended up with a 25-year detour.

Meu sonho se transformou em conseguir converter energia solar com baixo custo

My dream had been to convert solar energy at a very practical cost,

Mas então eu tive este grande desvio

but then I had this big detour.

First, the coursework at Caltech.

Primeiro, o curso na Caltech

Then, when I graduated from Caltech, the IBM PC came out,

Quando eu me formei pela Caltech, o IBM PC foi lançado

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

eu fiquei viciado no IBM PC em 1981.

And then in 1983, Lotus 1-2-3 came out,

E então em 1983, o Lotus 1-2-3 foi lançado,

and I was completely blown away by Lotus 1-2-3.

e eu fiquei completamente entusiasmado com o Lotus 1-2-3.

Eu comecei a gerenciar os meus negócios com o 1-2-3, comecei a desenvolver extensões para o 1-2-3.

I began operating my business with 1-2-3, began writing add-ins for 1-2-3,

Desenvolvi uma interface de linguagem natural para o sistema

wrote a natural language interface to 1-2-3.

I started an educational software company after I joined Lotus,

Fundei uma empresa de software educacional depois que eu comecei a trabalhar para a Lotus

E então fundei a Idealab

and then I started Idealab so I could have a roof

Com ela eu poderia ter um grande suporte onde eu poderia construir diversas empresas sucessivamente

under which I could build multiple companies in succession.

Muitos anos depois, em 2000, com a nova crise energética da Califórnia

Much later -- in 2000, very recently -- the new California energy crisis --

ou aquilo que era supostamente uma grande crise energética, estava chegando.

what was purported to be a big energy crisis -- was coming.

E eu estava tentando pensar se existia algum jeito

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

de nós construirmos algo que lucrasse com aquilo

e tentamos conseguir para as pessoas energia de reserva.

and get people backup energy, in case the crisis really came.

para o caso da crise realmente chegar.

And I started looking at how we could build battery backup systems

E eu então eu comecei a pesquisar como nós poderíamos construir sistemas de backup de energia armazenados em baterias

Estes sistemas dariam às pessoas cinco horas, dez horas, talvez um dia inteiro

that could give people five hours, 10 hours, maybe even a full day,

ou mesmo três dias inteiros de energia reserva.

or three days' worth of backup power.

Estou contente que vocês já escutaram hoje (em outra palestra)

I'm glad you heard earlier today, batteries are unbelievably --

que as baterias são uma fonte inacreditável de energia - mas com baixa densidade em comparação com o combustível

lack density compared to fuel.

So much more energy can be stored with fuel than with batteries.

Podemos armazenar muito mais energia com combustível do que com baterias.

You'd have to fill your entire parking space of one garage space

Você teria que encher toda a sua garagem

apenas para ter umas quatro horas de energia de reserva proveniente de baterias.

just to give yourself four hours of battery backup.

E então eu concluí, após pesquisar todas as outras tecnologias

And I concluded, after researching every other technology

que nós poderíamos construir uma solução para armazenamento de energia

that we could deploy for storing energy --

com flywheels e fórmulas diferentes de baterias

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

Não era prático armazenar energia

So what about making energy? Maybe we could make energy.

E se nós pudéssemos produzir energia?

Talvez nós pudéssemos produzir energia

I tried to figure out -- maybe solar's become attractive.

Eu tentei descobrir se a energia solar realmente se tornou atraente

It's been 25 years since I was doing this,

Eu já fazia isto há 25 anos.

let me go back and look at what's been happening with solar cells.

Pesquisando o que tinha acontecido com as placas solares neste tempo

Percebi que o preço caiu de 10 dolares para quatro ou cinco por watt

And the price had gone down from 10 dollars a watt

to about four or five dollars a watt, but it stabilized.

mas o preço se estabilizou

And it needed to get much lower to be cost-effective.

E eu precisava que este preço baixasse bem mais para que este sistema fosse efetivo.

Eu estudei todas as novas coisas que aconteceram com as placas solares

I studied all the new things that had happened in solar cells,

e estava tentando buscar maneiras onde pudéssemos inovar

and was looking for ways we could make solar cells more inexpensively.

e fazer placas solares mais baratas.

A lot of new things are happening to do that,

Existem várias coisas novas que estão acontecendo para tornar isto possível

but fundamentally, the process requires a tremendous amount of energy.

porém, fundamentalmente o processo requer uma quantia tremenda de energia

Some people say it takes more energy to make a solar cell

Algumas pessoas até dizem que é necessária mais energia para fazer uma placa solar

than it will give out in its entire life.

Do que esta placa vai fornecer em toda a sua vida útil.

If we reduce the amount of energy it takes to make the cells,

Se nós pudéssemos reduzir a quantidade de energia necessária para fazer as placas

that will become more practical.

este processo se tornará mais prático.

