من درست پانزده سالم بود که به انرژی خورشیدی علاقه مند شدم. خانواده ام از فورت لی، نیوجرسی به کالیفرنیا مهاجرت کرده بود... و ما از وسط برف و سرما به گرما و لوله کشی گاز رفتیم. سال 1973 ، گاز سهمیه بندی بود. آن زمان دوران اوج بحران انرژی بود.
من شروع کردم به خواندن مجلۀ Popular Science... و من واقعآ از پتانسیل انرژی خورشیدی هیجان زده بودم. وسعی میکردم برای این بحران راه حلی ارائه کنم من تازه داشتم در دبیرستان مثلثات می خواندم... و یاد گرفته بودم که سهمی چیست... و اینکه چطور می تواند پرتوهای نور را متمرکز کند. این نکته من را خیلی برانگیخت. و من حس می کردم که حتماً می شود وسیله ای ساخت که... بتوان نور را با آن متمرکز کرد.
بنابراین شرکتی راه انداختم به نام Solar Devices (دستگاه های خورشیدی) و من در این شرکت قطعات سهمی شکل می ساختم. یک کارگاه ماشینکاری کرایه کردم. و یادم می آید که به کارگاه می رفتم و سهمی و موتور استیرلینگ می ساختم. و یک روز که داشتم روی ماشین تراش یک موتور استیرلینگ می ساختم... چند موتور سوار آمدند... و گفتند: "داری چپق می سازی، مگه نه؟" و من گفتم: "نه، این یک موتور استیرلینگ واقعی است." ولی آنها حرف من را باور نکردند.
من نقشه های آن موتور و بشقاب سهمی شکل را به قیمت هر کدام چهار دلار.. در پشت جلد مجلۀ Popular Science می فروختم. و آنقدر فروختم که هزینۀ سال اول تحصیل در Caltech رو درآوردم. برای من خیلی هیجان انگیز بود که به Caltech بروم.
و سال اول در Caltech به تجارتم ادامه دادم. ولی در سال دوم در Caltech سیستم نمره برقرار بود. سال اول سیستم فقط قبول/رد بود ولی سال دوم به بعد باید نمره می گرفتیم. دیگر نمی توانستم به تجارتم ادامه بدم... و من وارد یک مسیر انحرافی بیست و پنج ساله شدم. رویای من تبدیل انرژی خورشیدی با یک هزینۀ مناسب بود... ولی در آن زمان من ناچار بودم از این مسیر خارج شوم. اول، گذراندن واحدهای دانشگاهی Caltech بود.
بعد از فارغ التحصیلی از Caltech، کامپیوترهای IBM آمدند. و من در سال 1981 به کامپیوترهای شخصی IBM معتاد شدم. و سپس در سال 1983، Lotus 1-2-3 آمد. و من کاملاً در Lotus 1-2-3 غرق شدم. من کارم را با 3-2-1 راهبری کردم، و شروع کردم به نوشتن برنامه های افرودنی برای 3-2-1 و یک واسط کاربری زبان طبیعی (LUI) برای 3-2-1 نوشتم. بعد از ملحق شدن به Lotus، یک شرکت آموزش نرم افزار راه انداختم. و بعد از آن شرکت Idealab را تاسیس کردم، که فضایی داشته باشم که در آن بتوانم شرکت های متعددی را به ترتیب ایجاد کنم.
پس از آن، سالها بعد همین اواخر در سال 2000، بحران انرژی جدید کالیفرنیا... یا آنچه انتظار می رفت یک بحران بزرگ انرژی باشد - پدید آمد. و من داشتم تلاش می کردم راهی بیابم که ... بتوان چیزی ساخت که انرژی را ذخیره کند و هم خودمان تلاش کنیم و هم مردم را تشویق کنیم که برای مقابله با بحران واقعی... انرژی ذخیره کنند. و شروع کردم به بررسی راههایی برای ساخت سیستمهای ذخیرۀ انرژی در باتری که بتوانند برای 5 ساعت، 10 ساعت یا حتی یک تا سه روز کامل ... انرژی مصرفی را از سیستم ذخیره تامین کنند.
