Bill Gross: Great ideas for finding new energy

Tradutor: Orlando Figueiredo Revisora: Sofia Nunes

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

Foi aos 15 anos que me interessei pela energia solar.

A minha família tinha-se mudado de Nova Jérsei, para a Califórnia,

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

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

e mudámo-nos da neve para muito calor e condutas de gás.

There was gas rationing in 1973.

Havia racionamento de gás em 1973.

The energy crisis was in full bore.

A crise energética estava no auge.

I started reading "Popular Science" magazine,

Comecei a ler a revista Popular Science

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 resolver a crise.

I had just taken trigonometry in high school,

Tinha estudado trigonometria no liceu,

I learned about the parabola

aprendi sobre a parábola

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

e como podia concentrar raios de luz num só foco.

Isso deixou-me muito entusiasmado.

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

Senti que havia ali muito potencial

to build some kind of thing that could concentrate light.

para construir algo que pudesse concentrar a luz.

So, I started this company called Solar Devices.

Assim, fundei uma empresa chamada Solar Devices.

And this was a company where I built parabolas,

Era uma empresa onde eu construía parábolas,

I took metal shop,

ia à loja de ferragens

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

ia à loja de ferragens construir parábolas e motores Stirling.

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

Estava a construir um motor no torno

apareceu pessoal das motas e disse:

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

"Estás a fazer é um cachimbo, não é?"

E eu: "Não, é um motor Stirling. A sério!"

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

Mas eles não acreditaram em mim.

I sold the plans for this engine

Vendia os planos do motor e da parabólica,

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

na contracapa da revista "Popular Science", por quatro dólares cada.

for four dollars each.

Consegui dinheiro suficiente para pagar o primeiro ano no Caltech.

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

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

Fiquei muito entusiasmado por entrar no Caltech.

Durante o primeiro ano no Caltech, mantive o negócio,

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

mas, no segundo ano do Caltech, começaram a atribuir notas.

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

O primeiro ano era só aprovado/reprovado, mas no segundo havia notas

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

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

e não fui capaz de manter o negócio,

e acabei com um desvio de 25 anos.

and I ended up with a 25-year detour.

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

O meu sonho era converter energia solar a custos acessíveis,

but then I had this big detour.

mas, entretanto, tive este desvio.

First, the coursework at Caltech.

Primeiro o curso em Caltech.

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

Depois, quando me graduei no Caltech, surgiu a IBM PC,

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

e viciei-me no IBM PC em 1981.

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

Depois, em 1983, saiu o Lotus 1-2-3

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

e fiquei totalmente fascinado pelo Lotus 1-2-3.

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

Comecei a gerir o meu negócio com o 1-2-3, a escrever para o 1-2-3,

escrevi uma linguagem natural de interface para o 1-2-3.

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

I started an educational software company after I joined Lotus,

Lancei uma empresa de software educativo depois disso

and then I started Idealab so I could have a roof

e depois lancei a Idealab,

para ter um teto onde pudesse lançar múltiplas empresas.

under which I could build multiple companies in succession.

Depois, em 2000, muito recentemente,

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

aproximava-se a nova crise energética na Califórnia

ou que era suposto ser uma grande crise energética.

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

Eu procurava perceber se haveria alguma forma

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

de construir algo que aproveitasse isso

e tentei levar as pessoas a armazenar energia,

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

não fosse a crise surgir.

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

Comecei a investigar como construir baterias

que pudessem fornecer 5 ou 10 horas ou um dia inteiro

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

ou três dias de energia viável.

or three days' worth of backup power.

Já foi dito hoje aqui que as baterias são incrivelmente deficitárias

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

lack density compared to fuel.

em densidade energética quando comparadas com os combustíveis.

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

O combustível armazena muito mais energia do que uma bateria.

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

Teríamos de encher um lugar de estacionamento numa garagem

just to give yourself four hours of battery backup.

para conseguirmos 4 horas de energia fornecida por baterias.

And I concluded, after researching every other technology

Depois de investigar outras tecnologias

concluí que, para armazenar energia, poderíamos utilizar

that we could deploy for storing energy --

volantes, diferentes formulações de baterias

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

mas não era prático armazenar energia.

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

Então, que tal produzir energia? Talvez pudéssemos produzir energia.

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

Talvez a solar estivesse a ficar atrativa.

