Bill Gross: Great ideas for finding new energy

المترجم: Yasser Bahjatt المدقّق: Mohamed Achraf BEN MOHAMED

Right when I was 15 was when I first got interested in solar energy.

حين كنت في 15 من العمر بدء اهتمامي بالطاقة الشمسية

انتقلت أسرتي من فورت لي، نيوجيرسي إلى كاليفورنيا

My family had moved from Fort Lee, New Jersey to California,

from the snow to lots of heat, and gas lines.

انتقلنا من الثلج إلى الحر وأنابيب الغاز

There was gas rationing in 1973.

فقد كان الغاز محدودا في 1973

The energy crisis was in full bore.

كانت أزمة الطاقة في أوجها

I started reading "Popular Science" magazine,

بدئت بقراءة مجلة العلوم الرائجة "Popular Science"

and I got really excited about the potential of solar energy

وقد تحمست كثيرا للطاقة الشمسية

to try and solve that crisis.

ومحاولة إصلاح أزمة الطاقة

I had just taken trigonometry in high school,

كنت قد تعلمت للتو علم المثلثات في المدرسة

I learned about the parabola

تعلمت قدرات القطع المكافئ

and how it could concentrate rays of light to a single focus.

وكيف يمكنه تركيز أشعة الشمس على نقطة محددة

وقد أثار ذلك حماسي

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

وقد شعرت أن هناك قدرة على

to build some kind of thing that could concentrate light.

بناء جهاز يمكنه تركيز الضوء

فأسست شركتي Solar Devices "الأدوات الشمسية"

So, I started this company called Solar Devices.

وكنت أبني القطع المكافئ

And this was a company where I built parabolas,

I took metal shop,

درست الحدادة

and I remember walking into metal shop building parabolas and Stirling engines.

وأذكر أنني كنت أبني القطاع المكافئ ومحركات سترلنج

وكنت أبني أحد المحركات على المخرطة

And I was building a Stirling engine over on the lathe,

وأتيت مجموعة من عاشقي الدرجات النارية

and all the motorcycle guys said, "You're building a bong, aren't you?"

وقالوا "إنك تصنع شيشة، أليس كذلك؟"ـ

فقات "لا إنه محرك سترلنج"ـ

And I said, "No, it's a Stirling engine." But they didn't believe me.

إلا أنهم لم يصدقوني

I sold the plans for this engine

بعت مخططات ذلك المحرك والصحن

and for this dish in the back of "Popular Science" magazine,

على ظهر مجلة العلوم الرائجة بأربعة دولارات

for four dollars each.

وقد جمعت مبلغا كافيا لدفع مصاريف أو علم جامعي

And I earned enough money to pay for my first year of Caltech.

وقد كنت متحمسا جدا لقبولي في كالتك

It was a really big excitement for me to get into Caltech.

إستمر عملي في الشركة خلال عامي الأول

And at my first year at Caltech, I continued the business.

ولكن، في العام الثاني بدؤوا برصد الدرجات

But then, in the second year of Caltech, they started grading.

العام الأول بأكمله كان نجاح/رسوب، ولكن العام الثاني كان بالدرجات

The whole first year was pass/fail, but the second year was graded.

ولم أتمكن من الحفاظ على الشركة

I wasn't able to keep up with the business,

ما أخذني إلى طريق آخر لمدة 25 عام

and I ended up with a 25-year detour.

لقد كان حلمي تحويل الطاقة الشمسية بسعر عملي جدا

My dream had been to convert solar energy at a very practical cost,

إلى أنني أخذ هذا الطريق المطول

but then I had this big detour.

First, the coursework at Caltech.

أولا، الدراسة في كالتك

Then, when I graduated from Caltech, the IBM PC came out,

ثم، بعد تخرجي من كالتك، ظهر الحاسب الشخصي

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

والذي أدمنت عليه في 1981

And then in 1983, Lotus 1-2-3 came out,

وفي عام 1983، ظهر لوتس 123

and I was completely blown away by Lotus 1-2-3.

وقد انبهرت تماما بلوتس 123

وقمت بإدارة إعمالي بـ 123، وكتابة البرامج لـ 123

I began operating my business with 1-2-3, began writing add-ins for 1-2-3,

كتبت واجهة باللغة الطبيعية لـ 123

wrote a natural language interface to 1-2-3.

I started an educational software company after I joined Lotus,

بدأت شركة للبرامج التعليمية بعد انضمامي إلى لوتس

ثم بدأت إيديا لاب

and then I started Idealab so I could have a roof

لتكون سقفا لبناء عدة شركات على التوالي

under which I could build multiple companies in succession.

بعد ذلك بفترة -- في 2000، مؤخرا، الأزمة الحديثة للطاقة في كاليفورنيا --

Much later -- in 2000, very recently -- the new California energy crisis --

ما كان المفترض أن يكون أزمة كبيرة مقبلة للطاقة

what was purported to be a big energy crisis -- was coming.

وقد كنت أحاول أن أجد طريقة

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

تمكننا من الاستفادة من ذلك

ونحاول أن نعطي الناس احتياطي من الطاقة

and get people backup energy, in case the crisis really came.

في حال حصول الأزمة

And I started looking at how we could build battery backup systems

وبدئت بالتأمل إلى كيفية بناء بطاريات للطاقة الاحتياطية

والتي توفر للمستخدم خمس ساعات، 10 ساعات، أو حتى يوم كامل

that could give people five hours, 10 hours, maybe even a full day,

أو ثلاثة أيام من الطاقة الاحتياطية

or three days' worth of backup power.

أنا مسرورة لأنكم استمعتم في وقت سابق اليوم

I'm glad you heard earlier today, batteries are unbelievably --

البطاريات تكاد تكون معدومة التركيز مقارنة بالوقود

lack density compared to fuel.

So much more energy can be stored with fuel than with batteries.

