What does the world's largest machine do? - Henry Richardson

317,040 views ・ 2022-10-06

TED-Ed


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: sadegh vn Reviewer: Pari A
00:08
On February 7th, 1967, Homer Loutzenheuser flipped a switch in Nebraska
0
8796
5631
در هفتم فوریه ۱۹۶۷، هومر لاتزن هایزر کلیدی را در نبراسکا روشن کرد
00:14
and realized a dream more than five decades in the making.
1
14427
3670
و یک رؤیای بیش از پنج دهه‌ای را در مسیر تحقق قرار داد.
00:18
The power grids of the United States joined together,
2
18514
3587
شبکه‌های برق ایالات متحده آمریکا بهم پیوستند،
00:22
forming one interconnected machine stretching coast to coast.
3
22310
4171
و ساختاری بهم پیوسته را که تا سراسر مناطق ادامه پیدا می‌کرد تشکیل دادند.
00:26
Today, the US power grid is the world's largest machine.
4
26731
4504
امروزه، شبکه برق سراسری آمریکا عظیم‌ترین ساختار در جهان است.
00:31
It contains more than 7,300 electricity-generating plants,
5
31652
5047
این ساختار از بیش از ۷۳۰۰ نیروگاه تولید برق تشکیل شده است،
00:36
linked by some 11 million kilometers of powerlines, transformers and substations.
6
36699
6590
که با حدود ۱۱ میلیون کیلومتر کابل برق، مبدل و پست برق بهم متصل شده‌اند.
00:44
Power grids span Earth’s continents, transmitting electricity around the clock.
7
44874
5172
شبکه‌های برق در تمامی قاره‌ها وجود دارند و برق را به صورت شبانه‌روزی انتقال می‌دهند
00:50
They’re massive feats of engineering—
8
50129
2336
آنها شاهکار برجسته علم مهندسی هستند --
00:52
but their functioning depends on a delicate balance.
9
52465
3128
اما عملکردشان به تعادل ظریف بستگی دارد.
00:55
Their components must always work in unison,
10
55802
2627
تمامی اجزا باید هماهنگ با هم کار کنند،
00:58
maintain a constant frequency throughout the grid,
11
58429
3087
فرکانس ثابتی را در طول شبکه حفظ کنند،
01:01
and match energy supply with demand.
12
61516
2794
و انرژی منبع را به انرژی مصرفی تبدیل کنند.
01:04
If there's too much electricity in the system,
13
64727
2336
اگر بیش از حد برق در سیستم وجود داشته باشد،
جهش‌های ناگهانی برقی ناایمنی رخ خواهد داد که می‌تواند
01:07
you get unsafe power spikes that can overheat and damage equipment.
14
67063
4337
باعث زیاد گرم شدن و آسیب دیدن تجهیزات شود.
01:11
Too little electricity and you get blackouts.
15
71484
3253
در نتیجه میزان برق بسیار کم شده و شما دچار قطعی برق می‌شوید.
01:15
So, to strike this balance,
16
75196
1752
بنابراین، برای ایجاد تعادل،
01:16
power grid operators monitor the grid from sophisticated control centers.
17
76948
4212
مسئولان شبکه برق، شبکه را از سمت مراکز کنترل پیچیده نظارت می‌کنند.
01:21
They forecast energy demand and adjust which power plants are active,
18
81285
3963
آنها میزان تقاضای انرژی را پیش‌بینی کرده و با کنترل نیروگاه‌های برق فعال
01:25
signaling them to turn their output up or down
19
85373
2836
به آنها می‌گویند که میزان برق خروجی را بالا و یا پایین ببرند
01:28
to precisely meet current demand.
20
88209
2628
تا دقیقاً نیاز مصرفی برق برآورده شود.
01:31
By considering factors like the availability and cost of energy resources,
21
91087
4296
با در نظر گرفتن عواملی مانند در دسترس بودن و هزینه منابع انرژی،
01:35
grid operators create a “dispatch curve,”
22
95383
2878
اپراتور‌های شبکه یک «منحنی توزیع» ترسیم کردند
01:38
which maps out the order in which energy sources will be used.
23
98261
3628
که نشان می‌دهد کدام منبع انرژی در حال استفاده است.
01:41
The grid defaults to using energy from the start of the curve first.
24
101889
4255
شبکه (برق) به صورت پیش‌فرض از ابتدای منحنی از انرژی بهره می‌برد.
01:46
Usually, the resources are ordered by price.
25
106144
2752
معمولاً منابع بر اساس قیمت دسته‌بندی می‌شوند.
آنهایی که در ابتدا هستند بیشتر رو به سمت تجدید‌پذیر شدن دارند
01:49
Those at the start tend to be renewables
26
109147
2627
01:51
because they have much lower production costs.
27
111774
2628
چون هزینه تولید بسیار کمتری دارند.
01:54
Some grids, like those in Iceland and Costa Rica,
28
114527
3128
برخی شبکه‌ها مثل شبکه‌های ایسلند و کاستاریکا،
01:57
run on more than 98% clean energy.
29
117655
3337
با بیش از ۹۸ درصد انرژی پاک فعالیت می‌کنند
02:01
But most dispatch curves contain more of a mix
30
121826
3462
اما بیشتر منحنی‌های توزیع ترکیبی از
02:05
of carbon-free and carbon-emitting energy sources.
31
125288
3503
منابع انرژی بدون کربن و سوخت‌های فسیلی(کربن‌دار) هستند.
02:09
This means that where your electricity is coming from—
32
129125
3045
این نشان می‌دهد که برق شما از کجا می‌آید
02:12
and how clean it is— varies throughout the day—
33
132170
3461