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

Passaram-se 25 anos,

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

Vou recuar no tempo e ver o que aconteceu às células solares.

And the price had gone down from 10 dollars a watt

O preço desceu de 10 dólares por watt para cerca de 4 ou 5 dólares por watt,

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

mas estabilizou.

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

Tinha que ser muito mais baixo, para ser acessível.

Estudei tudo o que surgiu de novo nas células solares

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

e procurava formas de inovação

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

e tornar as células solares menos caras.

A lot of new things are happening to do that,

Há muitas inovações nesse sentido,

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

mas o processo requer uma quantidade tremenda de energia.

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

Há quem diga que a produção de uma célula solar

than it will give out in its entire life.

gasta mais energia do que ela produzirá na sua vida útil.

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

Se conseguirmos reduzir a energia para produzir células solares,

that will become more practical.

o processo será mais viável.

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

Por enquanto, temos de pegar no silício

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

e colocá-lo num forno a 900º C durante 17 horas, para fazer as células.

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

Há muita gente a trabalhar em processos que permitam isso,

but I didn't have anything to contribute.

mas eu tentei encontrar outra forma

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

de tornar mais económica a produção de eletricidade solar.

to make cost-effective solar electricity.

A ideia era captar a energia solar com um refletor gigante,

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

tal como tinha imaginado, quando andava no liceu.

like I had been thinking about in high school,

Com a tecnologia moderna, talvez pudesse fazer um coletor grande e barato

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

concentrate it to a small converter,

concentrá-lo num pequeno conversor

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

e assim, o dispositivo de conversão não seria tão caro

porque é muito mais pequeno que as células solares,

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

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

que têm de cobrir a superfície onde se faz a captação da energia solar.

Isto hoje parece viável,

This seemed practical now,

porque houve imensos progressos tecnológicos nos últimos 25 anos.

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

since I had last looked at it.

Surgiram muitas e novas técnicas de fabrico

There was a lot of new manufacturing techniques,

para não mencionar os motores miniatura muito baratos

not to mention really cheap miniature motors --

— motores sem escovas, servomotores, motores de passo —

brushless motors, servomotors, stepper motors,

usados em impressoras, digitalizadores, etc.

that are used in printers and scanners.

Isto é um avanço.

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

Os microprocessadores baratos

e, também uma grande inovação, e os algoritmos genéticos.

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

Quanto aos algoritmos genéticos,

I'll be very short on genetic algorithms.

É uma forma poderosa de resolver problemas irresolúveis através da seleção natural.

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

Pegamos num problema insolúvel com uma resposta matemática pura,

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

construímos um sistema evolucionário que experimente respostas ao acaso,

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

you add sex --

adiciona-se sexo

where you take half of one solution and half of another

com metade de uma solução e metade de outra e constroem-se mutações

and then make new mutations --

e introduz-se a seleção natural para matar as soluções menos boas.

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

Normalmente, com um algoritmo genético num computador

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

com um processador de 3 GHz

with a three gigahertz processor,

podem resolver-se muitos problemas que eram insolúveis

you can solve many formerly intractable problems

numa questão de minutos.

in just a matter of minutes.

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

Procurámos uma forma de usar os algoritmos 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.

Vou mostrar o que conseguimos alcançar.

Traditionally, concentrators look like this.

Tradicionalmente os concentradores têm este aspeto.

Those shapes are parabolas.

Estas formas são parábolas.

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

Pegam nos raios de luz paralelos e convergem-nos num foco.

They have to track the sun,

Têm de acompanhar o Sol no seu movimento, têm de apontar sempre para ele.

because they have to point directly at the sun.

Normalmente, admite-se o erro de um grau,

They usually have a one degree acceptance angle --

se estão afastados mais do que um grau,

once they're more than a degree off,

nenhum dos raios solares atingirá o foco.

none of the sunlight rays will hit the focus.

Procurámos construir um coletor capaz de captar mais de um grau de luz,

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

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

sem partes móveis.

Criámos um algoritmo genético para isso,

So we created a genetic algorithm to try this out,

construímos um modelo em Excel de uma multi-superfície refletora

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

e evoluiu uma coisa espantosa,

and an amazing thing evolved, literally,

após mil milhões de diferentes tentativas,

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

com uma função de ajuste que define como podemos captar o máximo de luz

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

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

da maioria dos ângulos, ao longo do dia, do Sol.

Esta é a forma que evoluiu.

