How scientists turn lakes into giant batteries

652,991 views ・ 2021-02-22

TED-Ed


Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους παρακάτω για να αναπαραγάγετε το βίντεο.

Μετάφραση: evi simou Επιμέλεια: Chryssa Rapessi
00:06
As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery
0
6663
4000
Από το 2020, η μεγαλύτερη μπαταρία ιόντων λιθίου
00:10
is hooked up to the Southern California power grid
1
10663
2875
είναι συνδεδεμένη με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Βόρειας Καλιφόρνιας
00:13
and can provide 250 million watts of power,
2
13538
4541
και μπορεί να παρέχει 250 εκατομμύρια βατ ενέργειας,
00:18
or enough to power about 250,000 homes.
3
18079
3917
ή αρκετή για να ηλεκτροδοτήσει περίπου 250.000 σπίτια.
00:21
But it’s actually not the biggest battery in the world:
4
21996
3792
Δεν είναι ωστόσο, η μεγαλύτερη μπαταρία στον κόσμο.
00:25
these lakes are.
5
25788
2500
Αυτές οι λίμνες είναι!
00:28
Wait— how can a pair of lakes be a battery?
6
28288
3916
Περίμενε - πώς γίνεται δυο λίμνες να είναι μια μπαταρία;
00:32
To answer that question, it helps to define a battery:
7
32621
3291
Για να απαντηθεί αυτή η ερώτηση θα πρέπει να δοθεί ο ορισμός της μπαταρίας.
00:35
it’s simply something that stores energy and releases it on demand.
8
35912
4542
Είναι κάτι που απλά αποθηκεύει ενέργεια και την απελευθερώνει κατ′ εντολή.
00:40
The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars
9
40454
4542
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που δίνουν ενέργεια στα κινητά, τα λάπτοπ
00:44
are just one type.
10
44996
1500
και τα αμάξια είναι μόνο ενός τύπου.
00:46
They store energy in lithium ions.
11
46496
2791
Αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια σε ιόντα λιθίου.
00:49
To release the energy, the ions are separated from their electrons,
12
49287
3750
Για να απελευθερώσουν την ενέργεια, τα ιόντα διαχωρίζονται από τα ηλεκτρόνιά τους
00:53
then rejoined at the other end of the battery
13
53037
2500
και μετά επανενώνονται στο άλλο άκρο της μπαταρίας
00:55
as a new molecule with lower energy.
14
55537
3000
ως ένα νέο μόριο με λιγότερη ενέργεια.
00:59
How do the two lakes store and release energy?
15
59329
3125
Πώς επομένως αποθηκεύουν και δίνουν ενέργεια οι δύο λίμνες;
01:02
First, one is 300 meters higher than the other.
16
62454
4125
Αρχικά, η μία είναι 300 μέτρα υψηλότερη από την άλλη.
01:06
Electricity powers pumps that move billions of liters of water
17
66579
4084
Ηλεκτρική ενέργεια ηλεκτροδοτεί αντλίες που μεταφέρουν δισεκατομμύρια τόνους νέρου
01:10
from the lower lake to the higher one.
18
70663
2625
από τη χαμηλότερη λίμνη στην υψηλότερη.
01:13
This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.
19
73288
5375
Έτσι αποθηκεύεται ενέργεια δίνοντας στο νερό επιπλέον βαρυτική δυναμική ενέργεια.
01:18
Then, when there’s high demand for electricity,
20
78663
2916
Επομένως όταν υπάρχει υψηλή ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια,
01:21
valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill
21
81579
5292
οι βαλβίδες ανοίγουν και απελευθερώνουν την ενέργεια
αφήνοντας το νερό να ρέει κατηφορικά
01:26
to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power
22
86871
5417
για να ηλεκτροδοτήσει έξι γιγάντιες τουρμπίνες που μπορούν να παράξουν
3 δισεκατομμύρια βατ ενέργειας για 10 ώρες.
01:32
for 10 hours.
23
92288
1750
01:34
We’re going to need more and more giant batteries.
24
94038
3833
Θα χρειαστούμε πολλές παραπάνω γιγάντιες μπαταρίες.
01:37
That’s because right now, generating enough electricity to power the world
25
97871
4042
Κι αυτό γιατί τώρα, η παραγωγή αρκετής ενέργειας
για την ηλεκτροδότηση του κόσμου
01:41
