Why aren't we only using solar power? - Alexandros George Charalambides

لماذا لا نستخدم الطاقة الشمسية فقط؟ - ألكسندروس جورج كارالامبديس

المترجم: Rowis Mahfouz المدقّق: khalid marbou

We have some good reasons to completely

لدينا بعض الأسباب الوجيهة لكي

switch over to solar power.

نتحول بالكامل إلى الطاقة الشمسية.

It's cheaper in many cases,

إنها أرخص في كثير من الحالات،

and definitely more sustainable

وبالتأكيد أكثر استدامة

than our dependance on traditional power plants

من محطات الطاقة التقليدية التي نعتمد عليها

that use resources like coal,

والتي تستخدم على سبيل المثال "الفحم"،

which will eventually run out.

والذي سوف ينفذ في النهاية.

So why don't we replace these

لذا، لم لا نستبدل تلك

traditional plants with solar energy?

المحطات التقليدية بالطاقة الشمسية؟

Because there's one factor that makes

لأنه هناك عامل واحد يجعل

solar power very unpredictable:

الطاقة الشمسية صعبة التنبؤ بها:

cloud cover.

تغطية السحاب.

As the sun's rays move towards Earth,

عندما تتجه أشعة الشمس للأرض،

some get absorbed by the Earth's atmosphere,

بعض الأشعة يتم امتصاصها بواسطة الغلاف الجوي،

some are reflected back into outer space,

والبعض ينعكس مرة أخرى إلى الفضاء الخارجي،

but the rest make it to the Earth's surface.

لكن باقي الأشعة تخترق وتصل إلى سطح الأرض.

The ones that aren't deviated

تلك الأشعة التي لا تنحرف

are called direct irradiance.

نسميها بالإشعاع المباشر.

The ones that are deflected by clouds

وتلك التي تتبعثر بسبب السُحُبْ

are called diffuse irradiance.

نسميها بالإشعاع المنتشر.

And those rays that first get reflected by a surface,

وتلك الأشعة التي تنعكس أولاً عن السطح،

like a nearby building,

مثل أسطح المبنى المجاور،

before reaching the solar energy system

قبل أن تصل إلى خلايا الطاقة الشمسية

are called reflected irradiance.

نسميها بالإشعاع المنعكس.

But before we can examine how clouds

لكن قبل أن ندرس كيف تؤثر السحب

affect the sun's rays and electricity production,

على أشعة الشمس وتوليد الكهرباء،

let's see how these solar energy systems work.

دعنا أولًا نرى كيف تعمل هذه الخلايا الشمسية.

First up, we have solar towers.

أولًا: لدينا الأبراج الشمسية.

These are made up of a central tower

وتتكون هذه من برج رئيسي

surrounded by a huge field of mirrors

مُحاط بحقل ضخم من المرايا

that track the sun's path and focus

والتي تتبع مسار الشمس وتعمل على

only the direct rays onto a single point on the tower,

تركيز الأشعة الشمسية المباشرة فقط، على نقطة وحيدة في البرج،

kind of like an eager beachgoer.

فيما يشبه مرتادا حريصا للشاطئ.

The heat generated by these rays

الحرارة المتولدة من هذه الأشعة

is so immense that it can be used to boil water

هائلة بحيث أنه يمكن استخدامها لغلي الماء

producing steam that drives a traditional turbine,

وإنتاج بخار ماء والذي يحرك توربينات تقليدية،

which makes electricity.

والتي تولد الكهرباء.

But when we say solar energy systems,

ولكن عندما نقول أنظمة طاقة شمسية،

we're usually talking about photovoltaics,

نتحدث عادة عن الخلايا الكهروضوئية،

or solar panels,

أو الألواح الشمسية،

which are the systems most commonly used

وهي الأنظمة الأكثر استخدامًا

to generate solar power.

لتوليد الطاقة الشمسية.

In solar panels,

في الألواح الشمسية،

photons from the sun's rays hit the surface of a panel,

تسقط الفوتونات من الأشعة الشمسية على سطح الألواح،

and electrons are released

والإلكترونات يتم تحريرها

to get an electric current going.

لينطلق التيار الكهربائي.

Solar panels can use all types of irradiance,

يمكن للألواح الشمسية أن تستخدم جميع أنواع الإشعاع،

while solar towers can only use direct irradiance,

في حين أن الأبراج الشمسية تستخدم فقط الأشعة الشمسية المباشرة،

and this is where clouds become important

وهنا حيث تكون للسحب أهمية

because depending on their type and location

لأنه بالاعتماد على نوعيتها وموقعها

relative to the sun,

بالنسبة للشمس،

they can either increase or decrease

يمكن زيادة أو تقليل

the amount of electricity produced.

كمية الكهرباء المولدة.

For instance, even a few cumulus clouds

على سبيل المثال: يمكن للقليل من السحب المتراكمة

in front of the sun can reduce

أمام الشمس أن تقلل من

the electricity production in solar towers

توليد الكهرباء في الأبراح الشمسية

to almost zero because of this dependence on direct rays.

إلى ما يقرب من الصفر بسبب الاعتماد على الأشعة الشمسية المباشرة.