And this is the shape that evolved.

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

É este coletor sem movimento, com estes 6 chifres em forma de tuba.

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

Cada um deles capta luz da seguinte forma

se a luz solar incidir exatamente aqui

if the sunlight strikes right here,

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

ressalta para o centro, o alvo, diretamente,

mas se o sol está fora do eixo e incide lateralmente,

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

pode atingir dois locais e fazer dois ressaltos.

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

Se for luz direta faz apenas um ressalto,

para luz fora do eixo pode fazer dois,

for off-axis light it might take two,

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

e no caso de um não alinhamento extremo, pode ter três.

Your efficiency goes down with more bounces,

A eficiência diminui com o número de ressaltos,

because you lose about 10 percent with each bounce,

porque se perde uns 10% em cada ressalto.

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

Mas permite captar luz de um ângulo de mais ou menos 25 graus.

Durante umas duas horas por dia, podemos captar 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.

As células solares captam luz durante quatro horas e meia.

On an average adjusted day, a solar cell --

Numa média diária ajustada, uma célula solar

because the sun's moving across the sky,

— como o sol se move no céu —

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

a potência da célula solar diminui de forma sinusoidal

em ângulos fora do eixo.

at the off-axis angles.

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

Capta energia durante metade do número médio de horas de sol diário.

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

Mesmo assim, ainda que fosse ótimo — sem partes móveis,

atingíamos altas temperaturas — não bastava.

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

We needed to beat solar cells.

Tínhamos de derrotar as células solares.

So we took a look at another idea.

Investigámos outra ideia.

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

Tentámos forma de dividir uma parábola em pétalas individuais que acompanhassem.

So what you see here is 12 separate petals

Vemos aqui 12 pétalas separadas.

Cada uma pode ser controlada por um microprocessador individual

that each could be controlled with individual microprocessors

that would only cost a dollar.

que custa apenas um dólar.

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

Podemos comprar um microprocessador de 2 megahertz por um dólar.

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

Podemos comprar motores de passo que praticamente nunca se gastam

because they have no brushes,

porque não têm escovas, por um dólar.

for a dollar.

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

Podemos controlar estas 12 pétalas por menos de 50 dólares.

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

Com isto, já não necessitamos de mover o foco, apenas as pétalas.

but only move the petals.

The whole system would have a much lower profile,

Todo o sistema terá um perfil mais baixo,

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

mas poderá captar energia durante 6,5 a 7 horas por dia.

Agora que concentrámos a luz do sol,

Now that we have concentrated sunlight,

o que colocamos no centro para converter a luz do sol em eletricidade?

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

Olhámos para todos os motores térmicos que foram usados ao longo da história

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 converter a luz do sol em eletricidade ou o calor em eletricidade.

And one of the great ones of all time,

Um dos melhores de todos os tempos,

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

a máquina a vapor de James Watt, de 1788, foi um avanço significativo.

James Watt não inventou a máquina a vapor, apenas a aperfeiçoou.

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

Mas os seus melhoramentos foram incríveis.

But his refinements were incredible.

Adicionou guias de movimento linear aos pistões,

He added new linear motion guides to the pistons,

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

juntou um condensador para arrefecer o vapor fora do cilindro,

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

fez o motor de dupla ação, duplicando a potência.

Foram avanços significativos.

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

Quero dizer, fez estas melhorias todas

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

e é aceitável que a nossa medida de energia, o watt, lhe deva o nome.

today is named after him.

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

Olhámos para esta máquina e vimos o seu potencial.

As máquinas a vapor são perigosas,

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

e tiveram um impacto tremendo no mundo.

industrial revolution and ships and locomotives.

a revolução industrial, navios e locomotivas.

Normalmente, eram grandes,

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

por isso não são adequadas para gerar e distribuir energia.

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

Funcionam a altas pressões e por isso são perigosas.

Another type of engine is the hot air engine.

Um outro tipo de motor é o motor de ar quente.

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

O motor de ar quente também não foi inventado por Robert Stirling,

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

mas ele introduziu-lhe melhorias radicais em 1816.

This engine, because it was so interesting --

O motor era interessante, só usava ar, sem vapor,

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

e levou a centenas de projetos criativos ao longo dos anos

that use the Stirling engine principle.

que usam o princípio do motor de Stirling.

But after the Stirling engine, Otto came along,

Após o motor de Stirling, surgiu Otto.