من خوشحالم که شما امروز شنیدید که از نظر توانایی ذخیرۀ انرژی به چگالی، باتریها نسبت به سوخت شدیداً ضعیف هستند. نسبت به باتری، انرژی بسیار بیشتری را می توان در سوخت ذخیره کرد. شما باید تمام فضای یک پارکینگ یک ماشینه را با باتری پر کنید تا ... فقط چهار ساعت ذخیرۀ انرژی داشته باشید. و من بعد از تحقیق در بارۀ همۀ فناوریها، به این نتیجه رسیدم که ما می توانیم روشهای ذخیرۀ انرژی را گسترش دهیم... - مثل چرخ طیار، یا انواع ترکیبهای باتری - ولی این یک روش عملی برای ذخیره کردن انرژی نیست.
خب، تولید انرژی چطور؟ شاید بتوانیم انرژی تولید کنیم. من سعی کردم به جمع بندی برسم: شاید انرژی خورشیدی جذابیت لازم را داشته باشه. بیست و پنج سال است که من با انرژی خورشیدی سروکار داشته ام. بگذارید برگردیم و ببینیم در سلولهای خورشیدی چه اتفاقی می افتد. قیمت سلولهای خورشیدی از 10 دلار بر هر وات به 4-5 دلار رسیده بود. ولی ثابت مانده بود. و باید بسیار پایین تر می آمد تا به صرفه باشد.
من تمام اتفاقات جدیدی که در سلولهای خورشیدی رخ داده بود را بررسی کردم. و به دنبال راه های جدیدی برای نوآوری بودم. و سلولهای خورشیدی ارزانتری بسازم. برای این منظور عوامل زیادی باید دست به دست هم بدهند. ولی اساساً این فرایند انرژی بسیار زیادی لازم دارد. حتی بعضی افراد می گویند انرژیی که صرف ساخت یک سلول خورشیدی می شود... بیشتر از کل انرژیی است که این سلول در تمام عمرش تولید خواهد کرد. خوشبختانه، اگر بتوانیم انرژی لازم برای تولید سلولهای خورشیدی را کاهش دهیم، استفاده از آنها عملی تر خواهد شد. ولی در حال حاضر، برای تولید سلولها، تقریباً هیچ چاره ای ندارید جز اینکه... سیلیس را به مدت 17 ساعت در دمای 870 درجۀ سانتیگراد قرار دهید. افراد زیادی دارند تلاش می کنند که این را کاهش دهند. ولی من در این زمینه دستم خالی بود. بنابراین من تلاش کردم راه های دیگری برای تولید اقتصادی انرژی خورشیدی پیدا کنم.
پس روی یک ایده تفکر کردم: چطور است نور خورشید را با یک آینۀ بزرگ متمرکز کنیم. به همان روشی که من در دوران دبیرستان در ذهن داشتم. ولی شاید به کمک فناوری جدید بتوانیم جدب کننده ارزانتر و بزرگتری بسازیم و به کمک آن آفتاب را روی یک مبدل کوچک متمرکز کنیم. در این صورت دستگاه تبدیل آنقدرها گران نخواهد شد. زیرا بسیار کوچکتر از سلولهای خورشیدی فعلی خواهد بود که باید تمام سطحی را که می خواهید از آن آفتاب را جذب کنید بپوشانند. حال ما یک راه حل عملی داریم زیرا در این 25 سال، نسبت به آنچه من قبلاً دیده بودم فناوریهای زیادی پدید آمده اند.
اول از همه، روشهای تولید متعددی ابداع شده اند به علاوه، موتورهای بسیار ارزان مینیاتوری، موتور بدون جاروبک (براشلس)، سروو موتور، استپ موتور، که در پرینترها، اسکنرها و چیزهایی از این قبیل استفاده می شوند را می توان نام برد. که تحولی در این زمینه به شمار می رود. همینطور ریزپردازنده های ارزان و یک پیشرفت مهم دیگر، الگوریتم های ژنتیک.
یک توضیح مختصر در بارۀ الگوریتم های ژنتیک می دهم. این الگوریتم روش قدرتمندی در حل مسایل حل نشدنی از طریق انتخاب طبیعی است. شما یک مساله ای را که پاسخی در ریاضی محض ندارد انتخاب می کنید، و یک سیستم انقلابی سعی و خطا بنا می کنید. جنسیت را اضافه می کنید، در جایی که نصف یک جواب را با نصف یک جواب دیگر بر می دارید و یک ترکیب جدید می سازید، و با "انتخاب طبیعی" پاسخهایی را که به اندازۀ کافی خوب نیستند حذف می کنید. معمولاً، این روزها با یک الگوریتم ژنتیکی روی کامپیوتر، با یک پردازندۀ 3 گیگا هرتز، می توانید تعداد زیادی از مساله هایی را که پیش از این حل نشدنی بودند، ظرف چند دقیقه حل کنید. ما تلاش کردیم به کمک الگوریتمهای ژنتیکی روشی برای طراحی متمرکز کننده های جدید پیدا کنیم. و من نتیجۀ کارمان را به شما نشان می دهم.