produces an unsustainable amount of greenhouse gas:
26
101913
3958
εκπέμπει μια μη βιώσιμη ποσότητα αερίων του θερμοκηπίου:
01:45
14 billion tons per year.
27
105871
3125
14 δισεκατομμύρια τόνους ανά χρόνο.
01:48
We’ll need to get that number down to net-zero.
28
108996
3458
Θα χρειαστεί να κατεβάσουμε αυτό το νούμερο στο καθαρό μηδέν.
01:52
But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.
29
112454
4667
Πολλές ωστόσο, πηγές καθαρής ενέργειας δεν μπορούν να παράγουν ενέργεια 24/7.
01:57
So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.
30
117121
5667
Συνεπώς, για να κάνουμε αυτή την αλλαγή πρέπει να αποθηκεύσουμε κάπως την ενέργεια
μέχρι να τη χρειαστούμε.
02:02
That means we need grid-scale batteries:
31
122788
3083
Αυτό σημαίνει πως θα χρειαστούμε μπαταρίες κλίμακας πλέγματος.
02:05
batteries big enough to power multiple cities.
32
125871
3458
Μπαταρίες δηλαδή αρκετά μεγάλες για να ηλεκτροδοτήσουν πολλές πόλεις.
02:10
Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far
33
130121
4000
Δυστυχώς, καμία από τις γιγάντιες μπαταρίες στις οποίες αναφερθήκαμε
02:14
can solve this problem.
34
134121
1500
μπορούν να λύσουν το πρόβλημα.
02:16
The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,
35
136663
5083
Η οργάνωση των δύο λιμνών απαιτεί συγκεκριμένη γεωγραφία,
χρειάζεται πολύ έδαφος και έχει υψηλό κόστος χτισίματος.
02:21
and has high upfront costs to build.
36
141746
3208
02:24
The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,
37
144954
3834
Η γιγάντια μπαταρία ιόντων λιθίου στην Καλιφόρνια στο μεταξύ,
02:28
can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.
38
148788
5791
μπορεί να ηλεκτροδοτήσει περίπου 250.000 σπίτια, ναι, μόνο όμως για μια ώρα.
02:34
Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.
39
154579
4542
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι καλές για πράγματα
που δεν χρειάζονται πολλή ενέργεια.
02:39
But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.
40
159121
5042
Για να αποθηκεύσουν όμως πολλή ενέργεια, θα πρέπει να είναι μεγάλες και βαριές.
02:44
That’s why electric planes aren’t a thing:
41
164163
2875
Για αυτό δεν υπάρχουν ηλεκτρικά αεροπλάνα.
Το καλύτερο ηλεκτρικό αεροπλάνο μπορεί να κουβαλήσει μόνο δύο ανθρώπους
02:47
the best electric plane can only carry two people
42
167038
2750
02:49
for about 1,000 kilometers on one charge,
43
169788
2875
για περίπου 1.000 χιλιόμετρα ανά φόρτιση,
02:52
or its batteries would be too heavy to fly.
44
172663
2666
αλλιώς οι μπαταρίες του θα ήταν πολύ βαριές για να πετάξει.
02:55
A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km
45
175704
5917
Ένα τυπικό επιβατικό αεροπλάνο μπορεί να κουβαλήσει 300 άτομα
για πάνω από 14.000 χιλιόμετρα πριν να χρειαστεί να ανεφοδιασμό.
03:01
before refueling.
46
181663
1375
03:03
Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.
47
183204
4709
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου απαιτούν επίσης ορισμένα βαρεά μέταλλα για να φτιαχτούν.
03:07
These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.
48
187913
5541
Αυτοί οι πόροι είναι περιορισμένοι
και η εσκαφή τους προκαλεί συχνά περιβαλλοντικές καταστροφές.
03:13
Inventors all over the world are rising to the challenge
49
193454
3250
Οι εφευρέτες ανά τον κόσμο αποδέχτηκαν την πρόκληση
03:16
of making batteries that can meet our needs—
50
196704
2959
και προσπαθούν να φτιάξουν μπαταρίες που θα καλύπτουν τις ανάγκες μας
03:19
many of them even weirder than the two lakes.
51
199663
3333
με πολλές από αυτές να είναι πολύ πιο περίεργες από τις δύο λίμνες.
03:23
One company is building a skyscraper battery.
52
203621
3500
Μια εταιρία χτίζει έναν ουρανοξύστη-μπαταρία.
03:27
When the sun is shining, a crane powered by solar energy