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

Também não inventou o motor de combustão interna, só o melhorou.

he just refined it.

Apresentou-o em Paris em 1867, e foi uma grande conquista

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

porque aumentou a densidade de potência do motor.

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

Consegue-se muito mais potência com um espaço menor

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

o que permitiu que o motor fosse usado em aplicações móveis.

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

Quando se tem mobilidade,

So, once you have mobility,

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

fazem-se muitos motores porque têm-se muitas unidades,

as opposed to steam ships or big factories,

ao contrário de navios ou fábricas a vapor que não produzem tantas unidades.

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

Foi este o motor que beneficiou a produção em massa

where all the other engines didn't.

ao contrário dos restantes motores.

So, because it went into mass production,

Como acabou por ser produzido em massa,

costs were reduced, 100 years of refinement,

os custos reduziram-se, 100 anos de melhoramentos,

emissions were reduced, tremendous production value.

as emissões foram reduzidas, uma tremenda valorização da produção.

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

Centenas de milhões de dólares nestes motores,

compared to thousands of Stirling engines built.

comparados com os milhares na construção de motores Stirling.

As máquinas a vapor pequenas deixaram de ser construídas,

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

só as grandes para grandes operações.

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

Depois de analisarmos estes três motores e outros 47,

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

concluímos que o motor de Stirling era o melhor para usar.

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

Vou dar uma breve explicação da forma como os analisámos e como funciona.

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

Olhámos para o motor de Stirling de uma nova forma,

because it was practical --

porque era prático, o peso já não interessava na nossa aplicação.

weight no longer mattered for our application.

O motor de combustão interna foi rejeitado porque o peso contava

The internal combustion engine took off because weight mattered,

because you were moving around.

dado estarmos a mover-nos em círculo.

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

Mas se tentarmos gerar energia solar num local estático

the weight doesn't matter so much.

o peso não é muito importante.

Também descobrimos que a eficiência não é muito importante

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

se a fonte de energia é gratuita.

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

Normalmente a eficiência é crucial

because the fuel cost of your engine over its life

porque o custo do combustível do motor durante a sua vida

dwarfs the cost of the engine.

supera o custo do motor.

But if your fuel source is free,

Mas se a fonte de energia é gratuita,

then the only thing that matters

só importa o custo, à cabeça, da produção do motor.

is the up-front capital cost of the engine.

Não queremos otimizar quanto à eficiência,

So you don't want to optimize for efficiency,

mas quanto à energia/dólar.

you want to optimize for power per dollar.

Usando esta reviravolta, com os novos critérios,

So using that new twist, with the new criteria,

pensámos poder ter um novo olhar do motor Stirling,

we thought we could relook at the Stirling engine,

and also bring genetic algorithms in.

e usar os algoritmos genéticos.

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

Robert Stirling não tinha Gordon Moore diante dele

para nos dar um poder de processamento de três gigahertz.

to get us three gigahertz of processor power.

So we took the same genetic algorithm

Pegámos no mesmo algoritmo genético que usámos antes

that we used earlier to make that concentrator,

para aquele concentrador que não funcionou,

which didn't work out for us,

para otimizar o motor de Stirling

to optimize the Stirling engine,

e projetar o seu tamanho e todas as suas dimensões

and make its design sizes and all of its dimensions

o ótimo exato para conseguir a maior quantidade de energia por dólar,

the exact optimum to get the most power per dollar,

irrespective of weight, irrespective of size,

independentemente do peso e do tamanho,

just to get the most conversion of solar energy,

para conseguir o máximo da conversão da energia solar, porque o sol é gratuito.

because the sun is free.

Adotámos esse processo e vou mostrar como funciona o motor.

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

O motor térmico mais simples de sempre será assim.

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

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

Pega-se numa caixa, num cilindro de metal com um pistão.

Put a flame under it, the piston moves up.

Com uma chama por baixo o pistão move-se para cima.

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

Retira-se a chama e coloca-se água ou deixa-se arrefecer, e o pistão desce.

the piston moves down.

That's a heat engine.

É um motor térmico.

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

É o motor térmico mais básico que podemos ter.

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

O problema é que a sua eficiência é de 0,01 %.

because you're heating all the metal of the chamber

porque estamos a aquecer todo o metal da câmara

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

e depois a arrefecer todo o metal da câmara.

E só retiramos energia do ar que está a ser aquecido.