But right now, you pretty much have to take silicon,

Mas agora, você basicamente tem que pegar silício,

put it in an oven at 1600 F for 17 hours, to make the cells.

e colocar em um forno a 871 graus celsius por 17 horas, para fazer estas placas

A lot of people are working to try and reduce that,

Um monte de gente está trabalhando em maneiras de reduzir isto,

but I didn't have anything to contribute.

mas eu não tinha nada para contribuir nesta área.

So I tried to figure out what other way could we try

Então, eu tentei imaginar de qual outra maneira nós poderíamos tentar e produzir energia solar com baixo custo.

to make cost-effective solar electricity.

Então eu tive uma ideia - e se nós coletássemos o sol com um refletor grande -

What if we collect the sun with a large reflector --

exatamente como eu havia pensado lá atrás, quando eu estava no colegial

like I had been thinking about in high school,

porém com tecnologia moderna nós poderiamos fazer um coletor mais barato e maior

but maybe with modern technology we could make it cheaper --

concentrar isto em um conversor pequeno,

concentrate it to a small converter,

e então o aparelho de conversão não precisaria ser tão caro

and then the conversion device wouldn't have to be as expensive,

pois é bem menor, ao invés de usar placas solares,

because it's much smaller, rather than solar cells,

que precisam cobrir a superfície inteira de onde você quer obter a luz solar

which have to cover the entire surface that you want to gather sun from.

Isto parecia prático agora,

This seemed practical now,

pois um monte de novas tecnologias foram desenvolvidas nos 25 anos que se passaram desde a última vez que pesquisei isto

because a lot of new technologies had come in the 25 years

since I had last looked at it.

Primeiro, existem diversas novas técnicas de produção

There was a lot of new manufacturing techniques,

isto sem mencionar os minúsculos e baratos motores

not to mention really cheap miniature motors --

motores de corrente, rotação e compressão

brushless motors, servomotors, stepper motors,

que são usados em impressoras, scanners e coisas assim

that are used in printers and scanners.

Então, isto é um avanço revolucionário

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

É claro, microprocessadores baratos

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

e então uma inovação muito importante - algorítimos genéticos

Vou falar brevemente sobre algorítmos genéticos.

I'll be very short on genetic algorithms.

É uma maneira poderosa de resolver problemas insolucionáveis usando seleção natural

It's a powerful way of solving intractable problems using natural selection.

Você pega um problema que você não consegue resolver com a resposta matemática pura,

You take a problem that you can't solve with a pure mathematical answer,

você constrói um sistema evolutivo que efetua múltiplas tentativas de acerto e erro

you build an evolutionary system to try multiple tries at guessing,

você adiciona sexo -

you add sex --

where you take half of one solution and half of another

onde você pega metade de uma solução, metade de outra e faz novas mutações

and then make new mutations --

e você usa a seleção natural para matar todas as soluções imprestáveis.

and you use natural selection to kill off not-as-good solutions.

Geralmente, com um algorítimo genético em um computador hoje

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

com um processador de três gigahertz

with a three gigahertz processor,

você pode resolver muitos problemas que anteriormente eram insolúveis

you can solve many formerly intractable problems

em uma questão de minutos.

in just a matter of minutes.

So we tried to come up with a way to use genetic algorithms

Nós tentamos pensar em uma maneira de usar algorítimos genéticos

to create a new type of concentrator.

para criar um novo tipo de concentrador.

And I'll show you what we came up with.

E eu vou mostrar para vocês qual foi a nossa ideia.

Traditionally, concentrators look like this.

Tradicionalmente, concentradores se parecem com isto.

Those shapes are parabolas.

Estas formas são parábolas

They take all the parallel incoming rays and focus it to a single spot.

Elas pegam todos os raios solares paralelos e foram em um ponto único

They have to track the sun,

Elas tem que rastrear o sol, pois elas tem que ser apontadas diretamente para ele.

because they have to point directly at the sun.

Elas geralmente têm um ângulo de erro de apenas um grau,

They usually have a one degree acceptance angle --

isto quer dizer que quando elas estão mais de 1 grau fora do ângulo

once they're more than a degree off,

nenhum raio solar vai atingir o foco.

none of the sunlight rays will hit the focus.

Então nós tentamos pensar em uma maneira de fazer um coletor sem um sistema de rastreamento

So we tried to come up with a non-tracking collector

um coletor que conseguiria coletar bem mais do que 1 grau de luz,

that would gather much more than one degree of light, with no moving parts.

sem partes móveis.

Então, nós criamos este algorítmo genético para fazer esta tentativa,

So we created a genetic algorithm to try this out,

Nós fizemos um modelo grande de um refletor multi-faces

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

e uma coisa fantástica evoluiu, literalmente evoluiu,

and an amazing thing evolved, literally,

de tentar um bilhão de ciclos, um bilhão de tentativas diferentes

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

com um função de ajuste que definia como você pode coletar a maior quantidade de luz do sol

with a fitness function that defined how can you collect the most light,

from the most angles, over a day, from the sun.

da maior quantidade de ângulos, durante o dia

E este é o formato que não evoluiu

And this is the shape that evolved.

