Há uns 06 anos (2017), escrevi aqui um artigo revolucionário e alvissareiro acerca, mas ainda não o revira de forma mais detalhada, pois somente, recente, evoluiu bem mais - vide ao final - e tudo após os desafios dos veículos elétricos para as necessárias E URGENTES reconversões socioambientais mais com os avanços recentes das impressões de motores e seus equipamentos em 3D
(Notas: nas gerações Stirling não se pensam em maquinas unitárias, mais em conjuntos com até 50.000 motores sol estacionários e captando por até 9 horas/dia e com todos captando, gerando individualmente – sem vapor de água sem queima/combustão interna sem turbinas a gás e sem fluido térmico circulante - e somando em fazendas e projetos geradores até gigantes. Quase sempre a captação apenas térmica solar de qualquer tio – inclusive Stirling - provém de até 07 diferentes tipos de raios e de partículas, conhecidas, também sendo possível de diversas posições e até mesmo em dias com pouco sol, e esta diverge muito da captação solar apenas fotovoltaica, mesmo que moderníssima. Mesmo em dias sem sol é possível haver captação térmica vizinha refletida pelos chamados “albedos” recolhedores e estocadores térmicos solares e outros, como por pedras, areias, concretos, prédios vizinhos, ar quente e até asfaltos, sendo que na ESALQ/USP pesquisa recente comprovou estocagem térmica suficiente e a captar em asfalto de rua até as 20:00 h – vide meus outros artigos acerca).
Prevê-se que o mercado mundial de Stirling deva alcançar Us$ 1,6 bilhões em 2032 (sobretudo nos EUA, Europa e China), ante Us$ 0,81 bilhões em 2022, segundo a “Polaris Market Research” - vide ao final – uma excelente e renomada Consultoria Energética Mundial de Nova Iorque (EUA).
“No entanto, o alto custo associado à fabricação destes motores MAIS a falta de conscientização dos clientes sobre as vantagens dos motores Stirling e diversas barreiras regulatórias quanto ao seu uso em algumas indústrias são fatores importantes que dificultam o crescimento do mercado global”. “Também, a recente epidemia mundial de COVID muito prejudicou ao dificultar/reduzir muito as cadeias de abastecimento em todo o mundo, dificultando às empresas a obtenção dos componentes e materiais necessários para fabricar estes motores, levando a atrasos e à redução da capacidade de produção”. “Também reduziu a demanda por motores Stirling de inúmeras indústrias devido à redução das operações e paradas temporárias” (tudo isto cfe. diagnostico mundial recente pela Consultoria Polaris Market Research - Vide ao final).
Assim, corrente, o Estado da Arte de tais revolucionários motores é o seguinte:
No Brasil, trata-se muito mais de grande curiosidade até técnico-cientifica-financeira e ambiental de muitos empresários e de meus leitores no Agrolink mais no LinkedIn mais no Academia.edu (em inglês) mais no Researchgate.com (em inglês), que, em conjunto, já passam de 1,2 milhão de page-views no Brasil e no Mundo, ainda muito pouco.
Assim, no meu dia-a-dia consultivo - boa parte gratuito e patriota - muitos me perguntam sobre o que são e para que servem os famosos MOTORES STIRLING?
Inventado por um pastor evangélico há cerca de 150 anos (1878), tal motor EXTERNO – se e quando isolados - produz de POUCO A MÉDIO VOLUME UNITÁRIO DE eletricidade, mas por até 24 horas/dia se por outras fontes térmicas, sendo de até 9 horas/dia se pela fonte solar heliotérmica a mais usada em grandes fazendas somando milhares de Stirling sol estacionários e vizinhos. Mesmo apenas pela via solar heliotérmica, já há ofertas baratas e eficientes – vide abaixo - para captações e baixas gerações suficientes para 25 residências – se gerando até 7,5 KWh efetivos - até 75 lares – se gerando até 25,0 KWh.
A poderosa NASA – um grande suporte atual cientifico-desenvolvimentista real, até contra os possíveis cartéis e grandes corporações energéticas mundiais - investiga e apoia os Stirling e seus potenciais desde 1989, pois ele também é o ideal para estações espaciais, aeronaves e, principalmente, para submarinos. Vide: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19890010823.pdf .