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

mas desperdiçamos a energia que aquece e arrefece o metal.

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

Mas alguém teve uma ideia muito inteligente.

So someone came up with a very clever idea.

Em vez de aquecer e arrefecer todo o cilindro,

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

colocamos um êmbolo auxiliar de compressão no interior,

what about if you put a displacer inside --

um dispositivo que empurra o ar para trás e para a frente.

a little thing that shuttles the air back and forth.

Move-se para cima e para baixo com pouca energia

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

mas só deslocamos o ar para baixo, para a ponta quente

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

e para cima para a ponta fria,

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

Já não estamos a aquecer e arrefecer o metal alternadamente, só o ar,

That allows you to get the efficiency up

o que permite elevar a eficiência de um 0,01% para cerca de 2%.

from a hundredth of a percent to about two percent.

Robert Stirling teve esta ideia de génio:

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

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

"Eu não estou a aquecer o metal, com este motor,

with this kind of engine,

"mas continuo a aquecer todo o ar.

but I'm still reheating all the air.

"Contínuo sempre a aquecer o ar e a arrefecer o ar.

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

"E se colocar uma esponja térmica no meio,

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

"na passagem onde o ar tem de se movimentar entre quente e frio?"

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

So he made fine wires, and cracked glass,

Então construiu fios finos, e vidro partido,

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

e todos os materiais para fazer uma esponja térmica.

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

Quando o ar é empurrado para ir da ponta quente à ponta fria

it puts some heat into the sponge.

deixa algum calor na esponja.

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

Quando o ar retorna depois de ter arrefecido, aquece de novo.

it picks up that heat again.

Assim, reutilizamos a energia cinco ou seis vezes,

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

o que faz subir a eficiência para 30 ou 40 %.

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

É uma brilhante invenção pouco conhecida do génio 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 motor de ar quente de uma coisa impraticável,

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

como descobri quando construí a versão simples no liceu,

to very potentially possible,

em algo potencialmente viável.

Logo que elevada a eficiência, era preciso obtê-la a baixo custo.

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

Traçámos o caminho para conseguir o custo mais baixo 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.

Construímos um modelo matemático de como funciona um motor de Stirling.

We applied the genetic algorithm.

Aplicámos o algoritmo genético.

We got the results from that for the optimal engine.

Daí conseguimos os resultados para o motor ótimo.

We built engines --

Construímos 100 motores diferentes nos últimos dois anos.

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

Medimos cada um deles e reajustámos o modelo com o que medimos,

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

and then we led that to the current prototype.

e chegámos ao protótipo atual.

Chegámos a um motor muito compacto e barato.

It led to a very compact, inexpensive engine,

Este é o aspeto do motor.

and this is what the engine looks like.

Vou mostrar como ele é na vida real,

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

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

Este é o motor.

É um pequeno cilindro que contém o gerador no interior e todo o acoplamento

which holds the generator inside and all the linkage,

e isto é a cápsula quente — o cilindro quente no topo —

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

this part gets hot, this part is cool,

esta parte está quente e esta parte está fria,

and electricity comes out.

e a eletricidade sai por aqui.

The exact converse is also true.

O inverso exato também é verdadeiro.

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

Se colocarmos eletricidade, isto fica quente e isto fica frio

you get refrigeration.

temos refrigeração.

So it's a complete reversible cycle,

É um ciclo totalmente reversível,

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

um ciclo muito eficiente e simples de construir.

So now you put the two things together.

Agora colocamos as duas coisas juntas.

So you have the engine.

Temos o motor

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

e, se combinarmos as pétalas com o motor no centro.

As pétalas rastreiam e o motor capta a luz do sol concentrada,

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

absorve o calor e transforma-o em eletricidade.

takes that heat and turns it into electricity.

This is what the first prototype of our system looked like

Este é o aspeto do primeiro protótipo do nosso sistema

com as pétalas e o motor no centro.

with the petals and the engine in the center.

Aqui está a funcionar no exterior ao sol,

This is being run out in the sun,

a agora vou mostrar o aspeto real da coisa.

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

(Applause)

(Aplausos)

Thank you.

Obrigado.

Esta é uma unidade com 12 pétalas

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

que custam cerca de um dólar cada

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

injeção de plástico aparafusado leve e aluminizado.

The mechanism to control each petal is below there,

O mecanismo para controlar cada pétala encontra-se por baixo

with a microprocessor on each one.

com um microprocessador em cada um.