53
207121
3958
Όταν ο ήλιος λάμπει, ένας γερανός που ηλεκτροδοτείται από ηλιακή ενέργεια
03:31
piles blocks on top of each other in a tower.
54
211079
3459
συγκεντρώνει τούβλα το ένα πάνω στο άλλο σε έναν πύργο.
03:34
At night, the cranes let gravity pull the blocks down
55
214538
3541
Τη νύχτα, οι γερανοί αφήνουν τη βαρύτητα να τραβήξει τα τούβλα προς τα κάτω
03:38
and use the resulting power to spin generators.
56
218079
3459
και χρησιμοποιούν την ενέργεια που παράγεται για να περιστρέψουν γεννήτριες.
03:42
Though there have been some early setbacks,
57
222621
2417
Αν και είχαν υπάρξει στην αρχή κάποια εμπόδια,
03:45
another promising approach involves heating up salts until they melt.
58
225038
4416
μία άλλη πολλά υποσχόμενη προσέγγιση
περιλαμβάνει τη θέρμανση αλάτων μέχρι να λιώσουν.
03:49
The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,
59
229454
4667
Το λιωμένο άλας μπορεί να αποθηκευτεί μέχρι να υπάρξει υψηλή ζήτηση σε ενέργεια,
03:54
then used to boil water.
60
234121
2542
και μετά χρησιμοποιείται για να βράσει νερό.
03:56
The steam can power turbines that generate electricity.
61
236663
4500
Ο ατμός μπορεί να ηλεκτροδοτήσει τουρμπίνες
που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
04:01
Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,
62
241163
5125
Μια άλλη ιδέα: οι βιολογικές μπαταρίες που γίνονται από χαρτί,
λειτουργούν με βακτήρια και ενεργοποιούνται με το σάλιο.
04:06
and activated by spit.
63
246288
2500
04:08
Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,
64
248788
5083
Τα βακτήρια ελευθερώνουν ενέργεια σε μορφή ηλεκτρονίων όταν μεταβολίζουν γλυκόζη
04:13
and at least one species of bacteria can transfer those electrons
65
253871
4417
και τουλάχιστον ένα είδος βακτηρίων μπορεί να μεταφέρει αυτά τα ηλεκτρόνια
04:18
outside its cells, completing a circuit.
66
258288
3875
έξω από τα κύταρρά του ολοκλήρωνοντας ένα κύκλωμα.
04:22
While these batteries won’t power a city, or even a house,
67
262163
4041
Ενώ αυτές οι μπαταρίες δεν μπορούν να ηλεκτροδοτήσουν μια πόλη,
ούτε καν ένα σπίτι,
04:26
they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.
68
266204
4500
δεν έχουν τα κόστη και τα απόβλητα των παραδοσιακών μπαταριών.
04:31
From vast mountain lakes to microscopic bacteria,
69
271496
3333
Από πελώριες λίμνες μέχρι μικροσκοπικά βακτήρια,
04:34
from seawater batteries that bypass the need for heavy metals
70
274829
3750
από μπαταρίες θαλασσινού νερού που ξεπερνούν την ανάγκη για βαρεά μέταλλα
04:38
to nuclear batteries that power deep space missions,
71
278579
3709
σε πυρηνικές μπαταρίες που ηλεκτροδοτούν αποστολές στο απέραντο διάστημα,
04:42
we're constantly rethinking what a battery can be.
72
282288
3583
επαναπροσδιορίζουμε συνεχώς τι μπορεί να είναι μια μπαταρία.
04:45
The next unlikely battery could be hiding in plain sight—
73
285871
3625
Η επόμενη πιθανή μπαταρία μπορεί να κρύβεται σε κοινή θέα
04:49
just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.
74
289496
4792
αναμένοντας απλά να ανακαλυφθεί και να μας βοηθήσει να επιτύχουμε ένα βιώσιμο μέλλον.
Σχετικά με αυτόν τον ιστότοπο

Αυτός ο ιστότοπος θα σας παρουσιάσει βίντεο στο YouTube που είναι χρήσιμα για την εκμάθηση της αγγλικής γλώσσας. Θα δείτε μαθήματα αγγλικών που διδάσκουν κορυφαίοι καθηγητές από όλο τον κόσμο. Κάντε διπλό κλικ στους αγγλικούς υπότιτλους που εμφανίζονται σε κάθε σελίδα βίντεο για να αναπαράγετε το βίντεο από εκεί. Οι υπότιτλοι μετακινούνται συγχρονισμένα με την αναπαραγωγή του βίντεο. Εάν έχετε οποιαδήποτε σχόλια ή αιτήματα, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας χρησιμοποιώντας αυτή τη φόρμα επικοινωνίας.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7