It's this non-tracking collector with these six tuba-like horns,

Isto é um coletor sem rastreamento com seis dispositivos em formato de tuba

e cada um deles coletando luz solar da seguinte maneira

and each of them collect light in the following way --

se a luz do sol bate aqui

if the sunlight strikes right here,

it might bounce right to the center, the hot spot, directly,

ela poderá rebater e refletir no centro, o ponto focal, diretamente

porém se o sol não coincide com o depositivo e vem pela lateral

but if the sun is off axis and comes from the side,

isto poderá atingir dois lugares e rebater duas vezes

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

Então para luz direta, isto provoca apenas uma rebatida

para luz não coincidente, isto poderá provocar duas,

for off-axis light it might take two,

and for extreme off-axis, it might take three.

e para luzes não coincidentes extremas, isto levará três

Your efficiency goes down with more bounces,

Sua eficiência cai com mais rebatidas,

because you lose about 10 percent with each bounce,

pois você perde aproximadamente 10% com cada rebatida.

Mas isto permitiu a coleta de luz de um ângulo de 25 graus ou menos.

but this allowed us to collect light from a plus or minus 25-degree angle.

Então, por duas horas e meia por dia, nós poderíamos coletar com um componente estacionário.

So, about two and a half hours of the day

we could collect with a stationary component.

Solar cells collect light for four and a half hours though.

Painéis solares coletam luz por quatro horas e meia

On an average adjusted day, a solar cell --

em um dia perfeitamente normal, uma placa solar

because the sun's moving across the sky,

por conta do movimento do sol no céu

the solar cell is going down with a sine wave function of performance

a placa solar tem uma queda de performance

nos ângulos com luz não coincidente.

at the off-axis angles.

It collects about four and a half average hours of sunlight a day.

A placa coleta aproximadamente quatro horas e meia de luz solar por dia

Mas, apesar disto ser ótim sem as partes móveis

So even this, although it was great with no moving parts --

nós conseguiamos alcançar altas temperaturas - e não era o sufiicente.

we could achieve high temperatures -- wasn't enough.

Nós precisavamos superar as placas solares

We needed to beat solar cells.

Então nós pensamos em outra idéia

So we took a look at another idea.

We looked at a way to break up a parabola into individual petals that would track.

Pensamos em um jeito de quebrar uma parábola em pequenas pétulas individuais que poderiam rastrear o sol

E então o que vocês vêem aqui são 12 pétalas separadas,

So what you see here is 12 separate petals

cada uma pode ser controlada com microprocessadores individuais

that each could be controlled with individual microprocessors

que custariam apenas um dólar

that would only cost a dollar.

You can buy a two-megahertz microprocessor for a dollar now.

Você pode comprar um microprocessador de dois megahertz por um dólar hoje em dia.

And you can buy stepper motors that pretty much never wear out

E podemos comprar motores de passo que nunca quebram

because they have no brushes,

porque eles não tem escovas, por apenas um dólar.

for a dollar.

So we can control all 12 of these petals for under 50 dollars

Nós podemos controlar todas as 12 pétalas com menos de 50 dólares

and what this would allow us to do is not have to move the focus any more,

e isto permitiria que não tivéssemos que mover o ponto focal,

but only move the petals.

mas apenas mover as pétalas

The whole system would have a much lower profile,

O sistema inteiro ficaria bem mais simples

but also we could gather sunlight for six and a half to seven hours a day.

e com isto nós poderíamos coletar luz solar de seis a sete horas por dia.

E agora que nós temos luz solar concentrada,

Now that we have concentrated sunlight,

O que nós vamos colocar no centro para converter luz do sol para eletricidade?

what are we going to put at the center to convert sunlight to electricity?

Então nós pesquisamos todos os mecanismos de calor já criados

So we tried to look at all the different heat engines

that have been used in history to convert sunlight or heat to electricity,

para tentar converter a luz do sol para eletricidade, ou calor para eletricidade.

And one of the great ones of all time,

E um dos melhores mecanismos de todos os tempos

James Watt's steam engine of 1788 was a major breakthrough.

É o motor a vapor criado em 1788 por James Watt, uma grande inovação.

Na verdade, James Watt não criou o motor a vapor, ele apenas o aperfeiçoou.

James Watt didn't actually invent the steam engine, he just refined it.

Porém, estes aperfeiçoamentos foram incríveis

But his refinements were incredible.

Ele adicionou guias de movimentos lineares nos pistões,

He added new linear motion guides to the pistons,

ele adicionou um condensador para resfriar o vapor fora do cilindro,

he added a condenser to cool the steam outside the cylinder,

ele duplicou a capacidade do mecanismo para que este tivesse que duplicar a força.

he made the engine double-acting, so it had double the power.

Estas foram inovações gigantes

Those were major breakthroughs. All of the improvements he made --

Quer dizer, com todos os aperfeiçoamentos que ele desenvolveu

and it's justifiable that our measure of energy, the watt,

é justificavel que a nossa medida de energia, o watt, é nomeada em homenagem a ele

today is named after him.