به طور سنتی، متمرکز کننده ها به این شکل هستند این اشکال سهموی هستند. آنها تمام پرتوهای موازی ورودی را در یک نقطه متمرکز می کنند. آنها باید خورشید را ره گیری کنند، زیرا باید همیشه مستقیماً رو به خورشید باشند. آنها معمولاً درجۀ پذیرشی حدود یک درجه دارند. یعنی اگر بیشتر از یک درجه انحراف داشته باشند، دیگر پرتوهای آفتاب در کانون جمع نمی شوند. بنابراین ما تلاش کردیم راهی برای تولید جمع کنندۀ بدون ره گیری پیدا کنیم جمع کننده ای که بتواند بیشتر از یک درجه از آفتاب را دریافت کند بدون هیچ قطعۀ متحرکی. بنابراین ما یک الگوریتم ژنتیک ایجاد کردیم تا این ایده را امتحان کنیم. ما برای بهینه سازی مدل یک آینۀ چند سطحی در XL ساختیم که یک چیز شگفت انگیز بیرون داد، واقعاً بیرون داد پس از آزمایش یک میلیارد چرخه، یک میلیارد راه حل مختلف با یک تابع تنظیم که مشخص می کند چگونه در طول روز از زوایای بیشتری، بیشترین نور را از خورشید دریافت کنیم.
و این شکلی است که به دست آمد. این یک جمع کنندۀ تعقیب نکننده با شش شیپوری توبا شکل است که هریک از آنها نور را به این روش دریافت می کنند. اگر نور به اینجا بتابد، می تواند مستقیم به مرکز، نقطۀ کانونی، منتقل شود. ولی اگر خورشید از محور خارج شود و نور از کنار وارد شود، می تواند به دو نقطه بتابد و دو بار بازتاب شود. پس برای نور مستقیم یک بازتاب، و در نور خارج از محور دو بازتاب لازم است. و برای نوری که خیلی خارج از محور است، سه بازتاب. با افزایش بازتابها، بازده کم می شود. چون در هر بازتاب ده درصد از انرژی از دست می رود. ولی این به ما این امکان را می دهد که نور را در بازۀ مثبت و منفی 25 درجه دریافت کنیم. پس، با یک تجهیزات ایستا، می توان حدود دو ساعت و نیم نور دریافت کرد،
گرچه سلولهای خورشیدی برای چهار ساعت ون نیم نور دریافت می کنند. برای یک سلول خورشیدی در یک روز معمولی، (به دلیل حرکت خورشید در آسمان، کارایی سلول خورشیدی در زوایای خارج از محور، به طور سینوسی کاهش می یابد.) سلول خورشیدی حدود چهار ساعت و نیم در روز نور جذب می کند. پس آینۀ ما، گرچه هیچ قطعۀ متحرکی نداشت (می توانستیم به دماهای بالایی دست پیدا کنیم) کافی نبود. ما باید سلولهای خورشیدی را پشت سر می گذاشتیم. پس ما یک ایدۀ دیگر به کار بردیم.
ما به دنبال راهی گشتیم که یک سهموی را به گلبرگهای جداگانه ای تقسیم کنیم که بتوانند خورشید را ره گیری کنند. پس چیزی که شما اینجا می بینید 12 گلبرگ جدا از هم است که هر یک می توانند توسط یک ریز پردازندۀ جدا کنترل شوند که تنها یک دلار قیممت دارند. شما این روزها می توانید یک ریزپردازندۀ دو مگا هرتز را با یک دلار بخرید. و شما می توانید استپ موتورهایی به قیمت یک دلار بخرید که تقریباً هیچ وقت فرسوده نمی شوند چون جاروبک ندارند. ما می توانیم تمام این گلبرگها را با هزینه ای زیر 50 دلار کنترل کنیم و این به ما این اجازه را می دهد که دیگر نقطۀ کانونی را جابجا نکنیم. و فقط گلبرگها را حرکت دهیم. کل سیستم هزیۀ بسیار کمتری دارد ولی می تواند شش ساعت و نیم تا هفت ساعت در روز نور را دریافت کند.