و چقدر پاک است -- که این روند در طول روز
02:15
as often as every few minutes.
34
135631
2419
اغلب هر چند دقیقه متفاوت است.
02:18
Take the state of Kansas.
35
138634
2002
ایالت کانزاس را در نظر بگیرید.
02:20
Despite having plentiful wind resources,
36
140636
2461
علی‌رغم برخوردار بودن از منابع بادی فراوان
02:23
it regularly relies on carbon-emitting power plants.
37
143097
3879
به طور مرتب به نیروگاه‌های تولید کننده کربن متکی است.
02:26
This is because wind energy is especially plentiful at night.
38
146976
3378
چون با اینکه باد در شب بسیار زیاد است
02:30
But, this is also when there’s lower demand.
39
150354
2294
اما در آن زمان برق چندانی مصرف نمی‌شود.
02:33
So, Kansas’ is wind energy is actually regularly disposed of
40
153024
4254
بنابر‌این، انرژی بادی کانزاس مرتباً تعطیل شده
02:37
to prevent excess electricity from damaging the grid.
41
157278
3211
تا از آسیب دیدن شبکه سراسری با بالا رفتن میزان برق جلوگیری شود.
02:40
And comparable scenarios add up to a big problem worldwide.
42
160907
3962
و سناریو‌های نظیر این موضوع به یک مشکل بزرگ جهانی تبدیل می‌شوند.
02:45
Thankfully, dependence on renewables is rising.
43
165203
3003
خوشبختانه، وابستگی به انرژی‌های تجدید‌پذیر در حال افزایش است.
02:48
But power grids are often unable to make full use of them.
44
168331
3461
اما شبکه‌های سراسری برق قادر به استفاده صد درصدی از این منابع نیستند.
02:52
Many simply weren't designed around intermittent energy sources
45
172376
3671
بسیاری از تجهیزات برای این طراحی نشده‌اند که همیشه از منابع انرژی انرژی دریافت کنند
02:56
and can't store large amounts of electricity.
46
176047
2752
و نمی‌توانند این حجم عظیم برق را در خود ذخیره کنند.
02:59
Researchers are experimenting with unique storage solutions.
47
179050
3461
محققان در حال آزمایش راه‌های ذخیره سازی منحصر به فردی هستند.
03:02
However, this will take time and substantial investment.
48
182511
3754
اگرچه، این کار‌ها زمان و سرمایه گذاری قابل توجهی می‌طلبد.
03:06
But hope is not lost.
49
186766
1877
اما هنوز امید هست.
03:08
We have the opportunity to work with our existing power grids in a new way:
50
188893
4713
ما این فرصت را داریم که با شبکه‌های انرژی موجود خود به روش دیگری عمل کنیم:
03:13
by shifting some of our energy use
51
193606
2210
با موکول کردن مقداری از مصارف انرژیمان
03:15
to the times when there’s clean electricity to spare.
52
195816
3003
به زمان‌هایی که انرژی پاک وجود دارد.
03:19
Leaning into this concept, called “load flexibility,”
53
199445
3545
با تکیه بر این مفهوم که «انعطاف پذیری بار» نامیده می‌شود،
03:22
we can help flatten the peaks in demand,
54
202990
2461
می‌توانیم به پایین آمدن پیک مصرف برق کمک کنیم
03:25
which will place less stress on the grid and reduce the need for non-renewables.
55
205618
4546
که در آن صورت باعث فشار کمتری به شبکه و کاهش نیاز به منابع تجدیدناپذیر خواهد شد.
03:30
So researchers are developing automated emissions reduction technologies
56
210748
4671
بنابراین محققان در حال توسعه فناوری‌های کاهش انتشار خودکار [آلاینده‌ها] هستند
03:35
that tap into energy use data
57
215419
1710
که از داده‌های مصرف انرژی‌ بهره می‌برند و اطمینان دهند که دستگاه‌ها
03:37
and ensure that devices get electricity from the grid at the cleanest times.
58
217129
4880
برق را در تمیزترین زمان از شبکه دریافت می‌کنند.
03:42
In fact, smart devices like this already exist.
59
222176
3504
در واقع، دستگاه‌های هوشمند این‌چنینی از قبل وجود داشته‌اند.
03:45
So, how big an effect could they have?
60
225846
2128
خب، آنها چقدر می‌توانند اثرگذار باشند؟
03:48
If smart technologies like air conditioners, water heaters,
61
228641
3253
اگر که فناوری‌های هوشمندی مثل دستگاه تهویه هوا، آبگرمکن
03:51
and electric vehicle chargers were implemented across the Texas power grid,
62
231894
4380
و شارژر خودروهای برقی در سراسر شبکه برق تگزاس پیاده‌سازی شوند،
03:56
the state’s emissions could decrease by around 20%.
63
236274
3962
انتشار گاز‌های گلخانه‌ای در این ایالت می‌تواند تا حدود ۲۰٪ کاهش پیدا کند.
04:00
In other words, simply coordinating when certain devices tap into the grid
64
240611
4672
به عبارت دیگر، وقتی دستگاهی به برق وصل شد، می‌شود صرفاً با تعدیل کردن
04:05
could translate to 6 million fewer tons of carbon
65
245283
3795
انتشار کربن به اتمسفر را فقط در تگزاس
04:09
released into the atmosphere annually from Texas alone.
66
249078
3462
به کمتر از ۶ میلیون تن در سال کاهش داد.
04:14
Now, imagine what this could look like on a global scale.
67
254792
4630
حالا، تصور کنید که این در مقیاس جهانی چگونه خواهد بود.
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7