يمكن تخزين كميات أكبر من الطاقة في الوقود بالمقارنة مع البطاريات

You'd have to fill your entire parking space of one garage space

إذ أنك تحتاج إلى ملأ المآرب بالكامل

فقط للحصول على أربع ساعات من الطاقة الاحتياطية

just to give yourself four hours of battery backup.

وقد خلصت، بعد البحث في كل التقنيات

And I concluded, after researching every other technology

التي يمكننا استخدامها لتخزين الطاقة

that we could deploy for storing energy --

-- الحذافات، أنواع مختلفة من البطاريات --

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

أن تخزين الطاقة لم يكن عمليا

So what about making energy? Maybe we could make energy.

فماذا عن إنتاج الطاقة؟

ربما تمكنا من صنع الطاقة

I tried to figure out -- maybe solar's become attractive.

حاولت أن أكتشف،ربما أصبحت الخلايا الشمسية رائجة

It's been 25 years since I was doing this,

لقد مضى 25 عام منذ أن عملت في هذا المجال

let me go back and look at what's been happening with solar cells.

لأعود وأتأمل في ما حدث للخلايا الشمسية

لقد هبط السعر من 10 دولارات للواط إلى حوالي أربع إلى خمس دولارات للواط

And the price had gone down from 10 dollars a watt

to about four or five dollars a watt, but it stabilized.

إلا أن السعر قد ثبت

And it needed to get much lower to be cost-effective.

ويحتاج السعر للهبوط أكثر ليكون مجديا

درست كل المستجدات في الخلايا الشمسية

I studied all the new things that had happened in solar cells,

وكنت أبحث عن طرق للابتكار

and was looking for ways we could make solar cells more inexpensively.

وجعل الخلايا الشمسية أقل تكلفة

A lot of new things are happening to do that,

هناك العديد من الأمور الجديدة التي تحدث في هذا المجال

but fundamentally, the process requires a tremendous amount of energy.

إلا أن العملية في أساسها تحتاج إلى طاقة هائلة

Some people say it takes more energy to make a solar cell

حتى أن البعض يقول أن الطاقة اللازمة لإنتاج الخلايا الشمسية

than it will give out in its entire life.

أكبر من الطاقة التي ستنتجها في حياتها

If we reduce the amount of energy it takes to make the cells,

نأمل، أننا إذا استطعنا تخفيض كمية الطاقة الأزمة لإنتاج الخلايا

that will become more practical.

ستكون أكثر عملية

But right now, you pretty much have to take silicon,

إلا أننا في الوقت الحالي، نحتاج إلى وضع السيليكون

put it in an oven at 1600 F for 17 hours, to make the cells.

في فرن على درجة حرارة 1600 فهرنهيت لمدة 17 ساعة لصناعة الخلية

A lot of people are working to try and reduce that,

يعمل الكثير من الناس على أمور مختلفة لمحاولة خفض ذلك

but I didn't have anything to contribute.

ولكنني لا أملك ما أقدمه في ذلك المجال

So I tried to figure out what other way could we try

فحاولت أن أجد طرق أخرى يمكننا تجربتها لإنتاج كهرباء شمسية بتكلفة مناسبة

to make cost-effective solar electricity.

فأتتني فكرة -- ما ذا لو أمكننا جمع الشمس بعاكس كبير --

What if we collect the sun with a large reflector --

كما كنت أفكر حين كنت في المدرسة

like I had been thinking about in high school,

فقد نستطيع صنع مجمع أكبر وأرخص باستخدام التقنيات الحديثة

but maybe with modern technology we could make it cheaper --

تركيزها على محول صغير

concentrate it to a small converter,

فلن يكون جهاز التحويل مكلفا

and then the conversion device wouldn't have to be as expensive,

لأنه سيكون أصغر بكثير، عوضا عن الخلايا الشمسية

because it's much smaller, rather than solar cells,

والتي تحتاج إلى تغطية كامل السطح الذي تود جمع الأشعة منه

which have to cover the entire surface that you want to gather sun from.

يبدو هذا عمليا الآن

This seemed practical now,

لأن الكثير من التقنيات قد ظهرت خلال الـ 25 عام منذ أن بحثت الأمر

because a lot of new technologies had come in the 25 years

since I had last looked at it.

أولا، توجد العديد من تقنيات التصنيع الجديدة

There was a lot of new manufacturing techniques,

إضافة إلى، محركات مصغرة رخيصة

not to mention really cheap miniature motors --

محركات متعددة

brushless motors, servomotors, stepper motors,

والتي تستخدم في الطابعات والماسحات الضوئية وغيرها

that are used in printers and scanners.

وهذه تطورات مهمة

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

وبالطبع، معالجات غير مكلفة

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

أضف إلى ذلك تطور مهم جدا، الخوارزميات الجينية

أود أن أتكلم سريعا عن الخوارزميات الجينية

I'll be very short on genetic algorithms.

إنها طريقة فعالة لحل المعضلات المستعصية باستخدام الانتقاء الطبيعي

It's a powerful way of solving intractable problems using natural selection.

تبدأ بمعضلة لا يمكن حلها بالطرق الرياضاية الخالصة

You take a problem that you can't solve with a pure mathematical answer,

تبني نظام تطور ليحاول عدة محاولات على التخمين

you build an evolutionary system to try multiple tries at guessing,

نضيف التزاوج

you add sex --

where you take half of one solution and half of another

حيث تأخذ نصف أحد الحلول ونصف من آخر ونكون طفرات جديدة

and then make new mutations --

وتستخدم الانتقاء الطبيعي لقتل الحلول الضعيفة

and you use natural selection to kill off not-as-good solutions.

عادة، مع خوارزم جيني على حاسب اليوم

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

مع معالج بسرعة 3000 جيجاهيرتز

with a three gigahertz processor,

يمكنك حل العديد والعديد من المعضلات المستعصية

you can solve many formerly intractable problems

في غضون دقائق

in just a matter of minutes.