اکنون که ما نور خورشید را متمرکز کرده ایم، برای تبدیل نور به برق چه چیزی می خواهیم در کانون قرار دهیم؟ ما تمام موتورهای حرارتی که بشر تا کنون به کار برده را امتحان کردیم که نور آفتاب یا گرما را به برق تبدیل کنیم. و یکی از بزرگترین موتورهای کل تاریخ، موتور بخار جیمز وات است که در سال 1788 یک نقطۀ عطف اساسی بود. در حقیقت جیمز وات موتور بخار را اختراع نکرد، بلکه آن را بهبود بخشید. ولی بهبودش خارق العاده بود. او یک راهنمای حرکت خطی به پیستون ها اضافه کرد، همچنین برای خنک کردن بخار در بیرون سیلندر یک کاندنسور اضافه کرد، او پیستونهای دو طرفه به کار برد و در نتیجه قدرت را دو برابر کرد. اینها نوآوریهای اساسی بودند. منظورم تمام اصلاحاتی است که او ایجاد کرد. و عادلانه است که امروزه واحد اندازه گیری توان به نام او نام گذاری شده است. پس ما این موتور را بررسی کردیم، و توانمندی هایی در آن دیدیم موتورهای بخار خطرناک هستند، همانطور که می دانید آنها تاثیر عظیمی بر دنیا داشته اند، (انقلاب صنعتی، کشتی ها و قطارها) ولی آنها در اندازه های بزرگ کاربرد دارند. پس برای تولید پراکندۀ برق مناسب نیستند. و از طرفی آنها فشار بالایی دارند، و خطرناک هستند.
نوع دیگری از موتورها موتور هوای گرم است. و موتور هوای گرم را هم رابرت استیرلینگ اختراع نکرد، بلکه او سال 1816 این موتور را بهبود داد. این موتور به خاطر اینکه به جای بخار با هوا کار می کند بسیار جالب است، و در طی سالیان متمادی منجر به صدها طرح خلاقانه شده است، که اصول موتور استیرلینگ را به کار می برند.
ولی بعد از موتور استیرلینگ، اوتو آمد. و او هم موتور درونسوز را اختراع نکرده بود و فقط آنرا کامل کرد. او موتور خود را در سال 1867 در پاریس به نمایش گذاشت، و به موفقیت بزرگی دست یافت زیرا با این کار چگالی تولید توان موتور را افزایش داده بود. اکنون می شد توان بیشتری را در فضای کمتری تولید کرد. و این به موتور این امکان را می داد که در کاربردهای قابل حمل استفاده شود. در نتیجه ما یکباره قابلیت جابجایی به دست آوردیم، اکنون موتورهای زیادی ساخته می شدند زیرا واحدهای تولید انرژی زیادی وجود داشت، برعکس موتورهای بزرگ کشتی و کارخانه های بزرگ که به تعداد زیاد ساخته نمی شدند. پس این موتور بود که از تولید انبوه بهره مند شد. در حالیکه دیگر موتورها از این امکان برخوردار نشدند. پس چون موتور به تولید انبوه رسید، هزینۀ تولید کاهش یافت، 100 سال بهبود و پیشرفت، انتشار گازها کاهش یافت، ارزش عظیم تولید. صدها میلیون موتور درونسوز ساخته شده است. در مقایسه با هزاران موتور استیرلینگی که ساخته شده، و تعداد معدودی موتور بخار که امروزه به ندرت ساخته می شوند، تنها در اندازه های بزرگ و برای کارهای سنگین. پس بعد از بررسی این سه موتور و 47 موتور دیگر ما به این نتیجه رسیدیم که موتور استیرلینگ مناسب ترین موتور برای کار ما است.
من می خواهم به طور خلاصه نشان بدهم که این موتور چگونه کار می کند و ما چگونه به آن نگاه کردیم ما تلاش کردیم به موتور استیرلینگ نگاهی تازه داشته باشیم، چون استفاده از آن عملی بود (وزن در کار ما اهمیت نداشت) جهش موتور درونسوز به خاطر اهمیت وزن بود چون باید جابجا می شد. ولی اگر انرژی خورشیدی را در جایی ثابت تولید کنیم، وزن چندان اهمیتی نخواهد داشت. نتیجۀ دیگری که ما به آن رسیدیم این بود که بازده اهمیت زیادی ندارد. چون منبع انرژی، رایگان است. معمولاً بازده مهم است، چون هزینۀ سوخت در طول عمر یک موتور بسیار بیشتر از قیمت خود موتور است. ولی اگر سوخت رایگان باشد، تنها چیزی که مهم می شود، هزینۀ سرمایه گذاری اولیۀ روی موتور است. پس لازم نیست بازده موتور را بهینه کنیم. بلکه می خواهیم توان تولیدی در ازای هر دلار را بهینه کنیم. پس با به کار بردن این چرخش جدید و با فرض جدید، ما دوباره به موتور استیرلینگ نگاهی نو انداختیم. و همچنین الگوریتم ژنتیک را وارد ماجرا کردیم.