In solar panels, those clouds would decrease

في الألواح الشمسية، هذه السحب يمكن أن تقلل

energy output as well,

الطاقة الخارجة أيضًا،

though not as much

وإن لم يكن بنفس القدر

because solar panels can use all types of irradiance.

لأن الألواح الشمسية يمكن أن تستخدم جميع أنواع الإشعاع.

However, all this depends on the clouds exact positioning.

ومع ذلك، كل هذا يعتمد على تحديد مكان السحب بدقة.

Due to reflection, or a particular phenomeon

بسبب الانعكاس، أو ظاهرة معينة

called Mie scattering,

تُسمى بتبعثر ماي (Mie).

the sun's rays can actually be focused forward

يمكن في الواقع أن تتركز أشعة الشمس

by clouds to create a more than 50% increase

بواسطة السحب لتحدث زيادة أكثر من 50%

in the solar irradiance reaching a solar panel.

في الإشعاع الشمسي الذي يصل للألواح الشمسية.

If this potential increase isn't accounted for,

وإن لم تتم مراعاة هذه الزيادة،

it could damage the solar panel.

فقد يتم إتلاف الألواح الشمسية.

Why does this matter?

لماذا يهم هذا؟

Well, you wouldn't want this lesson to stop

حسناً، قد لا تريد أن ينتهي هذا الدرس

just because a cloud passed over the panel on your roof.

بسبب مرور سحابة فوق الألواح الشمسية أعلى سطح منزلك فقط.

In solar towers, huge tanks of molten salt or oil

في الأبراج الشمسية، يمكن استخدام خزانات ضخمة من الملح أو الزيت

can be used to store any excess heat

لتخزين أي حرارة زائدة

and use it when needed,

واستخدامها عند الحاجة،

so that's how they manage the problem

لذا، فهذه هي طريقة التعامل مع مشكلة

of fluctuating solar irradiance to smooth out

تذبذب الإشعاع الشمسي الذي يقلل من

electricity production.

الإنتاج الكهربائي.

But in the case of solar panels,

لكن في حالة الألواح الشمسية،

there currently isn't any way to affordably

فلا توجد حاليا وسيلة ما

store extra energy.

لتخزين الطاقة الزائدة بتكلفة معقولة.

That's where traditional power plants come in

وهنا يأتي دور "محطات الطاقة التقليدية"

because to correct for any fluctuations

لأنه لكي يتم تفادي أي تقلبات

in these solar powered plants,

في محطات الطاقة الشمية هذه،

extra electricity from traditional sources

فإن الكهرباء الزائدة من المصادر التقليدية

always needs to be available.

يجب أن تكون متاحة دائمًا.

But then why aren't these tradtional power plants

لكن لماذا إذن لا يتم استخدام محطات الطاقة التقليدية هذه

just used as a backup,

فقط كاحتياطيات.

instead of us humans depending on them

بدلاً من اعتمادنا كبشر عليها

as our main sources of energy?

كمصدر رئيسي للطاقة؟

Because it's impossible for an employee

لأنه من المستحيل على أي موظف

at a coal fired or a nuclear plant

في محطة معتمدة على الفحم أو نووية

to turn a knob to produce

أن يتحول لإنتاج

more or less electricity depending

أكثر أو أقل من الكهرباء اعتمادًا

on how many clouds there are in the sky.

على عدد السحب في السماء.

The response time would simply be too slow.

ببساطة، فإن زمن الاستجابة بطيء جدًا.

Instead, to accommodate these fluctuations,

وبدلاً من ذلك، لاستيعاب هذه التقلبات،

some extra electricity from traditional power plants

يتم إنتاج بعض الكهرباء الإضافية من محطات

is always being produced.

الطاقة التقليدية باستمرار.

On clear sky days,

في الأيام التي تكون السماء صافية،

that extra electricity might be wasted,

تلك الكهرباء الإضافية قد يتم إهدارها،

but when cloudy skies prevail,

لكن عندما تكون السماء ملبدة بالغيوم،

it's what fills the gap.

تعوض تلك الكهرباء الإضافية العجز.

This is what we currently depend on

هذا ما نعتمد عليه حاليًا

for a constant supply of energy.

من أجل ثبات الإمدادات من الطاقة.

For this reason, a lot of researchers

ولأجل هذا السبب، الكثير من الباحثين

are interested in forcasting the motion

يهتمون بـالتنبؤ بحركة

and formation of clouds through satellite images

وتشكيل السحب من خلال صور الأقمار الصناعية

or cameras that look up at the sky

أو الكاميرات الموجهة للسماء

to maximize the energy from solar power plants

لزيادة الطاقة المولدة من محطات الطاقة الشمسية

and minimize energy waste.

وتقليل الطاقة المُهدرة.

If we could accomplish that,

لو تمكنا من تحقيق هذا،

you'd be able to enjoy this video

قد تستطيع أن تستمتع بهذا الفيديو

powered solely by the sun's rays,

مدعومًا فقط بأشعة الشمس،

no matter what the weather,

مهما كانت حالة الطقس،

although if the sun is shining,

ولكن إذا كانت الشمس مشرقة،

you may be tempted to venture outside

قد تميل إلى الذهاب في مغامرة خارجًا

to go and do a different kind of cloud gazing.

وأن تنظر للسحب بشكل مختلف.