So we looked at this engine, and this had some potential.

Então nós olhamos este mecanismo e isto tinha algum potencial

Motores a vapor são perigosos

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

e eles tiveram um impacto tremendo no mundo, como vocês já sabem

industrial revolution and ships and locomotives.

revolução industrial, barcos e locomotivas.

Eles são normalmente ótimos para serem grandes

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

portanto eles não são bons para a geração distribuída de energia.

Eles também concentram uma pressão muito alta, por isto são perigosos.

They're also very high-pressure, so they're dangerous.

Another type of engine is the hot air engine.

Outro tipo de mecanismo é o motor de ar quente (Stirling)

And the hot air engine also was not invented by Robert Stirling,

E o motor de ar quente não foi inventado pelo Robert Stirling

but Robert Stirling came along in 1816 and radically improved it.

Mas Robert Stirling o melhorou radicalmente em 1816

This engine, because it was so interesting --

Este mecanismo era interessante porque trabalhava apenas com ar, sem vapor,

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

e isto gerou centenas de designs criativos

that use the Stirling engine principle.

que usam o princípio do mecanismo Stirling

But after the Stirling engine, Otto came along,

Depois do Stirling, veio Otto

and also, he didn't invent the internal combustion engine,

e ele também não inventou o motor de combustão, apenas o aperfeiçoou.

he just refined it.

Ele mostrou o motor em Paris em 1867

He showed it in Paris in 1867, and it was a major achievement

e foi uma grande conquista

because it brought the power density of the engine way up.

pois isto aumento a densidade da força do mecanismo

E assim tivemos um monte de energia em um espaço bem menor

You could now get a lot more power in a lot smaller space,

que permitiu que o mecanismo fosse usado para aplicações móveis

and that allowed the engine to be used for mobile applications.

E então, agora que tinhamos mobilidade

So, once you have mobility,

you're making a lot of engines because you've got lots of units,

poderíamos fazer um monte de mecanismos porque temos um monte de unidades,

as opposed to steam ships or big factories,

ao invés de barcos a vapor ou grandes fábricas onde você não está fazendo muitas unidades,

so this was the engine that ended up benefiting from mass production

então este mecanismo se beneficiou da produção em massa

where all the other engines didn't.

onde todos os outros mecanismos não se beneficiaram.

So, because it went into mass production,

Então, porque isto foi para a produção em massa,

costs were reduced, 100 years of refinement,

os custos foram reduzidos, 100 anos de aperfeiçoamentos,

emissions were reduced, tremendous production value.

emissões foram reduzidas, com um tremendo valor de produção.

There have been hundreds of millions of internal combustion engines built,

Centenas de milhares de motores de combustão interna foram criados

em comparação com milhares de mecanismos Stirling

compared to thousands of Stirling engines built.

E os pequenos mecanismos não estão mais sendo construídos

And not nearly as many small steam engines being built anymore,

apenas os grandes, para operações enormes.

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

E então, após analisar estes três e 47 outros,

we concluded that the Stirling engine would be the best one to use.

nós concluímos que o melhor para usar era o Stirling.

I want to give you a brief explanation of how we looked at it and how it works.

Eu quero explicar brevemente como nós pensamos e como isto funciona.

So we tried to look at the Stirling engine in a new way,

Nós olhamos para o mecanismo Stirling de um jeito diferente,

pois era prático - o peso não importava mais para a nossa aplicação

because it was practical --

weight no longer mattered for our application.

O mecanismo de combustão interna decolou porque o peso importava

The internal combustion engine took off because weight mattered,

pois você estava se movendo

because you were moving around.

But if you're trying to generate solar energy in a static place

Mas se você está tentando gerar energia solar em um lugar estático

O peso não importa tanto.

the weight doesn't matter so much.

Outra coisa que descobrimos é que a eficiência não importa tanto

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

Se a sua fonte de energia é grátis.

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

Normalmente, eficiência é crucial.

because the fuel cost of your engine over its life

Pois o custo do combustível para o seu mecanismo em sua vida supera o custo do mecanismo.

dwarfs the cost of the engine.

But if your fuel source is free,

Mas se a sua fonte de combustível é grátis

then the only thing that matters

A única coisa que importa é o custo de seus mecanismos.

is the up-front capital cost of the engine.

Então você não quer otimizá-lo para ser eficiente.

So you don't want to optimize for efficiency,

Você quer otimizá-lo para melhor custo benefício.

you want to optimize for power per dollar.

Usando este novo critério,

So using that new twist, with the new criteria,

Nós pensamos que poderíamos reavaliar o mecanismo Stirling,

we thought we could relook at the Stirling engine,

e também trazer algorítimos genéticos para ele.

and also bring genetic algorithms in.

