Why don’t we cover the desert with solar panels? - Dan Kwartler

Translator: sadegh vn Reviewer: shirin etebar

Every day, the sands of the Sahara Desert reach temperatures up to 80° Celsius.

هر روزه، دمای شن‌های صحرای بزرگ آفریقا به بیش از ۸۰ درجه سلسیوس می‌رسد.

Stretching over roughly nine million square kilometers,

در این منطقه‌ی تقریبا ۹ میلیون کیلومتر مربعی،

this massive desert receives about 22 million terawatt hours of energy

این صحرای عظیم، سالانه حدود ۲۲ میلیون تراوات ساعت انرژی

from the Sun every year.

از خورشید دریافت می‌کند.

That’s well over 100 times more energy than humanity consumes annually.

این مقدار بیش از ۱۰۰ برابر انرژی مصرفی سالیانه بشر است.

So, could covering the desert with solar panels solve our energy problems for good?

پس، آیا پوشاندن صحرا با پنل‌های خورشیدی می‌تواند مشکلات انرژی ما را تا ابد حل کند؟

Solar panels work when light particles hit their surface with enough energy

پنل‌های خورشیدی زمانی کار می‌کنند که نور با انرژی کافی به سطح آن بتابد

to knock electrons out of their stable bonds.

تا الکترون‌ها پیوند‌های پایدار خود با اتم را بشکنند و جدا شوند.

On their journey back to stability, these electrons produce electricity.

این الکترون‌ها در مسیر رسیدن دوباره به ثبات، الکتریسیته تولید می‌کنند.

However, there’s a limit to how much power panels can generate.

با این حال، پنل‌ها در مقدار تولید انرژی محدودیت دارند.

Solar panels can only interact with certain wavelengths of light,

پنل‌های خورشیدی فقط می‌توانند طول موج خاصی از نور را دریافت کنند

making it impossible to convert over half the sunlight they receive.

که تبدیل تقریبا نیمی از نور دریافتی به برق را غیرممکن می‌کند.

And even light particles they can convert often bounce off them

و حتی اغلب ذرات نوری که به کارمان می‌آیند بدون هیچ تاثیری بر الکترون

without ever hitting an electron.

منعکس می‌شوند.

But thanks to clever scientists and engineers

اما به لطف دانشمندان و مهندسان باهوش

and substantial government investment,

و سرمایه‌گذاری قابل توجه دولت،

solar panels are generating more electricity than ever.

پنل‌های خورشیدی بیشتر از هر زمان دیگری برق تولید می‌کنند.

Anti-reflective coatings and patterns on the panels’ surface

پوشش‌های ضد بازتاب و الگو‌های روی سطح پنل‌ها

create more opportunities for incoming light particles to hit electrons.

شانس رسیدن ذرات نور و برخورد با الکترون‌ها را افزایش می‌دهند.

These techniques have increased commercial solar panel efficiency

این رویکرد‌ها راندمان پنل‌های خورشیدی تجاری را

from the low-teens to 25%,

از مقادیر اندک به ۲۵ درصد

with experimental models reaching up to 47%.

و مدل‌های آزمایشی را تا ۴۷ درصد افزایش دادند.

What’s more, solar has gotten 89% cheaper over the last decade,

علاوه بر این، تجهیزات خورشیدی ۸۹ درصد از دهه گذشته ارزان‌تر شده‌اند،

thanks in part to global supply chains for other technologies

که این به لطف مدیریت زنجیره‌های تامین جهانی است که برای سایر تکنولوژی‌ها هم

that use the same materials.

از مواد مشابه استفاده می‌کنند.

Together, these factors have made solar power

در مجموع، این عوامل انرژی خورشیدی را

the cheapest source of electricity on Earth.

به ارزان‌ترین منبع الکتریسیته روی زمین تبدیل کردند.

Countries including India, China, Egypt, and the US,

کشور‌هایی مانند هند، چین، مصر و آمریکا

have already taken these new panels into the desert.

قبلا این پنل‌های جدید را در صحرا قرار داده‌اند.

Their massive solar farms range from 15 to 56 square kilometers,

مساحت مزارع عظیم خورشیدی آنها بین ۱۵ تا ۵۶ کیلومتر مربع است،

and when the sun is high in the sky,

و زمانیکه خورشید به وسط آسمان می‌رسد (ظهر)

these plants can provide energy

این ساختار‌ها می‌توانند انرژی

for hundreds of thousands of local residents.

مورد نیاز صد‌ها هزار نفر از ساکنان محلی را تامین کنند.

But these farms also get extremely hot.

اما این مزارع به شدت گرم می‌شوند.

Light that solar cells don’t convert or reflect is absorbed as heat,

نوری که سلول‌های خورشیدی تبدیل یا بازتاب ندهند، به صورت گرما جذب می‌شود

which reduces a panel’s efficiency.

که کارامدی پنل را کاهش می‌دهد.

And the cooling systems employed by many farms can use huge amounts of energy

و سیستم‌های خنک‌کننده بسیاری از مزارع می‌توانند از مقادیر عظیم انرژی

powering fans or moving water to maintain optimal temperatures.

حاصل از فن‌های انرژی‌زا یا آب جاری برای حفظ دمای بهینه استفاده کنند.

Even with these systems, solar panels in the desert absorb far more heat

حتی با وجود این سیستم‌ها، پنل‌های خورشیدی در صحرا گرمای بسیار بیشتری

than the natural sandy environment.