O Stirling moderno é muito superior as demais fontes geradoras, pois NÃO ENVOLVE produção intensiva e até pressionada de VAPOR DE ÁGUA NEM QUEIMA interna DE COMBUSTÍVEIS DE QQ TIPOS NEM QUEIMA interna DE GÁS EM TURBINAS AÉREAS ETC. Ou seja, ele é o sonho de qualquer sistema gerador elétrico (são 04 tipos, cfe. as demandas e ofertas) É MOVIDO PRINCIPALMENTE POR UMA FONTE TÉRMICA VIZINHA E EXTERNA incidente sobre seu capturador térmico (seja solar diurna, ou de albedos vizinhos, via captação apenas térmicas em discos ou calhas parabólicas e/ou queima externa de biogás ou de singás por 24 horas/dia ou, idem, e/ou pela queima externa de gás natural ou GLP e/ou em fornos para qq fins, caldeiras a base de lenha, carvão etc.).
Até 2020, a eficiência da geração elétrica final e liquida pelos novos motores Stirling expressa em KWh reais (ante KWhp = potenciais; dados até muitos divulgados pelos enganadores) ficava entre – elevados - 45% e 85%, segundo diversos autores, portanto, já mais que o dobro das eficácias divulgadas dos motores movidos a derivados de petróleo ou a etanol ou a biodiesel (de apenas 20% a 35%, segundo diversos autores, inclusive eu) e mesmo ante as captações solares fotovoltaicas (fator de capacidade apenas de 20%-25% em 2012, cfe. dados do IRENA - USA) ou gerações eólicas de grande altitude (fator de capacidade apenas de 20%-35% em 2012, também cfe. dados do IRENA - USA). Vide mais dados das eficácias no link abaixo pelo KTH School da Suécia (Obs.: acerca, vide meus artigos comparativos anteriores no link ao final, sobretudo, comparando com as perdas gigantes de energias motrizes potenciais – de até 85% - pelos veículos ainda movidos pelos diversos derivados de petróleo).
Segundo alguns consultores internacionais, ainda em 2016, os maiores problemas dos Stirling eram seus elevados custos iniciais de implantações entre Us$ 500/KWh e Us$ 30.000 KWh reais, o que, contudo, parece que não procede hoje, conforme diagnostico abaixo em 2011 e 2014.
De modo bem objetivo, também com dados da poderosa IRENA dos EUA ainda 2011, na figura 14, elas apontaram (vide pesquisa sueca a seguir), comparativamente, que os custos efetivos (valor total para instalar) de Us$ 4.600/KWh das fazendas/projetos com Motores Stirling na Jordânia, como abaixo citadas/comparadas (as chamadas como Cleanenergy) somente eram iguais as com energia solar fotovoltaica (Us$ 4.600/MWh), mas ainda eram bem caras do que os com energia eólica na China, com apenas de Us$ 1.350/KWh, e também em outros países analisados com apenas de Us$ 2.150/KWh .
Comparativamente (ainda com dados do IRENA em 2012 - tabela 02 do link abaixo), os custos médios de instalações de Us$ 4.600/KWh em 2014 de fazendas/projetos geradores com milhares de discos sol estacionários Stirling acima na Jordania, o valor exigido de investimentos em uma planta solar fotovoltaica era igual e também no custo total de Us $ 4.600/KWh em 2012. Contudo, ambos valores iguais acima ficavam muito acima dos custos médios com instalações eólicas, também em 2012 (valores a investir), como ocorria nas fazendas/projetos eólicos na China e na Índia (de Us$ 1.300/KWh a Us$ 1.450 KWh) mais na Europa (de Us$ 1.850/KWh a Us$ 2.100 KWh), sendo um pouco maiores do que na América do Norte (de Us$ 2.000/KWh a Us$ 2.200 KWh).
Em 2012, já em termos de custos operacionais geradores nas fazendas/projetos com motores Stirling (LCOE), segundo elas, a suíça Ripasso Energy iniciou um grande projeto para gerar elevados 30 MWh em fazenda com cerca de 3.500 discos sol estacionários, captando 30 KWh cada, e com eficiência média final de 32% -, ou seja, com capturas apenas via Stirling solares na África do Sul e já com um baixíssimo custo operacional gerador (LCOE = “Levilised Cost of Electricity”) de apenas €$ 0,10 por KWh.
Em 2014, uma Universidade da Suécia (KTH School of Industrial Engineering and Management Energy Technology) publicou uma tese de bacharelado de 02 autoras, completa no link a seguir, sobre eficácias mais sobre os CUSTOS – levantados e comparados - das modernas gerações elétricas sustentáveis COM MOTORES STIRLING e com outros TIPOS no Mundo e em outros principais países/regiões (isto tudo sem nada acrescentar sobre o etanol, biodiesel, veículos flex, solares e eólicas do Brasil, infelizmente e/ou por desinteresses/desconhecimentos).