So we tried to come up with a way to use genetic algorithms

حاولنا التوصل إلى طريقة لاستخدام الخوارزميات الجينية

to create a new type of concentrator.

لتطوير طريقة جديدة لتركيز الأشعة

And I'll show you what we came up with.

وسأريكم ما توصلنا إليه

Traditionally, concentrators look like this.

تقليديا، تبدو المركزات هكذا

Those shapes are parabolas.

هذه الأشكال هي قطع مكافئ

They take all the parallel incoming rays and focus it to a single spot.

تأخذ أشعة الشمس المتوازية وتركزها على نقطة واحدة

They have to track the sun,

عليها تعقب الشمس، لأنها يجب أن موجهة على الشمس مباشرة

because they have to point directly at the sun.

وتعمل في حدود درجة واحدة فقط من الخطأ

They usually have a one degree acceptance angle --

بمعنى أنها لو كانت الشمس مائلة أكير من درجة

once they're more than a degree off,

لن تصيب أي من أشعة الشمس نقطة التركيز

none of the sunlight rays will hit the focus.

فحاولنا التوصل إلى طريقة لصنع مركز لا يحتاج إلى تتبع الشمس

So we tried to come up with a non-tracking collector

مركز يمكنه جمع الضوء بفارق عدة درجات

that would gather much more than one degree of light, with no moving parts.

دون أي أجزاء متحركة

فصنعنا هذا الخوارزم الجيني لتجربة ذلك

So we created a genetic algorithm to try this out,

صنعنا نموذج لعاكس متعدد الأسطح

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

وتطور أمر مدهش، تطور حرفيا

and an amazing thing evolved, literally,

بعد تجربة بليون دورة، بليون محاولة مختلفة

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

مع دالة لحساب الكفاءة لقياس كيفية جمع أكبر قدر من الضوء

with a fitness function that defined how can you collect the most light,

from the most angles, over a day, from the sun.

من أكبر مجال للزوايا، خلال اليوم، من الشمس

وهذا هو الشكل الذي تطور

And this is the shape that evolved.

It's this non-tracking collector with these six tuba-like horns,

إنه هذا المجمع بالست أبواق

كل منها تجمع الضوء كالتالي

and each of them collect light in the following way --

إذا ضربت أشعة الشمس هنا

if the sunlight strikes right here,

it might bounce right to the center, the hot spot, directly,

قد تنعكس مباشرة إلى المركز، نقطة التركيز

ولكن إذا كانت الشمس مائلة وآتية من الجانب

but if the sun is off axis and comes from the side,

قد تضرب نقطتين وتنعكس مرتين

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

إذا، للأشعة المباشرة تنعكس مرة واحدة

وللمائلة قد تنعكس مرتين

for off-axis light it might take two,

and for extreme off-axis, it might take three.

وللميول الشديد، قد تحتاج إلى ثلاث

Your efficiency goes down with more bounces,

الكفاءة تتضاءل مع كل انعكاس

because you lose about 10 percent with each bounce,

لأننا نفقد 10% مع كل انعكاس

إلا أن هذا سمح لنا بجمع الضوء من زاوية ميل 25 درجة

but this allowed us to collect light from a plus or minus 25-degree angle.

أي ساعتين ونصف تقريبا كل يوم بجهاز ثابت

So, about two and a half hours of the day

we could collect with a stationary component.

Solar cells collect light for four and a half hours though.

إلا أن الخلايا الشمسية تجمع الضوء لأربع ساعات ونصف يوميا

On an average adjusted day, a solar cell --

على معدل المتوسط في اليوم ، الخلايا الشمسية

because the sun's moving across the sky,

لأن الشمس تتحرك عبر السماء

the solar cell is going down with a sine wave function of performance

فإن أداء الخلايا الشمسية يتغير بدالة جا

عند الزوايا القصوى

at the off-axis angles.

It collects about four and a half average hours of sunlight a day.

فتجمع في المتوسط أربع ساعات ونصف من ضوء الشمس يوميا

فمع أن هذا الحل كان جيدا دون قطع متحركة

So even this, although it was great with no moving parts --

يمكننا الحصول على درجات حرارة عالية -- إلا أنه لم يكن كافيا

we could achieve high temperatures -- wasn't enough.

كنا بحاجة للتفوق على الخلايا الشمسية

We needed to beat solar cells.

فنظرنا إلى فكرة أخرى

So we took a look at another idea.

We looked at a way to break up a parabola into individual petals that would track.

بحثنا عن طريقة لتقسيم القطع المكافئ إلى بتلات تتعقب

فما ترونه هنا هي 12 بتلة منفصلة

So what you see here is 12 separate petals

يتحكم في كل منها معالج مستقل

that each could be controlled with individual microprocessors

بتكلفة دولار واحد فقط

that would only cost a dollar.

You can buy a two-megahertz microprocessor for a dollar now.

إذ يمكنك شراء معالج 2 ميجاهرتز بدولار

And you can buy stepper motors that pretty much never wear out

ويمكنك شراء محركات صغيرة لا تهلك

because they have no brushes,

لأنها ليست لها أسنان، بدولار

for a dollar.

So we can control all 12 of these petals for under 50 dollars

يمكننا التحكم في جميع هذه البتلات الـ 12 بأقل من 50 دولار

and what this would allow us to do is not have to move the focus any more,

وما يمكننا من هذا، هو أنه سمح لنا بعدم تحريك نقطة التركيز

but only move the petals.

ولكن نحرك البتلات فقط

The whole system would have a much lower profile,

النظام بأكمل سيكون أقل هيبة

but also we could gather sunlight for six and a half to seven hours a day.

إلا أننا سنتمكن من جمع ضوء الشمس بين ست ساعات ونصف إلى سبع يوميا

والآن بعد أن حصلنا على ضوء الشمس المركز

Now that we have concentrated sunlight,

ماذا سنضع في المركز لنحول ضوء الشمس إلى كهرباء؟

what are we going to put at the center to convert sunlight to electricity?