اساساً، زمان رابرت استیرلینگ، گوردون مور نبوده است که برایش ریزپردازندۀ 3 گیگا هرتز بسازد. پس ما همان الگوریتم ژنتیکی که قبلاً استفاده کرده بودیم تا آن آینۀ متمرکز کننده را (که به کارمان نیامد) بسازیم، دوباره به کار بردیم که موتور استیرلینگ را بهینه سازی کنیم. و طراحی، ابعاد و اندازه های آن را چنان تعیین کنیم که بیشترین توان به ازای یک دلار هزینه را به دست آوریم، مستقل از وزن و اندازه، برای تبدیل بیشتر انرژی خورشیدی، چون آفتاب رایگان است.
و این فرایندی است که ما طی کردیم، (بگذارید به شما نشان بدهم این موتور چگونه کار می کند.) ساده ترین موتور گرمایی، یا موتور هوای گرم کل تاریخ اینگونه است: یک جعبه مثلاً یک قوطی فلزی و یک پیستون بردارید یک شعله زیر آن بگذارید، پیستون بالا می آید. شعله را بردارید و آب روی آن بریزید، یا بگذارید خنک شود، پیستون پایین می رود. این یک موتور گرمایی است. به همین سادگی، این بنیادی ترین موتور گرمایی است که می توانید داشته باشید. مشکل اینست که بازده آن یک صدم درصد است. زیرا شما تمام فلز اتاق سیلندر را گرم می کنید و سپس همۀ فلز را مجدداً خنک می کنید. درحالیکه شما توان را از هوای گرم شده می گیرید انرژی زیادی را در گرم کردن و خنک کردن فلز هدر می دهید. پس یک نفر یک ایدۀ هوشمندانه داد، که به جای اینکه کل سیلندر را گرم و سرد کنیم، بیاییم یک جابجا کننده درون سیلندر بگذاریم، (یک وسیلۀ کوچک که هوا را عقب و جلو می راند.) با صرف انرژی کم آن را بالا و پایین می کنیم و اینگونه فقط هوا را بین نقطۀ گرم و سرد جابجا می کنیم. پایین به نقطۀ گرم و بالا به نقطۀ سرد. پس دیگر فلز را متناوباً گرم و سرد نمی کنیم، بلکه هوا را سرد و گرم می کنیم. این به ما این اجازه را می دهد که بازده را از یک صدم درصد به دو درصد برسانیم،
و سپس رابرت استیرلینگ یک ایدۀ نبوغ آمیز ارائه کرد، که این بود که: درست است که ما دیگر فلز را گرم نمی کنیم، ولی همچنان همۀ هوا را گرم و سرد می کنیم. همچنان هر بار همۀ هوا را گرم و دوباره سرد می کنیم حالا اگر یک اسفنج گرمایی در میانۀ راه بگذاریم در مسیر هوا از نقطۀ گرم به نقطۀ سرد، چه خواهد شد؟ پس او توری سیمی، خورده شیشه، و بسیاری دیگر از انواع مواد را برای ساختن اسفنج گرمایی استفاده کرد. به این صورت، وقتی هوا از انتهای گرم به انتهای سرد منتقل می شود مقداری گرما به اسفنج می دهد. و وقتی بعد از سرد شدن، بر می گردد گرما را دوباره جذب می کند. به این وسیله ما انرژی را پنج یا شش بار استفاده می کنیم. و این کار بازده را تا 30-40 درصد می رساند. این یک اختراع هوشمندانه، نبوغ آمیز و کمتر شناخته شده از رابرت استیرلینگ بود که موتور هوای گرم را از یک طرح غیر عملی (همان حسی که به من دست داد وقتی یک مدل سادۀ آن را در دبیرستان ساختم) به کاملاً عملی تبدیل کرد. یه شرطی که بتوانید با بازده بالا و هزینۀ ساخت کم آن را طراحی کنید.