There are thermocouples on the engine --

Existem termopares no motor

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

— pequenos sensores que detetam o calor quando a luz do sol os atinge.

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

Cada pétala autoajusta-se separadamente

para se manter à temperatura mais alta possível.

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

Quando o sol nasce de manhã, as pétalas procuram-no,

find it by searching for the highest temperature.

encontrando-o quando procuram a temperatura mais elevada.

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

Um minuto e meio ou dois minutos depois,

os raios incidem na cápsula quente,

the engine will be warm enough to start

o motor fica suficientemente quente para funcionar

and then the engine will generate electricity

e o motor vai gerar energia elétrica durante umas 6,5 horas por dia

for about six and a half hours a day --

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

umas 6,5 a 7 horas à medida que o sol se desloca no céu.

A critical part that we can take advantage of

Uma parte crítica de que podemos tirar algum partido

é que temos estes microprocessadores baratos

is that we have these inexpensive microprocessors

and each of these petals is autonomous,

e cada uma desta pétalas é autónoma.

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

Cada uma dela sabe onde etá o sol sem qualquer configuração do utilizador.

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

Não é preciso dizer a que latitude e longitude estamos,

what your roof slope angle is, or what orientation.

qual o ângulo de inclinação do telhado, qual a orientação.

It doesn't really care.

Isso realmente não importa.

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

O que acontece é que ele procura a posição mais quente,

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

volta a procurar meia hora depois, um dia depois, um mês depois.

It basically figures out where on Earth you are

Sabe qual a nossa posição na Terra vendo a direção do movimento do Sol,

by watching the direction the sun moves,

por isso não temos de fazer qualquer introdução de dados.

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

The way the unit works is,

O modo como a unidade trabalha é, quando o sol sai,

when the sun comes out, the engine will start

o motor começa a funcionar e temos a energia aqui.

and you get power out here.

Temos corrente AC e DC, produz 12 volts DC,

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

e pode ser utilizada em certas aplicações.

Temos um inversor aqui e podemos conseguir 117 volts AC

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

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

e também conseguimos ter água quente.

A água quente é opcional.

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

Não precisamos de usá-la, arrefecerá por sim mesma,

But you can use it to optionally heat hot water

mas podemos utilizá-lo para aquecer água

and that brings the efficiency up even higher

o que torna a sua eficiência ainda mais elevada

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

porque parte do calor que rejeitaríamos,

pode ser usado como energia útil, seja para uma piscina ou para água quente.

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

Vou mostrar um pequeno filme de como isto funciona.

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

Este foi o primeiro teste quando o levámos para o exterior.

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

Cada uma das pétalas estava à procura.

Elas dão passos, de forma muito grosseira no início,

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

and very finely afterward.

e muito mais precisa, depois.

Once they get a temperature reading on the thermocouple

Depois de terem a leitura de temperatura no termopar,

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

desaceleram e fazem uma busca precisa.

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

As pétalas colocam-se em posição e o motor começa a trabalhar.

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

Estivemos a trabalhar nisto durante dois anos.

Estamos satisfeitos, mas ainda há um longo caminho a percorrer,

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

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

Vou falar mais um pouco sobre isso.

Isto é como nós imaginamos uma instalação residencial

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

Talvez precisemos de mais de uma unidade no telhado.

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

No telhado, no jardim ou noutro lado qualquer.

Não precisamos de ter unidades para alimentar a casa toda,

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

poupamos dinheiro com cada instalação adicionada.

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

Estamos a utilizar o potencial de grelha, neste tipo de aplicações,

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

pode ser o fornecedor de suporte — não pode ser utilizado à noite,

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

e não pode ser utilizado em dias nublados.

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

Mas pode reduzir muito o consumo de energia em horas de pico

usually when you have your air conditioning on,

— se o ar condicionado estiver ligado, ou noutras alturas.

or other times like that --

this generates the peak power at the peak usage time,

Isto gera o pico de energia na altura do pico de utilização,

so it's very complementary in that sense.

portanto, é complementar nesse sentido.

This is how we would envision a residential application.

Imaginamos assim uma aplicação residencial.

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

Também achamos que há grande potencial para quintas de energia

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

sobretudo em locais remotos onde haja muito sol.

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

É uma combinação muito boa destes dois fatores.