فحاولنا المقارنة بين جميع المحركات الحرارية التي استخدمت في التاريخ

So we tried to look at all the different heat engines

that have been used in history to convert sunlight or heat to electricity,

لنحاول أن نحول ضوء الشمس إلى كهرباء، أو الحرارة إلى كهرباء

And one of the great ones of all time,

وأحد أعظم هذه المحركات

James Watt's steam engine of 1788 was a major breakthrough.

كان محرك جيمز واط البخاري من عام 1788 والذي كان قفزة نوعية

جيمز واط لم يخترع المحرك البخاري، لقد حسنه فقط

James Watt didn't actually invent the steam engine, he just refined it.

إلا أن تحسيناته كانت مذهلة

But his refinements were incredible.

أضاف موجهات للحركة على المكبس

He added new linear motion guides to the pistons,

أضاف مكثفا لتبريد البخار خارج الاسطوانة

he added a condenser to cool the steam outside the cylinder,

جعل المحرك يعمل بالاتجاهين فأصبح ينتج ضعف الطاقة

he made the engine double-acting, so it had double the power.

كانت هذه تطويرات عظيمة

Those were major breakthroughs. All of the improvements he made --

أعني، أن جميع التحسينات التي أضافها

and it's justifiable that our measure of energy, the watt,

وهي تبرر تسمية وحدة قياس الطاقة اليوم سميت على اسمه، الواط

today is named after him.

So we looked at this engine, and this had some potential.

فنظرنا إلى هذا المحرك، وفيه أمل كبير

المحركات البخارية خطيرة

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

وقد كان لها أثر هائل على العالم كما تعلمون

industrial revolution and ships and locomotives.

الثورة الصناعية، البواخر والقطارات

إلا أنه من الأفضل أن يكون كبيرا

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

فهي ليست جيدة لإنتاج الطاقة متفرقة

كما أنها ذات ضغط عالي، فهي خطيرة

They're also very high-pressure, so they're dangerous.

Another type of engine is the hot air engine.

نوع آخر من المحركات هو محرك الهواء الحار

And the hot air engine also was not invented by Robert Stirling,

بالمثل، لم يخترع روبيرت ستيرلنج محرك الهواء الحار

but Robert Stirling came along in 1816 and radically improved it.

إلا أن روبيرت سبيرلنج غي عام 1816 فان بتطويره جذريا

This engine, because it was so interesting --

هذا المحرك -- لأنه كان مثيرا جدا إذ أنه يعمل فقط لاهواء دون البخار

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

قد أدى إلى المئات من التصاميم المبتكرة على مر السنين

that use the Stirling engine principle.

والتي تستخدم مبدأ محرك ستيرلنج

But after the Stirling engine, Otto came along,

ولكن بعد محرك ستيرلنج أتى أوتو

and also, he didn't invent the internal combustion engine,

وهو أيضا لم يخترع محرك الاحتراق الداخلي، لقد حسنه فحسب

he just refined it.

لقد أظهره في باريس عام 1867

He showed it in Paris in 1867, and it was a major achievement

وقد كان إنجازا هائلا

because it brought the power density of the engine way up.

لأنه رفع تركيز الطاقة للمحرك

فالآن يمكنك الحصول على طاقة أكثر من حجم أصغر

You could now get a lot more power in a lot smaller space,

وهذا سمح باستخدام المحرك في التطبيقات المتحركة

and that allowed the engine to be used for mobile applications.

وبعد التوصل إلى الحركة

So, once you have mobility,

you're making a lot of engines because you've got lots of units,

نقوم الآن بصناعة العديد من المحركات لأننا لدينا الكثير من العربات

as opposed to steam ships or big factories,

بالمقارنة مع السفن البخارية أو المصانع والتي لا تستهلك الكثير من المحركات

so this was the engine that ended up benefiting from mass production

لذا كان هذا هو المحرك الذي استفاد من كثرة الإنتاج

where all the other engines didn't.

بينما لم تستفد باقي المحركات

So, because it went into mass production,

فلأنه دخل في الإنتاج الكمي

costs were reduced, 100 years of refinement,

خفضت التكاليف، و 100 عام من التحسين

emissions were reduced, tremendous production value.

خفضت الانبعاث، والقيمة الإنتاج هائلة

There have been hundreds of millions of internal combustion engines built,

صنعت مئات الملايين من محركات الاحتراق الداخلي

بالمقارنة إلى آلاف محركات ستيرلنج

compared to thousands of Stirling engines built.

والقليل جدا من المحركات البخارية الصغيرة

And not nearly as many small steam engines being built anymore,

فقط محركات عملاقة للعمليات الكبيرة

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

فبعد النظر إلى هؤلاء الثلاثة و47 آخرين

we concluded that the Stirling engine would be the best one to use.

خلصنا إلى أن محرك ستيرلنج هو الأفضل لاستخدامنا

I want to give you a brief explanation of how we looked at it and how it works.

أود أن أعطيكم شرح موجز عن نظرتنا للمحرك وكيف يعمل

So we tried to look at the Stirling engine in a new way,

لقد حاولنا النظر على محرك سترلنج بطريقة جديدة

لأنه كان عمليا -- فالوزن لم يعد عاملا في تطبيقنا

because it was practical --

weight no longer mattered for our application.

لقد انتشر محرك الاشتعال الداخلي لأن الوزن كان مهما

The internal combustion engine took off because weight mattered,

لأنك تتحرك

because you were moving around.

But if you're trying to generate solar energy in a static place

ولكن إذا كنت تحاول إنتاج الطاقة الشمسية في موقع ثابت

فالوزن لا يؤثر كثيرا

the weight doesn't matter so much.

