Thea Energy presenta Helios, su planta de energía de fusión inspirada en píxeles

La energía de fusión tiene el potencial de reescribir mercados energéticos de billones de dólares, pero primero, las nuevas empresas tienen que demostrar que sus diseños funcionarán y no serán demasiado costosos. Ninguna de las dos cosas es fácil, especialmente si se tiene en cuenta que los enormes imanes y láseres utilizados en muchos diseños deben instalarse con una precisión milimétrica o mejor.

Inicio de fusión energía thea dice que su reactor inspirado en píxeles y su software de control especializado deberían poder generar energía sin requerir el mismo nivel de perfección.

“Para empezar, no tiene por qué ser tan bueno”, dijo a TechCrunch Brian Berzin, cofundador y director ejecutivo de Thea Energy. “Tenemos una manera de eliminar las imperfecciones en la parte trasera”. Ese margen de error podría darle a Thea una ventaja sobre la competencia.

Las plantas de energía de fusión prometen entregar gigavatios de energía limpia a la red, pero los costos de materiales y construcción amenazan con hacerlas no competitivas con la energía solar y eólica barata. Al construir primero una planta de energía y solucionar los problemas del software, Thea podría ayudar a reducir drásticamente el costo de la energía de fusión.

Pero primero la empresa tiene que construir un prototipo funcional. Hoy, Thea publica los detalles de su diseño, incluidos los detalles de la física que lo sustenta. La startup compartió el documento exclusivamente con TechCrunch.

Thea está construyendo una versión única del stellarator, un tipo específico de reactor que utiliza imanes para darle forma al combustible de plasma. Los imanes son una de las dos formas principales en que los científicos de la fusión mantienen el calor del plasma y lo confinan hasta que ocurren reacciones de fusión. El otro, conocido como confinamiento inercial, utiliza láseres o alguna otra fuerza para exprimir pequeñas bolitas de combustible.

La mayoría de los estelaradores están construidos con imanes que parecen como en un cuadro de Salvador Dalí. Pero el diseño de Thea utiliza una docena de imanes más grandes y cientos de más pequeños para crear lo que podríamos llamar un estelarador “virtual”.

En un estelarador típico, los imanes están construidos para seguir los contornos de una forma que está destinada a funcionar con las peculiaridades del plasma, lo que ayuda a confinarlo por más tiempo usando menos energía que los tokamaks, que usan una serie de imanes de forma y tamaño idénticos. Sin embargo, los estelaradores tienen una gran desventaja: su forma irregular dificulta la fabricación en masa de imanes.

Entonces, Thea diseñó su reactor alrededor de pequeños imanes superconductores idénticos dispuestos en matrices. La startup utilizará software para controlar cada imán individualmente para generar campos magnéticos que puedan replicar la forma tambaleante de un estelarador.

El enfoque tiene varias ventajas. Por un lado, le ha permitido a Thea repetir rápidamente el diseño de su imán. En los últimos dos años, la empresa ha modificado el diseño más de 60 veces, afirmó Berzin. “La mayoría de las empresas de fusión trabajan con imanes del tamaño de un automóvil, o con un láser del tamaño de un automóvil, o con una cuña del tamaño de un automóvil. Desafortunadamente, eso significa que uno cuesta 20 millones de dólares y lleva dos años”. [to make]”, dijo.

También ha significado que la empresa puede utilizar controles de software para superar cualquier irregularidad en la forma en que se fabricaron o instalaron los imanes. Para probar su sistema de control original, Thea construyó una matriz de tres por tres de sus imanes unidos con sensores. Los controles, derivados de la física del electromagnetismo, funcionaron bien. Pero la empresa también quería ver cómo la IA podría manejar la tarea, por lo que también entrenó a uno nuevo mediante el aprendizaje reforzado.

El equipo salió sorprendido de lo bien que funcionó todo.

“A propósito lanzamos bolas curvas a la matriz”, dijo Berzin. “Desmontamos un imán a propósito literalmente más de un centímetro. Se podía ver que estaba muy fuera de línea. Fue realmente difícil para nosotros fabricarlo de manera tan deficiente”. El equipo también probó material superconductor de cinco fabricantes diferentes junto con material intencionalmente defectuoso. “Cada vez que hicimos eso, el sistema de control, sin que nosotros tuviéramos que girar perillas e intervenir, pudo detectar esos defectos”, dijo.

El diseño del reactor de Thea, Helios, utilizará dos tipos de imanes. En el exterior, 12 grandes imanes de cuatro formas diferentes harán el trabajo pesado para mantener el plasma confinado. Son similares a los que se encuentran en un tokamak, el tipo de reactor con forma de rosquilla que está construyendo su competidor Commonwealth Fusion Systems. Dentro de las grandes bobinas, 324 imanes circulares más pequeños ajustarán la forma del plasma.

La startup predice que Helios generará 1,1 gigavatios de calor, que una turbina de vapor convertirá en 390 megavatios de electricidad. El reactor tendrá que cerrarse para un período de mantenimiento de 84 días una vez cada dos años. Si todo va bien, eso significa que su factor de capacidad (una medida de cuánta energía genera durante un período de tiempo determinado) será del 88%. Eso es mucho mejor que las actuales centrales eléctricas alimentadas con gas y casi tan buenas como las actuales centrales nucleares.

Helios todavía se encuentra en la fase conceptual. Thea primero tiene que construir Eos, su dispositivo de fusión inicial que pretende probar la ciencia detrás del concepto. Berzin dijo que la compañía anunciará un sitio para Eos en 2026 con planes de activarlo “alrededor de 2030”.

Mientras construye Eos, Thea planea comenzar a trabajar en paralelo en Helios. Es un enfoque similar a cómo Commonwealth Fusion Systems avanza con el trabajo en Arc, su primera planta de energía comercial, mientras construye Sparc, su planta de demostración.

Por ahora, Berzin espera escuchar lo que piensa la comunidad de fusión. “Esta es la publicación del documento general. A esto le seguirá una cantidad considerable de trabajo que saldrá a través de revisión por pares y publicación”, dijo. “Ahora es el momento de ir y establecer asociaciones, colaboraciones, involucrar a los usuarios finales para construir el primero”.