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

Translator: Sina Shafiezadeh Reviewer: sadegh vn

ما چند دلیل خوب داریم برای اینکه کاملا به انرژی خورشیدی روی آوریم.

We have some good reasons to completely

switch over to solar power.

در بسیاری از موارد ارزان‌تر است و

It's cheaper in many cases,

and definitely more sustainable

قطعا نسبت به وابستگی ما به نیروگاه‌های سنتی که از منابعی مثل زغال سنگ استفاده می‌کنند،

than our dependance on traditional power plants

که در نهایت تمام خواهد شد پایدارتر است.

that use resources like coal,

which will eventually run out.

So why don't we replace these

پس چرا ما این نیروگاه‌های سنتی را با انرژی خورشیدی جایگزین نکنیم؟

traditional plants with solar energy?

زیرا یک عامل وجود دارد که باعث می‌شود انرژی خورشیدی بسیار غیرقابل پیش‌بینی شود:

Because there's one factor that makes

solar power very unpredictable:

پوشش ابر.

cloud cover.

با حرکت پرتوهای خورشید به سمت زمین،

As the sun's rays move towards Earth,

برخی جذب جو زمین می‌شوند،

some get absorbed by the Earth's atmosphere,

some are reflected back into outer space,

برخی به فضای بیرونی بازتاب می‌شوند،

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

اما بقیه به سطح زمین می‌رسند.

The ones that aren't deviated

آن‌هایی که منحرف نشده‌اند

تابش مستقیم نامیده می‌شوند.

are called direct irradiance.

آن‌هایی که با ابرها منحرف می‌شوند

The ones that are deflected by clouds

تابش پراکنده نامیده می‌شوند.

are called diffuse irradiance.

And those rays that first get reflected by a surface,

و آن پرتوهایی که ابتدا توسط یک سطح منعکس می‌شوند، مثل یک ساختمان نزدیک،

like a nearby building,

before reaching the solar energy system

قبل از رسیدن به منظومه انرژی خورشیدی

تابش منعکس شده نامیده می‌شوند.

are called reflected irradiance.

But before we can examine how clouds

اما قبل از اینکه بتوانیم بررسی کنیم چگونه ابرها

affect the sun's rays and electricity production,

بر پرتوهای خورشید و تولید برق تأثیر می‌گذارند،

بیایید ببینیم این سیستم‌های انرژی خورشیدی چگونه کار می‌کنند.

let's see how these solar energy systems work.

اول از همه، ما برج‌های خورشیدی داریم.

First up, we have solar towers.

These are made up of a central tower

این‌ها از برجی مرکزی تشکیل شده‌اند

surrounded by a huge field of mirrors

که توسط میدان عظیم آینه‌ها احاطه شده است

و مسیر و تمرکز خورشید را دنبال می‌کند

that track the sun's path and focus

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

فقط پرتوهای مستقیم به یک نقطه از برج،

kind of like an eager beachgoer.

شبیه یک ساحل‌نشین مشتاق.

گرمای تولید شده توسط این پرتوها

The heat generated by these rays

آنقدر بزرگ است که می‌توان از آن برای جوشاندن آب استفاده کرد،

is so immense that it can be used to boil water

producing steam that drives a traditional turbine,

تولید بخار که یک توربین سنتی را به حرکت در می‌آورد، که برق تولید می‌کند.

which makes electricity.

اما وقتی می‌گوییم سیستم‌های انرژی خورشیدی،

But when we say solar energy systems,

we're usually talking about photovoltaics,

ما معمولاً در مورد فوتوولتائیک‌ها یا صفحه‌ها خورشیدی صحبت می‌کنیم،

or solar panels,

which are the systems most commonly used

که سیستم‌هایی هستند که بیشتر برای تولید انرژی خورشیدی استفاده می‌شوند.

to generate solar power.

In solar panels,

در صفحه‌های خورشیدی،

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

فوتون‌های پرتوهای خورشید به سطح یک صفحه برخورد می‌کنند،

and electrons are released

و الکترون‌ها آزاد می‌شوند

to get an electric current going.

تا جریان الکتریکی به جریان بیفتد.

Solar panels can use all types of irradiance,

صفحه‌های خورشیدی می‌توانند از انواع تابش استفاده کنند،

while solar towers can only use direct irradiance,

در حالی که برج‌های خورشیدی فقط می‌توانند از تابش مستقیم استفاده کنند،

and this is where clouds become important

و اینجاست که ابرها اهمیت پیدا می‌کنند

زیرا بسته به نوع و موقعیت آن‌ها نسبت به خورشید،

because depending on their type and location

relative to the sun,

they can either increase or decrease

آن‌ها می‌توانند مقدار برق تولید شده را افزایش یا کاهش دهند.

the amount of electricity produced.

مثلا حتی چند تکه ابر مقابل خورشید می‌تواند تولید برق در برج‌های خورشیدی را به خاطر

For instance, even a few cumulus clouds

in front of the sun can reduce

the electricity production in solar towers

وابستگی به پرتوهای مستقیم تا تقریباً صفر کاهش دهد.

to almost zero because of this dependence on direct rays.