Basicamente, Robert Stirling não teve Gordon Moore antes dele

Basically, Robert Stirling didn't have Gordon Moore before him

to get us three gigahertz of processor power.

para dar a gente poder de processamento de três gigahertz.

So we took the same genetic algorithm

Então nós pegamos o mesmo algoritmo genético que nós usamos antes

that we used earlier to make that concentrator,

para fazer o concentrador, o qual não funcionou para a gente,

which didn't work out for us,

otimizar o mecanismo Stirling.

to optimize the Stirling engine,

e fazer o design de tamanho certo com todas as dimensões

and make its design sizes and all of its dimensions

a melhor situação para conseguir a maior quantidade de energia por dólar,

the exact optimum to get the most power per dollar,

desprezando o peso e o tamanho,

irrespective of weight, irrespective of size,

just to get the most conversion of solar energy,

para conseguir o máximo de conversão de energia solar, pois o sol é grátis.

because the sun is free.

E este foi o nosso processo - Vou mostrar como o mecanismo funciona

And that's the process we took -- let me show you how the engine works.

Os mais simples mecanismos de calor, ou de ar quente, de todos os tempos

The simplest heat engine, or hot air engine, of all time

seriam assim - pegue uma caixa, uma lata de aço, com um pistão.

would be this -- take a box, a steel canister, with a piston.

Put a flame under it, the piston moves up.

Coloque no fogo e o pistão subirá

Take it off the flame and pour water on it, or let it cool down,

Tire do fogo e coloque água, ou deixe resfriar, o pistão abaixa

the piston moves down.

That's a heat engine.

Este é um mecanismo de calor.

That's the most fundamental heat engine you could have.

Este é basicamente o mais simples mecanismo de calor que você pode ter.

The problem is the efficiency is one hundredth of one percent,

O problema é a eficiência de 0,001%.

because you're heating all the metal of the chamber

pois você está aquecendo todo o metal do compartimento

and then cooling all the metal of the chamber each time.

e então resfriando todo o metal do compartimento todas as vezes.

E você está pegando energia apenas do ar que está aquecendo ao mesmo tempo,

And you're only getting power from the air that's heating at the same time,

Mas você está gastando toda a energia aquecendo o metal e resfriando.

but you're wasting energy heating and cooling the metal.

E então alguém teve uma idéia brilhante,

So someone came up with a very clever idea.

ao invés de aquecer o cilindro inteiro e resfriá-lo,

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

e se você colocasse um dispositivo auxiliar dentro -

what about if you put a displacer inside --

uma pequena coisa que joga o ar de um lado para outro.

a little thing that shuttles the air back and forth.

Você move este dispositivo para cima e para baixo com um pouco de energia

You move that up and down with a little bit of energy

mas você está apenas jogando o ar pra baixo no canto quente e pra cima no canto frio

but now you're only shifting the air down to the hot end and up to the cold end.

para cima e pra baixo, frio e quente.

So, now you're not alternately heating and cooling the metal, just the air.

Você não está alternando o aquecimento e o resfriamento do metal

Você está apenas alternando o aquecimento e o resfriamento do ar

That allows you to get the efficiency up

E isto permite aumentar a eficiência de 0,001%

from a hundredth of a percent to about two percent.

para 2%.

Aí Robert Stirling teve esta idéia genial,

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

que foi, bem eu não estou aquecendo o metal agora,

which was, well, I'm still not heating the metal now,

with this kind of engine,

mas com este tipo de mecanismo, eu ainda estou reaquecendo todo o ar.

but I'm still reheating all the air.

Eu ainda estou aquecendo o ar e resfriando o ar todas as vezes.

I'm still heating the air every time and cooling the air every time.

E se eu colocar uma esponja térmica no meio,

What about if I put a thermal sponge in the middle,

na passagem entre o lugar onde o ar tem que se mover entre o frio e o quente?

in the passageway between where the air has to move between hot and cold?

Então ele usou fios finos e vidro esmigalhado,

So he made fine wires, and cracked glass,

and all different kinds of materials to be a heat sponge.

e vários tipos diferentes de material para fazer uma esponja quente.

So when the air pushes up to go from the hot end to the cold end,

e então o ar sobe do canto quente para o canto frio

it puts some heat into the sponge.

e aquece a esponja.

And then when the air comes back after it's been cooled,

depois que o ar volta, após ser resfriado

ele pega o calor novamente.

it picks up that heat again.

Então, você está re-usando sua energia cinco ou seis vezes.

So you're reusing your energy five or six times,

E isto aumenta a sua eficiência para algo entre 30 e 40%.

and that brings the efficiency up to between 30 and 40 percent.

É uma invenção pouco conhecida, mas brilhante, de Robert Stirling

It's a little known, but brilliant, genius invention of Robert Stirling

that takes the hot air engine from being somewhat impractical --

que transforma o mecanismo de ar quente de uma coisa impraticável -

como eu pensava quando eu fiz a versão simples no colégio -

like I found out when I made the real simple version in high school --

para algo com grande potencial.

to very potentially possible,

quando você aumenta a eficiência, você pode melhorar o design para que ele seja de baixo custo.