بنابراین ما کاملاً روی ساخت ارزانترین طرح ممکن تمرکز کردیم. ما یک مدل ریاضی عظیم از نحوۀ عملکرد موتور استیرلینگ ساختیم. الگوریتم ژنتیک را اجرا کردیم. و پاسخ آن را برای موتور بهینه گرفتیم. ما چندین موتور ساختیم (صد تا موتور در طی دو سال گذشته) عملکرد هریک از آنها را اندازه گرفتیم، و مدل را بر اساس اندازه گیری ها تنظیم کردیم، و از آنجا به مدل نمونۀ فعلی رسیدیم. این ما را به سوی یک موتور خیلی جمع و جور و ارزان هدایت کرد و این موتور این شکلی است. بگذارید به شما نشان بدهم که این موتور در واقعیت چه شکلی است. خب، این همان موتور است. این یک سیلندر کوچک است که درونش یک ژنراتور و تمام اتصالات را جای داده است. و این درپوش قسمت گرم است. (سیلندر گرم در بالا) این قسمت گرم می شود، این قسمت سرد است. و الکتریسیته تولید می شود. دقیقاً عکس آن هم درست است. اگر برق به آن وارد کنید، این قسمت گرم می شود و این قسمت سرد. شما یخچال خواهید داشت. پس این کاملاً یک سیکل برگشت پذیر است، یک سیکل بسیار کارامد و تقریباً آسان برای ساختن.
بنابراین ما دو چیز را کنار هم قرار می دهیم. ما موتور را داریم، حال چه می شود اگر آن را در کانون گلبرگها بگذاریم؟ گلبرگها خورشید را ره گیری می کنند و موتور نور متمرکز شده را دریافت می کند، گرما را می گیرد و به برق تبدیل می کند. اولین نمونۀ سیستم ما این شکلی بود، شامل گلبرگها و موتور در مرکز. این دستگاهی است که بیرون زیر نور خورشید کار می کند. و من اکنون می خواهم دستگاه واقعی را که به شما نشان دهم. (تشویق) متشکرم.
خب، این یک واحد با 12 گلبرگ است این گلبرگها هر کدام حدود یک دلار هزینه می برند، قطعات تزریق پلاستیک سبک با روکش آلومینیوم مکانیزم کنترل هریک از این گلبرگها در این زیر قرار دارد و هرکدام یک ریزپردازنده دارد چند ترموکوپل روی موتور نصب شده اند حسگرهای کوچکی که وقتی آفتاب به آنها می تابد گرما را حس می کنند. هر گلبرگ خود را جداگانه چنان تنظیم می کند که بیشترین گرما را دریافت کند. صبح وقتی خورشید طلوع می کند، گلبرگها به دنبال خورشید می گردند. و با جستجوی بیشترین حرارت، آن را پیدا می کنند طی یک و نیم تا دو دقیقه پس از تابش آفتاب به مخزن گرم موتور به اندازۀ کافی گرم می شود که شروع به کار کند و سپس موتور به مدت شش و نیم در روز برق تولید می کند. شش ساعت و نیم تا هفت ساعت در مدتی که خورشید در آسمان حرکت می کند.
نقطۀ قوتی که ما می توانیم از آن بهره ببریم این است که ما از ریزپردازنده های ارزانی استفاده می کنیم و هرکدام از این گلبرگها، خود گردان هستند. و هر یک از گلبرگها جای خورشید را بدون نیاز به تنظیم کاربر، پیدا می کند. پس لازم نیست شما مشخص کنید که در چه موقعیت جغرافیایی هستید یا تعیین کنید که زاویۀ سقف چند درجه است یا در چه جهتی است. اینها اصلاً مهم نیستند. کاری که این سیستم می کند اینست که گرم ترین نقطه را جستجو می کند. و دوباره نیم ساعت بعد باز جستجو می کند، و باز روز دیگر هم جستجو می کند. یک ماه دیگر باز هم جستجو می کند. و به سادگی موقعیت شما را با مشاهدۀ جهت حرکت خورشید تشخیص می دهد. پس لازم نیست شما هیچ اطلاعاتی وارد کنید.