Segundo elas, o custo (valor investido) total na instalação de uma fazenda/projeto Stirling Solar em 2014 na Jordania foi apenas de Us$ 230,0 milhões, mas para gerar elevadíssimos 50 MWh (vide tabela 04 do link a seguir), ainda iguais a apenas Us$ 4.600/KWh e ainda com esperanças de reduções para Us$ 3.810/KWh, graças as quedas de até 30% já ocorrendo nos custos dos principais materiais.
Ainda segundo as autoras da pesquisa (tabela 5), em 2011 e 2014, o custo operacional gerador do projeto com disco Stirling era apenas de Us$ 0,14 KWh, ainda igual e até o dobro do custo com usina eólica de Us$ 0,06/KWh a Us$ 0,11/KWh, MAS IGUAL OU BEM MENOR do que o custo de projeto com a captura solar fotovoltaica de Us$ 0,14/KWh a Us$ 0,36/KWh.
Vide mais dados em: https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:735271/FULLTEXT01.pdf
ASSIM, PARA PEQUENOS PROJETOS HÍBRIDOS COM TAIS FONTES ACIMA (sobretudo com motor Stirling NÃO SOLAR noturna mais com solar fotovoltaica diurna), embora também ainda não fabricados no Brasil, os motores NÃO SOLAR Stirling modernos já podem ser uma boa solução e bem adicional (bem mais volumes) e seguras – noturnas mais para dias nublados – bem mais baratas e confiáveis, tudo via geração continuada pela singaseificação direta e local de lixos, fezes, biomassas, borrachas, sobras, gramados etc. de condomínios, prédios e agroindústrias rurais e semiurbanas (também pode aquecer fluidos térmicos circulantes e recarregar quaisquer baterias por 24 horas/dia).
PESSOALMENTE, estou prospectando importações/preços/custos e escrevendo um projeto – TOTALMENTE INOVADOR E
ALTAMENTE VENDÁVEL E RÁPIDO - para um prédio INTEIRAMENTE SUSTENTÁVEL, talvez no semi interior de SP, revolucionário e exemplar, com 200 apartamentos classe média alta inteiramente sustentáveis (com custos adicionais apenas de 20% a 35% maiores ante os usuais), pois autoprodutores de eletricidade mais de agua quente (poços solares profundos) mais de vapor para saunas mais de aguas para reusos e, tudo isto, sem nada liberar de lixos ou resíduos para o ambiente ou para coletas, ou seja, não precisam de limpeza ambiental nem de coletas de qq tipos. SERÁ um sistema hibrido com pequena parte em solar fotovoltaica diurna nos tetos (infelizmente, aqui somente captando por 3 a 5 horas/dia e se, e somente se, em dias não nublados nem chuvosos, estes iguais 50% dos dias no Brasil real – vide e consultes – cientificamente - sobre o potencial real de tua região no Atlas Solarimétrico - da Nasa e outras fontes serias - com os níveis diários e mensais de irradiação por m2 do Brasil e outros países) + grande parte em discos STIRLING captadores apenas térmicos, sol estacionários e diurnos nos tetos ou nas paredes e para gerar 7,5 KWh cada (nestes casos por 7 a 9 HORAS/DIA, pois com discos STIRLING solar estacionários-rastreáveis e acopláveis) e, sobretudo para atender as demandas-pico das 18:00-21:00 h (vide fotos nos links abaixo) + geração elétrica direta e noturna por 5 a 10 motores STIRLING de pequenos portes, vizinhos, idem para 7,5 KW/cada – sem barulhos – a serem reaquecidos até por 20 horas/dia pelas chamas diretas de singaseificadores de lixos, biomassas, sobras alimentos, resíduos, podas do condomínio, fezes etc.., tudo no subsolo ou em deposito ou lote vizinho em em qq outro local de posse do condomínio (então, exigindo transportes corretos).