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

Então nós definimos um caminho para tentar fazer isto com o menor custo possível.

So we really set out on a path to try and make the lowest cost possible.

We built a huge mathematical model of how a Stirling engine works.

Nós construímos um modelo matemático gigante de como uma Stirling funciona.

Aplicamos o algorítmo genético.

We applied the genetic algorithm.

E obtivemos os resultados para aquele mecanismo otimizado.

We got the results from that for the optimal engine.

We built engines --

Nós construímos cem diferentes mecanismos nos últimos dois anos.

so we built 100 different engines over the last two years.

Medimos cada um deles, reajustamos o modelo para aquilo que medimos,

We measured each one, we readjusted the model to what we measured,

e então conseguimos o protótipo atual.

and then we led that to the current prototype.

Um mecanismo muito compacto e barato.

It led to a very compact, inexpensive engine,

E então é assim que este mecanismo é.

and this is what the engine looks like.

Deixe eu mostrar como ele é na vida real.

Let me show you what it looks like in real life.

Então, este é o mecanismo.

So this is the engine. It's just a small cylinder down here,

É apenas um cilindro pequeno que segura o gerador dentro e todo o cabeamento

which holds the generator inside and all the linkage,

e este é o chapéu quente - o cilindro quente no topo -

and it's the hot cap -- the hot cylinder on the top --

esta parte fica quente, esta parte é fria,

this part gets hot, this part is cool,

and electricity comes out.

e a eletricidade sai.

The exact converse is also true.

a conversão exata também acontece.

If you put electricity in, this will get hot and this will get cold,

Se você colocar eletricidade, isto ficará quente e isto ficará frio,

você terá refrigeração.

you get refrigeration.

So it's a complete reversible cycle,

É um ciclo completamente reversível,

a very efficient cycle, and quite a simple thing to make.

um ciclo muito eficiente, e uma coisa muito simples de se fazer.

Então nós colocamos as duas coisa juntas.

So now you put the two things together.

E temos o mecanismo,

So you have the engine.

What if you combine the petals and the engine in the center?

agora, e se as pétalas e o mecanismo combinarem no meio?

As pétalas rastreiam e o mecanismo recebe a luz do sol concentrada,

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

o calor é coletado e transformado em eletricidade.

takes that heat and turns it into electricity.

Este é o nosso primeiro protótipo

This is what the first prototype of our system looked like

junto com as pétalas e o mecanismo no centro.

with the petals and the engine in the center.

Isto está sendo colocado para acompanhar o sol,

This is being run out in the sun,

e agora eu quero mostrar para vocês como o mecanismo real é.

and now I want to show you what the actual thing looks like.

(Applause)

(Aplausos)

Thank you.

Obrigado

Então, esta é uma máquina com 12 pétalas

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

estas pétalas custam um dólar cada -

they're lightweight, injection-molded plastic, aluminized.

leves, plástico injetado, alumínio.

The mechanism to control each petal is below there,

O mecanismo para controlar cada pétala está aqui com um microprocessador em cada.

with a microprocessor on each one.

Existem pequenos sensores térmicos nesta máquina

There are thermocouples on the engine --

little sensors that detect the heat when the sunlight strikes them.

que detectam o calor quando a luz do sol os atingem.

Each petal adjusts itself separately to keep the highest temperature on it.

Cada pétala se ajusta separadamente para manter a maior temperatura possível.

When the sun comes out in the morning, the petals will seek the sun,

Quando o sol nasce, as pétalas vão procurar o sol,

find it by searching for the highest temperature.

e o encontram durante a busca pela temperatura mais alta

Depois de 1 ou 2 minutos, depois que os raios já atingiram o topo quente

About a minute and a half or two minutes after the rays are striking the hot cap

the engine will be warm enough to start

a máquina estará quente o suficiente para ligar

and then the engine will generate electricity

e a máquina gerará eletricidade por seis horas e meia por dia -

for about six and a half hours a day --

seis a sete horas, enquanto o sol se move no céu.

six and a half to seven hours as the sun moves across the sky.

Uma parte crítica da qual nós podemos tirar alguma vantagem

A critical part that we can take advantage of

é que nós temos estes microprocessadores baratos

is that we have these inexpensive microprocessors

e cada uma destas pétalas são autônomas,

and each of these petals is autonomous,

e cada uma delas consegue identificar onde o sol está sem nenhuma configuração.

and each of these petals figures out where the sun is with no user setup.

So you don't have to tell what latitude, longitude you're at,

Você não precisa dizer a latitude e a longitude de onde você está,

você não precisa falar o ângulo do seu teto,

what your roof slope angle is, or what orientation.

não precisa dizer a orientação.

It doesn't really care.

Pois não importa.

What it does is it searches to find the hottest spot,

A máquina procura pelo ponto mais quente,

it searches again a half an hour later, a day later, a month later.