روشی که این واحد کار می کند این است که وقتی خورشید بیرون می آید موتور شروع به کار می کند و برق تولید می نماید. ما برق AC وDC داریم، می توانید برق 12 ولت مستقیم بگیرید که برای مصارف خاصی کاربرد دارد. همچنین ما اینورتر داریم که به شما برق 117 ولت متناوب می دهد و همینطور شما آب گرم خواهید داشت. آب گرم، اختیاری است. شما لازم نیست از آب گرم استفاده کنید، آب می تواند خودش خنک شود. ولی شما این گزینه را دارید که از آب گرم استفاده کنید. که بازده کل را بالاتر خواهد برد. زیرا مفداری از گرمایی را دفع می کنید می توانید در جایی دیگر به کار برید، مثلاً در استخر یا آب گرم ساختمان
بگذارید یک فیلم کوتاه در این باره نشان بدهم. خب، این اولین آزمایشی است که ما در محیط باز انجام دادیم. و هریک از گلبرگها جداگانه جستجو می کردند. و این کار را در ابتدا در گامهای خیلی بزرگ انجام می دهند و سپس خیلی دقیقتر می شود. وقتی دمای خوانده شده روی دماسنج نشان بدهد که خورشید را پیدا کرده اند آنوقت سرعت آنها کم می شود و جستجو را دقیقتر می کنند. سپس تمام گلبرگها در موقعیت خود قرار می گیرند و پس از آن موتور شروع به کار می کند.
خب، ما دو سال روی این سیستم کار کردیم. ما به خاطر این پیشرفت خیلی هیجان زده شدیم، گرچه هنوز راه درازی در پیش است. و اجازه دهید کمی در این باره صحبت کنم. این حالتی است که ما آن را در کاربرد خانگی تصور می کنیم. شما احتمالاً بیشتر از یک واحد در روی پشت بامتان خواهید داشت. البته می تواند روی پشت بام، یا حیاط خلوت یا هر جای دیگر نصب شود. شما لازم نیست تعداد کافی برای تولید کل برق خانه داشته باشید شما با نصب هر یک واحد مقداری در مصرف انرژی صرفه جویی خواهید کرد. یعنی شما در این روش همچنان از شبکه به عنوان منبع پشتیبان استفاده می کنید، مطمئناً شما نمی توانید از این سیستم در شب استفاده کنید و همینطور در روزهای ابری
ولی با کم کردن قابل توجه مصرف انرژی خود در زمان های پیک مصرف معمولاً وقتی سیستم تهویه مطبوع روشن است یا اوقات مشابه این سیستم توان بیشتر برای مصرف در زمان پیک را تولید می کند. پس از این نظر کاملاً مکمل آن است. این چیزی است که ما برای مصرف خانگی تصور می کنیم.
ما همچنین فکر می کنیم پتانسیل زیادی در مزارع انرژی موجود است به خصوص در مناطق دور افتاده که آفتاب زیادی داشته باشند. این ترکیب بسیار خوبی از این دو عامل است. واضح است که نقاط بسیاری در جهان هستند که آفتاب شدیدی دارند و اینکه در برخی از این نقاط استفاده از این سیستم نسبتاً ارزان خواهد بود و همچنین نقاط زیادی هستند که نیروی باد قدرتمندی دارند
به عنوان مثال، این نقشۀ ایالات متحدۀ آمریکاست تقریباً هر جایی که آبی یا سبز نیست، نقطۀ مناسبی است. ولی حتی نقاط آبی و سبز هم مناسبند فقط به خوبی نقاط قرمز، نارنجی یا زرد نیستند. ولی این نقطۀ ایده آل اطراف لاس وگاس و درۀ مرگ و این منطقه بسیار عالیست
تاثیر اصلی موقعیت جغرافیایی روی زمان بازگشت سرمایه است. معنیش این نیست که شما نمی توانید از انرژی خورشیدی استفاده کنید شما همه جای زمین می توانید از انرژی خورشیدی استفاده کنید. تنها فرق آن، زمان بازگشت سرمایه در مقایسه با برق شبکه است ولی اگر شما به برق شبکه دسترسی ندارید دیگر کل مسالۀ بازگشت سرمایه شکل دیگری به خود خواهد گرفت آنوقت مساله اینست که شما به ازای یک دلار چند وات برق می توانید به دست بیاورید. و چگونه می توانید از استفاده از این انرژی سود ببرید و زندگی خود را به شکلی تغییر دهید.
این نقشۀ آمریکاست این نقشۀ تمام زمین است و دوباره شما می توانید یک نواز عظیم در این وسط ببینید. تقریباً در جایی که جمعیت زیادی در آن هست. اینجا موقعیت بسیار مناسبی برای انرژی خورشیدی وجود دارد. و البته نگاهی به آفریقا بیاندازیم پتانسیلی که برای استفاده از انرژی خورشیدی در آنجا وجود دارد باورنکردنی است. و من هیجان زده می شوم که در بارۀ یافتن راه های کمک کردن به دیگران به این روش صحبت کنم.