والأمر الآخر الذي اكتشفناه هو أن الكفاءة كذلك ليست مهمة

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

إذا كان مصدر الطاقة مجاني

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

في العادة، الكفاءة أمر مصيري

because the fuel cost of your engine over its life

لأن تكلفة الوقود على مدى عمر المحرك أكبلا بكثير من تكلفة المحرك

dwarfs the cost of the engine.

But if your fuel source is free,

ولكن إذا كان مصدر الوقود مجاني

then the only thing that matters

فالأمر الوحيد ذا الأهمية هو تكلفة شراء المحرك

is the up-front capital cost of the engine.

لذا فأنت لا تحتاج أن تحسن الكفاءة

So you don't want to optimize for efficiency,

إنك تود تحسين معامل الطاقة لكل دولار

you want to optimize for power per dollar.

وباستخدام هذه النظرة الجديدة

So using that new twist, with the new criteria,

اعتقدنا أنه يمكننا إعادة النظر في محرك ستيرلنج

we thought we could relook at the Stirling engine,

وأيضا باستخدام الخوارزميات الجينية

and also bring genetic algorithms in.

مبدئيا، روبيرت ستيرلنج لم تكن لديه ما اخترعه جوردن موور

Basically, Robert Stirling didn't have Gordon Moore before him

to get us three gigahertz of processor power.

ليستخدم معالجات بقوة ثلاثة جيجاهيرتز

So we took the same genetic algorithm

فأخذنا نفس الخوارزم الجيني الذي استخدمناه من قبل

that we used earlier to make that concentrator,

لتصميم المركِّز، الذي لم يكن مناسبا لنا

which didn't work out for us,

لتطوير محرك ستيرلنج

to optimize the Stirling engine,

وجعل حجم تصميمه وجميع أبعاده

and make its design sizes and all of its dimensions

ليعطينا أكبر قدر من الطاقة لكل دولار

the exact optimum to get the most power per dollar,

بغض النظر عن الوزن، بغض النظر عن الحجم

irrespective of weight, irrespective of size,

just to get the most conversion of solar energy,

للحصول على أعلى نسبة تحول من الطاقة الشمسية، حيث أن الشمس مجانية

because the sun is free.

وتلك هي العملية التي قمنا بها -- دعوني أريكم كيف يعمل المحرك

And that's the process we took -- let me show you how the engine works.

إن أبسط محرك حراري، أو محرك هواء الحار، على الإطلاق

The simplest heat engine, or hot air engine, of all time

هو هذا -- خذ صندوق، صفيحة حديدية، مع مكبس

would be this -- take a box, a steel canister, with a piston.

Put a flame under it, the piston moves up.

ضع لهبا تحتها، يتحرك الكبس لأعلى

Take it off the flame and pour water on it, or let it cool down,

أبعدها عن اللهب واسكب الماء عليه، أو دعه يبرد، يتحرك المكبس للأسفل

the piston moves down.

That's a heat engine.

هذا محرك حراري

That's the most fundamental heat engine you could have.

هذا هو أبسط محرك حراري يمكنك الحصول عليه

The problem is the efficiency is one hundredth of one percent,

المشكلة أن كفاءته هي واحد من كل عشرة آلاف

because you're heating all the metal of the chamber

لأنك تقوم بتسخين معدن الغرفة كاملة

and then cooling all the metal of the chamber each time.

وبعد ذلك تبرد معدن الغرفة كل مرة

وتحصل فقط على الطاقة من الهواء الذي يسخن في نفس الوقت

And you're only getting power from the air that's heating at the same time,

ولكنك كل الطاقة التي تسخن وتبرد المعدن

but you're wasting energy heating and cooling the metal.

فأتى أحدهم لفكرة ذكية

So someone came up with a very clever idea.

عوضا عن تسخين الاسطوانة كاملة وتبريدها كاملة

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

ماذا لو وضعنا مزحف

what about if you put a displacer inside --

قطعة صغيرة تقوم بدفع الهواء ذهابا وإيابا

a little thing that shuttles the air back and forth.

تحركها صعودا ونزولا بقليل من الطاقة

You move that up and down with a little bit of energy

ولكنك الآن تحرك الهواء إلى أسفل إلى الجزء الحار وأعلى إلى الجزء البارد

but now you're only shifting the air down to the hot end and up to the cold end.

أسفل إلى الجزء الحار وأعلى إلى الجزء البارد

So, now you're not alternately heating and cooling the metal, just the air.

فالآن أنت لا تقوم بتسخين وتبريد المعدن

فقط تقوم بتسخين وتبريد الهواء

That allows you to get the efficiency up

وذلك يسمح لك برفع الكفاءة من واحد من عشرة آلاف

from a hundredth of a percent to about two percent.

إلى نحو اثنين في المائة

ثم أتى روبيرت ستيرلنج بهذه الفكرة العبقرية

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

وهي، أنني لا أقوم بإعادة تسخين المعدن الآن

which was, well, I'm still not heating the metal now,

with this kind of engine,

بهذا النوع من المحركات، إلا أنني أقوم بإعادة تسخين الهواء

but I'm still reheating all the air.

لازلت أقوم بتسخين الهواء وتريده في كل مرة

I'm still heating the air every time and cooling the air every time.

ماذا لو أنني وضعت إسفنجه حرارية في المنتصف

What about if I put a thermal sponge in the middle,

في الطريق بين منطقتي الهواء الحار والبارد

in the passageway between where the air has to move between hot and cold?

فصنع أسلاك دقيقة، وزجاج متكسر

So he made fine wires, and cracked glass,

and all different kinds of materials to be a heat sponge.

والعديد من المواد المختلقة لتكون الإسفنجه الحرارية

So when the air pushes up to go from the hot end to the cold end,

فحين يتحرك الهواء إلى أعلى من الحار إلى البارد

it puts some heat into the sponge.

تترك جزء من الحرارة في الإسفنجه

And then when the air comes back after it's been cooled,

قم حين يعود الهواء بعد تبريده

تأخذ تلك الحرارة من جديد

it picks up that heat again.