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

Acontece que há muito sol em todo o planeta,

mas nalguns locais onde é relativamente barato colocar estes

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

e também em muitos locais onde haja um elevado potencial eólico.

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.

Como exemplo vejam o mapa dos EUA.

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

Na maior parte não há muito verde nem muito azul, é um local ideal,

but even the green or blue areas are good,

mas mesmo as áreas verdes ou azuis são boas,

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

embora não tão boas como a vermelha, laranja e amarela.

Mas o local à volta de Las Vegas e Death Valley e esta área

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

são muito boas.

And is only affects the payback period,

Isto só afeta é o período de reembolso.

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

Podemos usar a energia solar em qualquer ponto da Terra.

you could use it anywhere on Earth.

Afeta o período de retorno

It just affects the payback period

quando comparada com a eletricidade distribuída pela rede.

if you're comparing to grid-supplied electricity.

Mas se não houver eletricidade distribuída pela rede,

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

a questão do retorno coloca-se de maneira diferente.

then the question of payback is a different one entirely.

Trata-se de quantos watts obtemos por dólar,

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

e como podemos beneficiar usando essa energia

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

para mudar a nossa vida.

Este é o mapa dos EUA.

This is the map of the whole Earth,

Este é o mapa de todo o planeta

and you can see a huge swathe in the middle

e de novo, vemos uma grande faixa no meio

where a large part of the population is,

onde reside a maior parte da população.

there's tremendous chances for solar energy.

Há imensas hipóteses para a energia solar.

And of course, look at Africa.

Olhem para África.

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

Tem um potencial incrível para tirar partido da energia solar.

Gostava de falar mais das formas como podemos ajudar nisso.

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

Em conclusão, eu diria que o meu percurso mostrou-me

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

que podemos revisitar velhas ideias sob uma nova luz,

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

e que ideias que foram abandonadas no passado

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

podem ser práticas hoje se aplicarmos novas tecnologias.

Acreditamos que estamos perto de algo prático e acessível.

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

O nosso objetivo a curto prazo é conseguir metade do preço das células solares

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

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

e a longo-prazo é que tenhamos o retorno do investimento em menos de cinco anos.

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

Com um retorno inferior a cinco anos, isto torna-se muito económico.

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

Não é preciso ter uma atitude de nos sentirmos bem face à energia

to want to have one of these.

para querer ter um destes.

It just makes economic sense.

Faz sentido do ponto de vista económico.

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

Os períodos de retorno na energia solar vão de 30 a 50 anos.

If you get it down below five years,

Com menos de cinco anos, torna-se óbvio o interesse em tê-lo

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

alguém o financiará

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

e podemos ganhar dinheiro, desde o primeiro dia.

Esta é a poderosa meta que queremos atingir na nossa empresa.

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

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

Aprendi duas outras coisas surpreendentes

uma foi como estamos familiarizados com a energia.

one was how casual we are about energy.

Eu vinha do elevador para aqui,

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

e olhei para o palco.

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

Há, provavelmente 20 500 watt de luz neste momento.

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

Há 10 000 watts de luz no palco,

one horsepower is 746 watts, at full power.

um cavalo-vapor é 756 watts, a funcionar em pleno.

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

Há uns 15 cavalos a correr à velocidade máxima

para manter este palco iluminado.

Sem mencionar 200 cavalos a correr neste momento

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

para manter o ar condicionado a funcionar.

to keep the air-conditioning going.

And it's just amazing,

É espantoso, entrar no elevador e ter luz no elevador.

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

Estou muito sensível em casa quando deixo as luzes ligadas.

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

Mas, à nossa volta temos uma utilização insaciável de energia

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

porque é muito barata.

because it's so cheap.

E é barata porque fomos subsidiados

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

pela energia concentrada que provém do sol.

that's been concentrated by the sun.

Basically, oil is solar-energy concentrate.

No essencial, o petróleo é energia solar concentrada.

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

Foi bombeada muita energia durante mil milhões de anos

to make it have all that energy contained in it.

para armazenar toda a energia aí contida.

And we don't have a birthright

Não temos o direito de a usar da forma rápida como estamos a usar.

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

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

Seria fantástico se encontrássemos um meio de renovar a energia que usamos,

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

de forma a criar energia à medida que a usamos.

Espero que possamos lá chegar.

and I really hope we can get there.

Muito obrigado. Foram uma audiência extraordinária.

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

(Aplausos)