E procura novamente meia hora depois, um dia depois,

um mês depois.

It basically figures out where on Earth you are

Ela sabe aonde você está no planeta apenas analisando a direção que o sol se move

by watching the direction the sun moves,

então você não precisa fornecer nenhum destes dados.

so you don't have to actually enter anything about that.

Esta máquina funciona assim, quando o sol sai

The way the unit works is,

when the sun comes out, the engine will start

a máquina vai ligar e você terá eletricidade daqui

and you get power out here.

Temos

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

e isto pode ser usado para certas aplicações

Nós temos um inversor aqui, para conseguir 117 volts AC

We have an inverter in there, so you get 117 volts AC.

e você ainda consegue água quente.

And you also get hot water. The hot water's optional.

A água quente é opcional.

You don't have to use it, it will cool itself.

Você não precisa usar a água quente, ela se resfriará.

But you can use it to optionally heat hot water

Mas você pode esquentar água

and that brings the efficiency up even higher

e isto aumenta ainda mais a eficiência

because some of the heat that you'd normally be rejecting,

porque algum do calor que você normalmente rejeitaria,

agora pode ser usado como energia útil, para uma piscina ou qualquer outra coisa.

you can now use as useful energy, whether it's for a pool or hot water.

Vejam um pequeno vídeo de como a máquina funciona.

Let me show you a quick movie of what this looks like running.

Este é o primeiro teste quando a levamos para fora

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

e cada uma das pétalas estavam procurando individualmente.

E o que elas fazem é pisar muito grosseiramente no inínio,

And what they do is step, very coarsely at first,

and very finely afterward.

E muito finamente depois.

Once they get a temperature reading on the thermocouple

Quando o sensor térmico indica que elas encontraram o sol,

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

elas diminuem a velocidade e fazem uma busca,

Then the petals will move into position, and the engine will start.

e todas as pétalas movem para as suas posições e a máquina ligará

Nós trabalhamos nisto nos últimos 2 anos.

We've been working on this for the last two years.

Nós estamos muito contentes com o progresso, mas ainda temos muito a melhorar,

We're very excited about the progress, we have a long way to go though.

deixem-me contar um pouco sobre isto.

This is how we envision it would be in a residential installation:

Isto é como nós achamos que uma instalação residencial seria

you'd probably have more than one unit on your roof.

você provavelmente teria mais de 1 unidade no seu teto.

poderia ser no seu teto, no seu jardim ou qualquer outro lugar

It could be on your roof, your backyard, or somewhere else.

Você não precisa ter unidades suficientes para eletrificar sua casa inteira

You don't have to have enough units to power your entire house,

você economizará dinheiro a cada unidade que você adicionar.

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

E estará usando esta grade potencialmente neste tipo de aplicação

in this type of application, to be your backup supply --

para ser seu suprimento de energia de backup. Claro, você não pode

of course, you can't use these at night, and you can't use these on cloudy days.

usar à noite e em dias nublados.

Mas reduzindo seu uso de energia nos horários de pico -

But by reducing your energy use, pretty much at the peak times --

usually when you have your air conditioning on,

normalmente quando o ar condicionado está ligado -

or other times like that --

Ele gerará seu pico de energia no mesmo horário do pico de uso,

this generates the peak power at the peak usage time,

so it's very complementary in that sense.

Então eles se complemental.

This is how we would envision a residential application.

E assim nós pensamos uma aplicação residencial.

Nós também achamos que tem um grande potencial para fazendas de energia

We also think there's very big potential for energy farms,

especialmente em terras remotas onde tem um monte de sol

especially in remote land where there happens to be a lot of sun.

é uma boa combinação destes dois fatores

It's a really good combination of those two factors.

Existe um monte de luz poderosa do sol pelo mundo, obviamente,

It turns out there's a lot of powerful sun all around the world, obviously,

mas em lugares especiais onde seria bastante barato para colocar estas máquinas

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

e em vários outros lugares onde temos bastante vento

and also in many more places where there is high wind power.

So an example of that is, here's the map of the United States.

Por exemplo, aqui está o mapa dos Estados Unidos

Pretty much everywhere that's not green or blue is a really ideal place,

Todos os lugares que não são verdes ou azuis são ideais,

but even the green or blue areas are good,

mas mesmo as áreas verdes e azuis são boas,

just not as good as the places that are red, orange and yellow.

mas não tão boas quanto as vermelhas, laranjas e amarelas.

Este ponto quente perto em torno de Las Vegas e do Death Valley

But the hot spot right around Las Vegas and Death Valley is very good.

é muito bom.

And is only affects the payback period,

E tudo que ele faz é impactar o período de retorno do investimento,

it doesn't mean that you couldn't use solar energy;

não significa que você não pode usar energia solar,

you could use it anywhere on Earth.

você pode usar energia solar em qualquer lugar do planeta

It just affects the payback period

Apenas afeta o período de retorno de investimento se você está comparando com eletricidade fornecida por grade.

if you're comparing to grid-supplied electricity.