فتقوم بإعادة استخدام الطاقة خمس أو ست مرات

So you're reusing your energy five or six times,

وهذا يرفع الكفاءة إلى 30 أو 40 في المائة

and that brings the efficiency up to between 30 and 40 percent.

إنه اختراع عبقري لروبرت ستيرلنج

It's a little known, but brilliant, genius invention of Robert Stirling

that takes the hot air engine from being somewhat impractical --

الذي يأخذ المحرك الحراري من غير عملي نوعا ما

كما اكتشفت حين قمت بصنع النسخة البسيطة جدا في المدرسة

like I found out when I made the real simple version in high school --

إلى ممكن جدا

to very potentially possible,

بعد رفع الكفاءة، إذا تمكنت من خفض تكلفته كفاية

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

فأخذنا في الواقع طريق لمحاولة خفض التكلفة لأقل حد ممكن

So we really set out on a path to try and make the lowest cost possible.

We built a huge mathematical model of how a Stirling engine works.

بنينا نموذج رياضي ضخم عن كيفية عمل محرك ستيرلنج

فعّلنا الخوارزم الجيني

We applied the genetic algorithm.

وحصلنا على نتائج ذلك لأفضل محرك

We got the results from that for the optimal engine.

We built engines --

قمنا ببناء المحركات -- فقد بنينا 100 محرك مختلف خلال العامين الماضيين

so we built 100 different engines over the last two years.

قمنا بقياس كل منها، وعدلنا النموذج بناءا على قياساتنا

We measured each one, we readjusted the model to what we measured,

وتوصلنا من ذلك إلى النموذج الحالي

and then we led that to the current prototype.

توصلنا إلى محرك صغير جدا وغير مكلف

It led to a very compact, inexpensive engine,

وهذا هو شكل المحرك

and this is what the engine looks like.

دعوني أريكم كيف يبدو في الحقيقة

Let me show you what it looks like in real life.

فهذا هو المحرك

So this is the engine. It's just a small cylinder down here,

إنه مجرد اسطوانة صغيرة هنا بالأسفل والتي تحوي المولد وجميع الوصلات بداخلها

which holds the generator inside and all the linkage,

وهو الغطاء الحار -- الإسطوانة الحارة في الأعلى --

and it's the hot cap -- the hot cylinder on the top --

هذا الجزء يسخن، هذا الجزء يبرد

this part gets hot, this part is cool,

and electricity comes out.

وتخرج الكهرباء

The exact converse is also true.

والعكس تماما أيضا صحيح

If you put electricity in, this will get hot and this will get cold,

إذا أدخلنا الكهرباء، سيسخن هذا ويبرد هذا

وتحصل على التبريد

you get refrigeration.

So it's a complete reversible cycle,

فهي تعمل بالاتجاهين

a very efficient cycle, and quite a simple thing to make.

عملية فعالة جدا، وسهلة جدا للصنع

والآن نضع الجزئين معا

So now you put the two things together.

فلدينا المحرك

So you have the engine.

What if you combine the petals and the engine in the center?

الآن ماذا لو أننا جمعنا البتلات والمحرك في المنتصف

البتلات تتتبع والمحرك يحصل على ضوء الشمس المركز

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

يأخذ تلك الحرارة ويحولها إلى كهرباء

takes that heat and turns it into electricity.

وهذا هو شكل نموذجنا الأول

This is what the first prototype of our system looked like

بالبتلات والمحرك في المنتصف

with the petals and the engine in the center.

هنا يعمل خارجا في الشمس

This is being run out in the sun,

والآن أود أن أريكم شكله الفعلي

and now I want to show you what the actual thing looks like.

(Applause)

(تصفيق)

Thank you.

شكرا

فهذا جهاز بـ 12 بتلة

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

تكلفة البتلة دولار تقريبا

they're lightweight, injection-molded plastic, aluminized.

خفيف الوزن، بلاستك مضغوط، مغطى بالألمونيوم

The mechanism to control each petal is below there,

جهاز التحكم بكل بتلة بالأسفل هناك مع معالج لكل واحدة

with a microprocessor on each one.

توجد حساسات حرارية صغيرة على المحرك

There are thermocouples on the engine --

little sensors that detect the heat when the sunlight strikes them.

والتي تستشعر الحرارة حين تضربها أشعة الشمس

Each petal adjusts itself separately to keep the highest temperature on it.

كل بتلة تعدل نفسها لتبقي درجة الحرارة أعلى ما يمكن

When the sun comes out in the morning, the petals will seek the sun,

حين تطلع الشمس في الصباح، يتتبع البتلات الشمس

find it by searching for the highest temperature.

تجدها بالبحث عن أعلى حرارة

خلال دقيقة ونصف أو دقيقتين من تعرض الغطاء للأشعة

About a minute and a half or two minutes after the rays are striking the hot cap

the engine will be warm enough to start

يكون المحرك دافئا بما فيه الكفاية ليعمل

and then the engine will generate electricity

ومن ثم ينتج المحرك الكهرباء لست ساعات ونصف يوميا تقريبا

for about six and a half hours a day --

ست ساعات ونصف سبع ساعات بينما تعبر الشمس في السماء

six and a half to seven hours as the sun moves across the sky.

من الأمور التي يمكننا استغلالها

A critical part that we can take advantage of

هو أننا لدينا هذه المعالجات الرخيصة

is that we have these inexpensive microprocessors

وكل واحدة من هذه البتلات مستقلة

and each of these petals is autonomous,

وكل بتلة تكتشف موقع الشمس دون أي تدخل بشري

and each of these petals figures out where the sun is with no user setup.

So you don't have to tell what latitude, longitude you're at,

لذا فأنت لا تحتاج أن تبرمج خطوط العرض أو الطول

لا تحتج أن تبرمج زاوية ميل سقفك

what your roof slope angle is, or what orientation.