در صفحات خورشیدی، این ابرها همین‌طور

In solar panels, those clouds would decrease

energy output as well,

خروجی انرژی را کاهش می‌دهند،

هر چند نه به اندازه زیادی

though not as much

زیرا صفحه‌های خورشیدی می‌توانند از انواع تابش استفاده کنند.

because solar panels can use all types of irradiance.

However, all this depends on the clouds exact positioning.

با این حال، همه این‌ها به موقعیت دقیق ابرها بستگی دارند.

Due to reflection, or a particular phenomeon

به دلیل بازتاب، یا یک پدیده خاص

called Mie scattering,

به نام پراکندگی‌های مای، پرتوهای خورشید در واقع می‌توانند توسط ابرها برای ایجاد

the sun's rays can actually be focused forward

بیش از پنجاه درصد افزایش در تابش خورشیدی که به صفحه خورشیدی می‌رسد متمرکز شوند.

by clouds to create a more than 50% increase

in the solar irradiance reaching a solar panel.

If this potential increase isn't accounted for,

اگر این افزایش بالقوه در نظر گرفته نشود،

می‌تواند به صفحه خورشیدی آسیب برساند.

it could damage the solar panel.

Why does this matter?

چرا این مهم است؟

Well, you wouldn't want this lesson to stop

خوب، شما نمی‌خواهید این درس فقط چون

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

یک ابر از روی صفحه روی سقف شما عبور کرده است متوقف شود.

در برج‌های خورشیدی، مخازن عظیم نمک مذاب یا روغن

In solar towers, huge tanks of molten salt or oil

می‌توانند برای ذخیره گرما اضافی استفاده شوند و در صورت نیاز از آن بهره برد،

can be used to store any excess heat

and use it when needed,

بنابراین اینگونه مشکل نوسانات تابش خورشیدی برای تولید برق را مدیریت می‌کنند.

so that's how they manage the problem

of fluctuating solar irradiance to smooth out

electricity production.

But in the case of solar panels,

اما در مورد صفحه‌های خورشیدی،

there currently isn't any way to affordably

در حال حاضر هیچ راه مقرون به صرفه‌ای برای ذخیره انرژی اضافی وجود ندارد.

store extra energy.

That's where traditional power plants come in

اینجاست که نیروگاه‌های سنتی وارد می‌شوند

because to correct for any fluctuations

زیرا برای اصلاح هرگونه نوسان

in these solar powered plants,

در این نیروگاه‌های خورشیدی،

extra electricity from traditional sources

برق اضافی از منابع سنتی

always needs to be available.

همیشه باید در دسترس باشد.

But then why aren't these tradtional power plants

اما پس چرا از این نیروگاه های سنتی فقط به عنوان پشتیبان استفاده نمی‌شوند؟

just used as a backup,

به جای اینکه ما انسان‌ها به آن‌ها به عنوان منابع اصلی انرژی‌مان وابسته باشیم؟

instead of us humans depending on them

as our main sources of energy?

چون برای یک کارگر کوره زغال سنگ یا نیروگاه هسته‌ای غیرممکن است

Because it's impossible for an employee

at a coal fired or a nuclear plant

چرخاندن یک دستگیره برای تولید برق کم و بیش وابسته به این باشد که

to turn a knob to produce

more or less electricity depending

چقدر ابر در آسمان وجود دارد.

on how many clouds there are in the sky.

The response time would simply be too slow.

زمان پاسخ به سادگی بسیار کند خواهد بود.

در عوض، برای تطبیق با این نوسانات،

Instead, to accommodate these fluctuations,

some extra electricity from traditional power plants

مقداری برق اضافی از نیروگاه‌های سنتی

is always being produced.

همیشه در حال تولید است.

در روزهای آسمان صاف،

On clear sky days,

that extra electricity might be wasted,

برق اضافی ممکن است هدر رود،

but when cloudy skies prevail,

اما وقتی آسمان ابری غالب شود،

it's what fills the gap.

این چیزی است که شکاف را پر می‌کند.

این چیزی است که ما در حال حاضر برای تامین انرژی ثابت به آن وابسته هستیم

This is what we currently depend on

for a constant supply of energy.

For this reason, a lot of researchers

به همین دلیل بسیاری از محققین

are interested in forcasting the motion

علاقمند به پیش‌بینی حرکت و تشکیل ابرها از طریق تصاویر ماهواره‌ای یا دوربین‌های

and formation of clouds through satellite images

or cameras that look up at the sky

رو به آسمان برای به حداکثر رساندن

to maximize the energy from solar power plants

تولید انرژی و به حداقل رساندن اتلاف آن در نیروگاه‌های خورشیدی هستند.

and minimize energy waste.

اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم،

If we could accomplish that,

you'd be able to enjoy this video

شما می‌توانید از این ویدیو

powered solely by the sun's rays,

تنها با انرژی خورشید، و مستقل از شرایط آب‌وهوا لذت ببرید،

no matter what the weather,

اگر چه زمانی که خورشید می‌درخشد،

although if the sun is shining,

you may be tempted to venture outside

ممکن است وسوسه شوید تا بیرون بروید

و برای یافتن الگو مشابه ابرها ماجراجویی کنید.

to go and do a different kind of cloud gazing.