INFELIZMENTE, AINDA NÃO HÁ MOTORES STIRLING DE GRANDE PORTE (ainda somente temos para até 300 KWh como a seguir), EMBORA UMA EMPRESA da cidade de Athol ou de New Salem – ambas em MA (EUA) - VIZINHA A HARVARD E AO MIT – cite que ESTÁ DESENVOLVENDO motores “Stirling Cinéticos” (“Kinematic Stirling engines”) de grande porte – sigilosa e particularmente, por demanda da NASA mais da USAF e, sobretudo, da US Navy - , ou seja, super Stirling PARA GERAR desde 50 KWh reais até 500 KWh em cada modulo isolado, chegando a 2.500 KWh em 05 módulos unidos, todos com quatro cilindros coaxiais e com 12 a 14 polegadas de diâmetro. Mesmo com as ainda baixas eficiências térmicas médias de 38% neste caso, em 1998, cada motor já operava por até 100 mil horas e seu custo de fabricação ficava menor do que US $ 500/KWh.
Em 2015, já havia motores Stirling com mais de 50 mil horas de operação e, obviamente, sem nenhuma produção de poluentes (ou baixíssima e mais quando do uso do nitrogênio como gás expansor).
Alguns protótipos construídos pela empresa holandesa Philips nas décadas de 1950 e 1960 chegaram a índices de 45% de eficiência térmica (hoje, já se fala em 85%). Em 2016, a Philips voltou à carga e já tinha novo Stirling modificado para gerar 250 KW.
No Mundo até 2027, já tínhamos muitas pequenas e médias empresas da área solar pesquisando e já fabricando sistemas de captura solar heliotérmica mais por “Dish Stirling”, a saber: GENES / Skargardarnasriksforbund; DIGESPO/FBK Group; LoCal Group / UC-EECS Department - Berkeley; APRISCUS; AustinSolar AC; GMZ Energy's; Edisun Heliostats; NEP Solar; Naked Energy; WMbuildings; Thermomax; Soleterno; Ablecompany e Gaia Solar.
Em termos de pesquisa de Stirling pelas gigantes, além dos da Philips da Holanda, também já estão desenvolvendo Stirling, empresas como a Advanco; Boeing Company and Science Corporation/STM Corp; McDonnell Douglas Corporation; Cummins Engine Company; German Company Schlaich; Bergermann/MERO; SOLO Kleinmotoren; WG Associates etc.
Em 2017, exceto no Brasil infelizmente, já tínhamos umas 20, médias e grandes, empresas mundiais pesquisando, quase que sigilosamente, os novos Stirling, sendo quase todas situadas perto de grandes instituições de engenharia avançada como Universidades de Berkeley, Stanford, Harvard, MIT, Purdue, Alabama e Ohio, todas dos EUA, mais Oxford e Cambridge da Inglaterra mais Politécnica de Zurich mais em São Petersburgo da Rússia; DTSEE da Romênia; UN Nicosia da Turquia; UN Cape Town; UM Stellenbosch da África do Sul; UN South Walles da Austrália e até a UN Católica do Chile.
Até 2032, exceto no Brasil infelizmente, e segundo diagnósticos pela excelente Consultoria Energética Mundial: a Polaris Market Research de Nova Iorque (EUA) – vide abaixo; o MERCADO MUNDIAL de fabricações e vendas dos motores Stirling de diversos tipos) tende a dobrar, alcançando Us$ 1,6 bilhão em 2032, ante US$ 0,81 bilhões em 2022, destacando-se os maiores incrementos na América do Norte mais na Europa e, um pouco, na Asia.
Desenvolvimentos recentes ATÉ 2022 (exceto no Brasil, infelizmente) -
“Em outubro de 2021, a Azelio apresentou um novo sistema eletrotérmico para diversas aplicações comerciais que funciona em 4 etapas. Este sistema ajuda a gerar calor utilizável com temperaturas que variam de 55 a 65 C e utilizado conforme a demanda em todas as horas do dia.”
“Em dezembro de 2021, a China State Shipbuilding anunciou que a empresa havia testado o primeiro motor de grande porte do país com aplicações em propulsão submarina. Este novo protótipo funcionou já com potência de 320 KW e uma eficiência de conversão de energia de quase 40%, tornando-o, até então, o mais potente do mundo.” (em geração Stirling não se pensam em maquinas unitárias, mais em conjunto com até 50.000 motores sol estacionários e captando por até 9 horas/dia, com todos captando, gerando individualmente e somando em fazendas e projetos geradores até gigantes. (Nota: a captação térmica solar provém de até 07 diferentes tipos de raios e de partículas, conhecidas, mais sendo possível de diversas posições e até mesmo, em dias com pouco sol, e esta diverge muito da captação solar apenas fotovoltaica, mesmo que moderníssima. Mesmo em dias sem sol é possível haver captação térmica refletida pelos chamados “albedos” recolhedores e estocadores térmicos solares e outros, como por pedras, areias, prédios vizinhos, ar quente e até asfaltos, sendo que na ESALQ/USP pesquisa recente comprovou estocagem térmica suficiente e a captar em asfalto de rua até as 20.00 h – vide meus outros artigos acerca).