Mas se você não tem eletricidade fornecida por grade,

But if you don't have grid-supplied electricity,

a questão do retorno do investimento é diferente.

then the question of payback is a different one entirely.

É apenas quantos watts você consegue por dolar,

It's just how many watts do you get per dollar,

e de como você pode se beneficiar usando aquela energia

and how could you benefit from that to change your life in some way.

para mudar a sua vida de alguma forma.

este é o mapa dos Estados Unidos.

This is the map of the whole Earth,

Este é o mapa do planeta

and you can see a huge swathe in the middle

e novamente, você pode ver um enorme espaço no meio

where a large part of the population is,

de onde grande parte da população está,

there's tremendous chances for solar energy.

que tem chances enormes para energia solar.

And of course, look at Africa.

E claro, olhem para a Africa.

The potential to take advantage of solar energy there is unbelievable,

É inacreditável o tamanho do potencial para a energia solar por lá

eu estou realmente feliz por falar sobre novas formas de ajudar com isto

and I'm really excited to talk more about finding ways we can help with that.

Apenas para concluir, eu diria

So, in conclusion, I would say my journey has shown me

que a minha jornada me mostrou que você pode revisitar velhas ideias com uma nova perspectiva

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

e algumas vezes, ideias que foram descartadas no passado

can be practical now if you apply some new technology or new twists.

podem ser práticas agora se você colocar novas tecnologias

Nós acreditamos que nós estamos chegando muito perto do prático e barato

We believe we're getting very close to something practical and affordable.

Nosso objetivo a curto prazo é que custe metade do preço das placas solares

Our short-term goal for this is to be half the price of solar cells

nosso objetivo a longo prazo é que seja um investimento recuperável em cinco anos

and our longer-term goal is to be less than a five-year payback.

And at less than a five-year payback, this becomes very economic.

Com de cinco anos de retorno, este equipamento se torna bem econômico

Então nós temos que ter uma atitude positiva sobre energia elétrica

So you don't have to just have a feel-good attitude about energy

to want to have one of these.

para querer possuir um destes.

It just makes economic sense.

Faz sentido econômico.

Right now, solar paybacks are between 30 and 50 years.

O retorno do investimento de energia solar está entre 30 e 50 anos

If you get it down below five years,

Se conseguirmos reduzir para menos de 5, ficará quase de graça

then it's almost a no-brainer because the interest to own it --

por causa do interesse para possuir isto - alguém financiará isto para você

someone else will finance it for you and you can just make money from day one.

e você poderá economizar dinheiro deste o primeiro dia.

Este é o nosso objetivo para a empresa.

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

duas outras coisas que eu aprendi que me surpreenderam muito

Two other things that I learned that were very surprising to me --

uma é perceber o quanto não nos importamos com energia

one was how casual we are about energy.

Eu saí do elevador aqui,

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

E mesmo olhando para o palco agora

so there's probably 20,500-watt lights right now.

existem provavelmente 20.500 watt de luzes agora.

There's 10,000 watts of light pouring on the stage,

Existem 10.000 watts de luz no palco,

one horsepower is 746 watts, at full power.

1 cavalo é 756 watts, energia máxima.

So there's basically 15 horses running at full speed just to keep the stage lit.

Então existem basicamente 15 cavalos correndo na velocidade máxima apenas para manter a luz do palco

Sem mencionar os 200 cavalos que estão correndo agora

Not to mention the 200 horses that are probably running right now

para manter o ar condicionado

to keep the air-conditioning going.

Entre no elevador e existem luzes

And it's just amazing,

walk in the elevator, and there's lights on in the elevator.

Claro, eu fico muito incomodado em casa quando deixamos as luzes acesas por acidente.

Of course, now I'm very sensitive at home when we leave the lights on by mistake.

Mas, em todos os lugares nós temos este uso insaciável de energia

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

porque é barato.

because it's so cheap.

e é barato porque nós somos subsidiados

And it's cheap because we've been subsidized by energy

pela energia que tem sido concentrada pelo sol.

that's been concentrated by the sun.

basicalmente, petróleo é energia solar concentrada.

Basically, oil is solar-energy concentrate.

E tem sido triturado por um bilhão de anos com um monte de energia

It's been pounded for a billion years with a lot of energy

to make it have all that energy contained in it.

para fazer com que toda a energia concentrada.

And we don't have a birthright

E nós não temos o direito de usar isto rapidamente, eu penso.

to just use that up as fast as we are, I think.

Seria sensacional se nós encontrassemos uma maneira de fazer nosso uso de energia renovável,

And it would be great if we could make our energy usage renewable,

where as we're using the energy, we're creating it at the same pace,

para criar e usar energia ao mesmo tempo,

eu realmente espero que nós consigamos

and I really hope we can get there.

Muito obrigado, vocês foram uma grande platéia!

Thank you very much, you've been a great audience.

(Aplausos)