لا تحتاج أن تبرمج الوجهة

It doesn't really care.

في الحقيقة إنها لا تهتم بذلك

What it does is it searches to find the hottest spot,

فما تفعله هو أنها تبحث عن أعلى حرارة

it searches again a half an hour later, a day later, a month later.

تبحث مجددا بعد نصف ساعة، تبحث مجددا بعد يوم

تبحث مجددا بعد شهر

It basically figures out where on Earth you are

إنها تكتشف موقعك على الأرض بمتابعة حركة الشمس

by watching the direction the sun moves,

فأنت في الواقع لا تحتاج إلى إدخال أي من تلك المعلومات

so you don't have to actually enter anything about that.

فالطريقة التي يعمل بها الجهاز، حين تطلع الشمس

The way the unit works is,

when the sun comes out, the engine will start

يبدأ المحرك وتحصل على الطاقة

and you get power out here.

لدينا كهرباء مترددة وثابتة 12 فولت

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

والتي يمكن استخدامها في بعض الأمور

ولدينا محول هنا لتحصل على 117 فولت ترددي

We have an inverter in there, so you get 117 volts AC.

كما أنك تحصل على الماء الساخن

And you also get hot water. The hot water's optional.

الماء الساخن اختياري

You don't have to use it, it will cool itself.

لست ملزما باستخدام الماء الساخن، إذ أنه سيبرد وحده

But you can use it to optionally heat hot water

ولكن يمكنك استخدامه لتسخين الماء

and that brings the efficiency up even higher

وهذا يرفع الكفاءة أكثر

because some of the heat that you'd normally be rejecting,

لأن بعض الحرارة التي لا يستخدمها المحرك

تستخدم الآن كطاقة مفيدة، سواء لمسبح أو ماء ساخن

you can now use as useful energy, whether it's for a pool or hot water.

دعوني أريكم مقطع سريع عن ما يبدو هذا عليه وهو يعمل

Let me show you a quick movie of what this looks like running.

هذه أول تجربة حيث أخرجناه

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

وقامت كل بتلة بالتتبع منفردة

وما تقوم به هو التحرك، بخشونة في بادئ الأمر

And what they do is step, very coarsely at first,

and very finely afterward.

وبدقة عالية بعد ذلك

Once they get a temperature reading on the thermocouple

بمجرد حصولها على قراءة لدرجة الحرارة دلالة على أنها وجدت الشمس

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

تقوم بالإبطاء للبحث بدقة

Then the petals will move into position, and the engine will start.

بعد وصول جميع البتلات إلى الوضع المناسب، يعد ذلك يعمل المحرك

إذا، فقد عملنا على هذا في عامين الماضيين

We've been working on this for the last two years.

ونحن متحمسين جدا من التقدم، إلا أنن الطريق أمامنا لا يزال طويلا

We're very excited about the progress, we have a long way to go though.

ودعون أحكي لكم يعض الشيء عن ذلك

This is how we envision it would be in a residential installation:

هذا هو تصورنا عن مظهره على منزل

you'd probably have more than one unit on your roof.

فالأغلب ستكون لديك أكثر من وحدة على السطح

يمكن أن تكون على السطح أو الحديقة أو مكان آخر

It could be on your roof, your backyard, or somewhere else.

لا تحتاج إلى وجدات لإمداد المنزل بأكمله بالطاقة

You don't have to have enough units to power your entire house,

فأنت توفر المال مع كل وحدة تضيفها

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

فأنت لازلت تستخدم الشبكة، في هذا النوع من الاستخدام

in this type of application, to be your backup supply --

لتكون مصدرك الاحتياطي -- بالطبع لا يمكنك استخدامها في الليل

of course, you can't use these at night, and you can't use these on cloudy days.

ولا يمكنك استخدامها في الأيام المغيمة

ولاكن بتخفيف استخدامك للطاقة، تقريبا في وقت الذروة

But by reducing your energy use, pretty much at the peak times --

usually when you have your air conditioning on,

عادة حين يعمل التكيف، أو أوقات أخرى مماثلة

or other times like that --

فهذا ينتج الطاقة القصوى في أوقات الذروة

this generates the peak power at the peak usage time,

so it's very complementary in that sense.

فهي مكملة جدا من هذا المنطق

This is how we would envision a residential application.

هذا هو تصورنا للتطبيق المنزلي

كما نعتقد أن هناك مستقبل باهر لمزارع الطاقة

We also think there's very big potential for energy farms,

خصوصا في المناطق النائية والشمس الطويلة

especially in remote land where there happens to be a lot of sun.

فهي خليط جيد لهاذين العاملين

It's a really good combination of those two factors.

وقد اتضح لنا أن طاقة هائلة تصل لجميع أنحاء العالم تقريبا من الشمس

It turns out there's a lot of powerful sun all around the world, obviously,

ولكن في بعض الأماكن حيث يعتبر وضع هذه الوحدات غير مكلف

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

وأيضا في أماكن كثيرة حيث توجد طاقة الرياح

and also in many more places where there is high wind power.

So an example of that is, here's the map of the United States.

فكمثال على ذلك، هذه خارطة الولايات المتحدة

Pretty much everywhere that's not green or blue is a really ideal place,

تقريبا في كل الأماكن غير الأخضر والأزرق تعتبر مكان مثالي

but even the green or blue areas are good,

ولكن حتى الأخضر والأزرق جيدة

just not as good as the places that are red, orange and yellow.

ولكن ليست كالأحمر، البرتقالي أو الأصفر

ولاكن المنطقة الساخنة تقع حول لاس فيجاس وديث فالي وتلك المنطقة

But the hot spot right around Las Vegas and Death Valley is very good.

جيدة، جيدة جدا

And is only affects the payback period,

وكل ما يفعله هذا هو التأثير على فترة السداد

it doesn't mean that you couldn't use solar energy;

إنها لا تعني أنك لن تستطيع استخدام الطاقة الشمسية

you could use it anywhere on Earth.