“Em julho de 2022, a Stirling Generators fez parceria com a Moteurs Baudouin. A nova parceria aproveitará o legado e a experiência da Baudouin no projeto e fabricação de motores a gás e diesel da mais alta qualidade e geradores Stirling.”
PRINCIPAIS DESENVOLVEDORES E FABRICANTES EM 2022 (exceto no Brasil, infelizmente) –
Os treze principais desenvolvedores e fabricantes mundiais até 2022 (nenhum do Brasil) – ante apenas 03 há 20 anos - são: 1) United Sun Systems International Ltd.; 2) Qnergy, Sunpower Inc.; 3) Microgen Engine Corporation; 4) Cool Energy Inc.; 5) ADI Thermal Power Corporation; 6) Genoastirling Srl; 7) Shanghai MicroPowers Ltd.; 8) AMETEK Inc.; 9) Swedish Stirling Company; 10) American Stirling Company; 11) Whisper Tech Limited ; 12) LTD Stirling Technologies e 13) LTD Kockums Industries.
PRINCIPAIS APLICAÇÕES E DESTINOS EM 2022 (exceto no Brasil, infelizmente) -
Em 2022, a maioria dos motores stirling em usos eram direcionados, em ordem crescente, para;
- Submarinos das Marinhas (mais dos EUA, China e Europa);
- Gerações elétricas em plantas solares apenas heliotérmicas (sem fluidos térmicos circulantes) e com discos Stirling sol estacionários;
- Plantas Nucleares para gerações elétricas;
Vide mais dados ATÉ 2022, inclusive outros diagnósticos, em:
https://www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/stirling-engine-market
Também vide mais dados ATÉ 2017 em meu artigo anterior:
Vide ofertas internacionais de discos capturadores solares térmicos STIRLING unitários (que capturam por 7 a 9 horas/dia, pois são solar estacionários-rastreáveis/acopláveis), em:
- Boa oferta de STIRLING engine para gerar 7,5 KWh pela QENERGY por muitas fontes, inclusive já via biogás de suínos no Mexico.
2) Stirling Engine solar já comercial da chinesa GOE para 25 KWh cada
https://youtu.be/yzU_Mo5ElVE 7
3) Stirling jay comercial para 40 KWh da Kontax EngIneering
https://www.youtube.com/watch?v=aS3FykT7skE
4) Stirling para usos em submarinos (geradores não-atômicos ideais) da China State Shipbuilding Corporation Limited (CSSC) para gerar 100 KWh líquidos.
https://www.globaltimes.cn/page/202112/1243157.shtml
Concluindo, espero, realmente e de novo, ter ajudado um pouco mais este Setor de motores Stirling, fantásticos e fundamentais para quaisquer pais socioambiental e desenvolvimentista real -, mais os setores de energia solar heliotérmica mais 02 NOVOS SETORES, já bem capitalizados e lucrativos, DE CONSTRUÇÃO CIVIL E DE AGRONEGÓCIOS (QUE, COMO MOTORES DO PAIS, PRECISAM SER AINDA BEM MAIS ARROJADOS, DE FUTUROS E MUITO MAIS SOCIOAMBIENTAIS CORRETOS E, IDEM, BEM MAIS LUCRATIVOS/DISTRIBUTIVOS/ARRECADATIVOS), até porque Diagnósticos, Teses, Pesquisas e Desenvolvimentos acerca no Brasil – tanto públicos, como também nos PRIVADOS (também muito devagar ou quase parando acerca) - são raros ou lentos ou NÃO PRIORIDADES.
Ai sempre nos cabem, há 30 anos, a nossa missão patriótica brasileira (as vezes até mundial) e quase que isolada de fazer consultorias confiáveis - COMPROVADAS COM MUITOS DADOS E LINKS MUNDIAIS RECENTES - e, MELHOR, gratuitas e para todos, em especial para muitos Estudantes, Professores públicos e privados; ainda até para Mestres e Doutores, públicos e privados, e até para muitos CEO, CTO, CFO etc. – públicos, privados e de multis – mais até para seus Consultores socioambientais e energéticos.
FIM
Brasília (DF) e Porto Seguro (BA), em 15 de março de 2024
VIVAMELHOR AMBIENTAL CONSULTORIA
Para outros detalhes, contates-me apenas pelo e-mail [email protected]