پس به عنوان نتیجه گیری می توانم بگویم تجربۀ من نشان داد که شما می توانید ایده های قدیمی را با نگاهی نو دوباره بررسی کنید و گاهی ایده هایی که در گذشته کنار گذاشته شده بودند می توانند امروزه با استفاده از فناوری روز و چند تغییر کوچک عملی شوند ما باور داریم که داریم به یک راه حل عملی و کم هزینه نزدیک می شویم. در کوتاه مدت هدف ما رسیدن به نصف قیمت سلولهای خورشیدی است. و هدف بلند مدت ما رسیدن به بازگشت سرمایۀ پنج ساله است. و در بازگشت سرمایۀ زیر پنج سال، این سیستم یکباره کاملاً اقتصادی می شود.
پس دیگر انگیزۀ شما برای داشتن یکی از اینها داشتن حس رضایتمندی در بارۀ انرژی نخواهد بود بلکه از نظر اقتصادی هم توجیه پذیر خواهد بود. امروزه بازگشت سرمایۀ سیستمهای خورشیدی 30 تا 50 ساله است اگر این زمان به زیر 5 سال برسد، آنوقت برای استفاده از آن کسی وقت تلف نمی کند زیرا علاقه مندی به داشتن آن است، حتی دیگران برای شما سرمایه گذاری خواهند کرد و شما به سادگی می توانید از همان روز اول درآمد داشته باشید. این هدف اصلی ماست که در شرکت برای آن تلاش می کنیم.
دو مورد دیگر که من را شگفت زده کرد: اولی اینکه ما چقدر انرژی را سرسری می گیریم. من داشتم از آسانسور به این سمت می آمدم و حتی همین الان که به جایگاه نگاه می کنم حدود 20 لامپ 500 وات روشن است یعنی 10000 وات نور به جایگاه می تابد یک اسب-قدرت 756 وات است یعنی الان 15 اسب دارند با تمام سرعت می دوند تا این جایگاه روشن باشد. لازم به ذکر نیست که احتمالا 200 اسب دارند می دوند تا تهویه مطبوع کار کند و شگفت انگیز است، وارد آسانسور که می شوید، درونش چندین چراغ روشن است
البته من الان نسبت به روشن بودن لامپ در خانه ام خیلی حساسم ولی همه جا در اطرافمان استفادۀ بی رویه از انرژی را می بینیم. چون خیلی ارزان است. و ارزان است چون یارانه پرداخت می شود. با انرژیی که به وسیلۀ خورشید ذخیره شده است. اساساً، نفت یک نوع ذخیرۀ انرژی خورشید است. میلیاردها سال با انرژی فراوان ورز داده شده تا تمام این انرژیی را که در خود دارد ایجاد شود. و من فکر می کنم ما حق نداریم آن را به سرعت هرچه تمامتر مصرف کنیم. و بسیار عالی خواهد بود اگر ما راهی بیابیم که منبع مصرف انرژی ما تجدید پذیر باشد. که ما با همان نرخ که انرژی مصرف می کنیم، آن را تولید هم بنماییم. و من شدیداً آرزومندم که به این نقطه برسیم.
You can share this video by copying this HTML to your clipboard and pasting into your blog or web page. This video will play with subtitles.
You either have JavaScript turned off or have an old version of the Adobe Flash Player. To view this rating widget you
need to get the latest Flash player.
If your browser allows only "trusted sites" to execute Javascript, you should add the "googleapis.com" domain to your whitelist to allow our Flash detection to work properly.
Got an idea, question, or debate inspired by this talk? Start a TED Conversation.
بیل گراس، موسس Idealab، از زندگی خود به عنوان یک مخترع می گوید. وی در ابتدا در بارۀ شرکت فروش نقشه ها و کیت های انرژی خورشیدی خود در دوران دبیرستان صحبت می کند. در این ویدئو در بارۀ یک سیستم پیشگام سلولهای خورشیدی و چند پرسش بی پاسخ، مطالبی می آموزید.
Bill Gross founded Idealab, an incubator of new inventions, ideas and businesses. Full bio »
Translated into Persian by Adel A. Rad
Reviewed by Mehdi Saberioon
Comments? Please email the translators above.
05:25 Posted: Mar 2009
Views 392,116 | Comments 105
19:44 Posted: Dec 2007
Views 467,670 | Comments 142
20:07 Posted: Apr 2007
Views 393,585 | Comments 76
Just follow the guidelines outlined under our Creative Commons license.
This comment will be attributed to . Not ? Sign Out.