نسبت به یک محیط شنی طبیعی جذب می‌کند.

This hasn’t been a problem on the scale of existing solar farms.

این موضوع در مقیاس با مزارع خورشیدی موجود مشکل چندانی به حساب نمی‌آید.

But if we tried to cover the Sahara,

اما اگر تلاش کنیم که صحرای آفریقا را پوشش دهیم،

this effect could create massive changes in the region's climate.

این کار می‌تواند تغییرات عظیمی در شرایط آب‌و‌هوایی منطقه ایجاد کند.

Constructing solar farms already disrupts local ecosystems,

ساخت مزارع خورشیدی در حال حاضر اکوسیستم منطقه را به هم می‌ریزد،

but a plant of this scale could dramatically transform

اما سازه‌ای به این اندازه می‌تواند به طرز قابل توجهی

the desert landscape.

چشم‌انداز صحرا را دگرگون کند.

Thankfully, solar panels aren’t our only option.

خوشبختانه، پنل‌های خورشیدی تنها گزینه انتخابی ما نیستند.

And some of the largest solar plants in the world are trying a new approach:

و تعدادی از بزرگترین مزارع خورشیدی در جهان در حال آزمایش چیز جدیدی هستند :

giant mirrors.

آینه‌های غول‌پیکر.

Morocco’s Noor Power Plant,

نیروگاه خورشیدی نور در مراکش،

which will eventually cover roughly 30 square kilometers of the Sahara,

که در نهایت تقریبا ۳۰ کیلومتر مربع از صحرای آفریقا را پوشش خواهد داد،

is a concentrated solar power plant.

نیروگاه خورشیدی متمرکز به حساب می‌آید.

This design reflects light onto a receiver,

این طرح نور را به یک گیرنده منعکس می‌کند

which converts that energy to heat, and then electricity.

که انرژی را به گرما و سپس به برق تبدیل می‌کند.

These mirrors still create a dangerous temperature shift for local wildlife,

این آینه‌ها هنوز هم تغییرات دمایی خطرناکی برای حیات وحش محلی به وجود می‌آورند،

but they have less potential to transform the landscape.

اما تاثیر بسیار کمی در تغییر چشم‌انداز منطقه دارد.

And since it takes time for the materials being heated to cool off,

و از آنجایی که خنک شدن این تجهیزات زمان می‌برد،

these plants often continue producing electricity past sunset.

اغلب تا پس از غروب آفتاب هم به تولید برق می‌پردازند.

Whether they use panels or mirrors,

چه از پنل‌ها و چه از آینه‌ها استفاده شود،

industrial solar farms are often easy to fit into existing energy infrastructure.

نیروگاه‌های خورشیدی صنعتی اغلب به سادگی به زیر‌ساخت‌های انرژی موجود می‌پیوندند.

However, getting their electricity beyond local power grids is much more difficult.

اگر‌چه، تامین برق بدون کمک شبکه سراسری برق کاری بسیار دشوار است.

Some countries are working on ways to connect electric grids across the globe.

برخی کشور‌ها در حال بررسی راه‌هایی برای راه‌اندازی شبکه برق جهانی هستند.

And many farm store energy in massive batteries,

بیشتر مزارع خورشیدی انرژی را در باتری‌های عظیم ذخیره می‌کنند،

or convert their electricity into clean gas that can be used later.

و یا برق را برای استفاده در آینده به سوخت پاک(سوخت کربن خنثی) تبدیل می‌کنند.

But right now, these techniques are still too expensive and inefficient to rely on.

با این حال، این فناوری‌ها هنوز هم بسیار گران و ناکارامد هستند.

Worse still, industrial renewables can share some of the same problems

بدتر از آن، صنایع تجدید‌پذیر می‌توانند مشکلاتی مشابه

as fossil fuels,

سوخت‌های فسیلی به بار آورند،

relying on destructive mining operations and carbon-emitting global supply chains.

با تکیه بر عملیات‌های مخرب معدن‌کاری و زنجیره‌های تامین جهانی انتشار کربن.

Fortunately, solar can exist on many scales,

خوشبختانه، انرژی خورشیدی می‌تواند در هر مقیاسی به کار گرفته شود،

from industrial solar farms to smaller installations

از مزارع خورشیدی صنعتی گرفته تا تاسیسات کوچک‌تر

that power individual buildings and rural communities.

که برق ساختمان‌ها و مناطق روستایی را تامین می‌کنند.

These projects can supplement energy use or provide a passive source of energy

این پروژه‌ها می‌توانند کمبود انرژی را جبران کرده و یا منبع انرژی مستقلی برای

for regions off the grid.

مناطق خارج از محدوده شبکه تشکیل دهند.

And since solar panels rely on a few simple components,

علاوه‌بر‌این، پنل‌های خورشیدی از چند بخش ساده تشکیل شده‌اند

they’re quick to install and relatively easy to update.

که می‌توان آن‌ها را به سرعت نصب کرد و تقریبا به سادگی ارتقا داد.

In fact, it’s this flexibility that enabled solar

در واقع، این انعطاف‌پذیری است که انرژی خورشیدی را

to become so cheap and ubiquitous over the last decade.

در دهه گذشته مقرون‌به‌صرفه و فراگیر کرد.

So if we want to keep up with humanity's rising energy use,

پس اگر ما میخواهیم با مصرف رو به رشد انرژی بشر همگام شویم،

we'll need answers both big and small.

به هردو پاسخ بزرگ و کوچک نیاز خواهیم داشت.