إذ يمكنك استخدام الطاقة الشمسية في أي بقعة على سطح الأرض

It just affects the payback period

إنها فقط تأثر على فترة المردود إذا منت تقارنها بتكلفة كهرباء الشبكة

if you're comparing to grid-supplied electricity.

ولكن إذا لم تكن لديك تغذية كهربائية من الشبكة

But if you don't have grid-supplied electricity,

تكون مسألة المردود مختلفة تماما

then the question of payback is a different one entirely.

إنها مجرد كم واط ستنتج لكل دولار

It's just how many watts do you get per dollar,

وكيف ستستفيد من تلك الطاقة

and how could you benefit from that to change your life in some way.

لتغير حياتك بطريقة ما

هذه خارطة الولايات المتحدة

This is the map of the whole Earth,

هذه خارطة الكرة الأرضية

and you can see a huge swathe in the middle

مجددا يمكنكم رؤية الرقعة العظيمة في المنتصف

where a large part of the population is,

تقريبا في كل أماكن الكثافة السكانية

there's tremendous chances for solar energy.

توجد فرض عظيمة للطاقة الشمسية

And of course, look at Africa.

وبالطبع، انظروا إلى أفريقيا

The potential to take advantage of solar energy there is unbelievable,

فالإمكانات المتاحة للاستفادة من الطاقة الشمسية هناك غير عادية

وأنا متحمس جدا للتحدث عن إيجاد طرق لنساعد في هذا الجانب

and I'm really excited to talk more about finding ways we can help with that.

إذا، ختاما أود أن أقول

So, in conclusion, I would say my journey has shown me

رحلتي علمتني أنك تستطيع زيارة الأفكار القديم بمعطيات جديدة

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

وأحياننا نجد أن الأفكار التي نبذت سابقا

can be practical now if you apply some new technology or new twists.

يمكن أن تكون عملية إذا أضفنا إليها تقنية جديدة أو نظرة مختلفة

نحن نؤمن أننا أصبحنا قريبين جدا من حل عملي ورخيص

We believe we're getting very close to something practical and affordable.

هدفنا قصير المدى هو أن نكون ينصف سعر الخلايا الشمسية

Our short-term goal for this is to be half the price of solar cells

هدفنا بعيد المدى هو أن يكون المردود في أقل من خمس سنوات

and our longer-term goal is to be less than a five-year payback.

And at less than a five-year payback, this becomes very economic.

وبمردود في أقل من خمس سنوات، فجأة يصبح هذا اقتصاديا جدا

فلن يكون الهدف فقط أن نشعر بالراحة تجاه الطاقة

So you don't have to just have a feel-good attitude about energy

to want to have one of these.

بالرغبة في الحصول على أحد هذه الأجهزة

It just makes economic sense.

بل أنها عملية اقتصاديا

Right now, solar paybacks are between 30 and 50 years.

الآن، المردود من الطاقة الشمسية 30 إلى 50 عام

If you get it down below five years,

إذا نزل ذالك إلى خمس أعوام تصبح مسألة منطقية

then it's almost a no-brainer because the interest to own it --

لأن تكلفة امتلاكها -- سيمولك عليها شخص آخر

someone else will finance it for you and you can just make money from day one.

ويمكنك التحصيل من اليوم الأول

فهذا هو هدفنا القوي الذي نؤمل إليه في الشركة

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

أمرين آخرين تعلمتهما وقد فاجئاني

Two other things that I learned that were very surprising to me --

الأول هو مدى عفويتنا نحو الطاقة

one was how casual we are about energy.

لقد مشيت من المصعد إلى هنا

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

وبالنظر إلى المسرح الآن

so there's probably 20,500-watt lights right now.

إذ يبدو أن هناك 20500 واط من الإضاءة الآن

There's 10,000 watts of light pouring on the stage,

فهناك 10000 واط من الإضاءة تصب على المسرح

one horsepower is 746 watts, at full power.

الحصان 756 واط

So there's basically 15 horses running at full speed just to keep the stage lit.

إذا نحتاج إلى 15 حصان يركضون بأقصى سرعة فقط لإبقاء إضاءة المسرح

هذا غير الـ 200 حصان الذين يركضون الآن

Not to mention the 200 horses that are probably running right now

لتشغيل التكييف

to keep the air-conditioning going.

وهو مذهل تماما، الدخول في المصعد والإضاءة في داخله

And it's just amazing,

walk in the elevator, and there's lights on in the elevator.

طبعا الآن، أنا حساس جدا في المنزل إذا تركنا إضاءة بالخطأ

Of course, now I'm very sensitive at home when we leave the lights on by mistake.

ولكن في كل مكان من حولنا يوجد نهم في استخدام الطاقة

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

لأنها رخيصة جدا

because it's so cheap.

وهي رخيصة لأننا مدعومين

And it's cheap because we've been subsidized by energy

بالطاقة التي ركزن من الشمس

that's been concentrated by the sun.

فالبترول هو مركز للطاقة الشمسية

Basically, oil is solar-energy concentrate.

لقد دكت لملايين السنين بكم هائل من الطاقة

It's been pounded for a billion years with a lot of energy

to make it have all that energy contained in it.

لتخزين كل تلك الطاقة فيها

And we don't have a birthright

ونحن لا نملك الحق على استهلاكها بهذه السرعة، على ما أظن

to just use that up as fast as we are, I think.

ومن العظيم لو تمكنا من صناعتها بنفس السرعة

And it would be great if we could make our energy usage renewable,

where as we're using the energy, we're creating it at the same pace,

فبينما نستهلك الطاقة، نصنع الطاقة بنفس السرعة

وأتمنى فعلا أن نصل إلى ذلك

and I really hope we can get there.

شكرا جزيلا، لقد كنتم جمهورا رائعا

Thank you very much, you've been a great audience.

(تصفيق)