Bill Gross: Great ideas for finding new energy

Fordító: Gabor Toth Lektor: Szabolcs Emich

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

15 éves voltam, amikor a napenergia érdekelni kezdett.

A családom Fort Lee-ből a californiai New Jersey-be költözött.

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

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

A hóból egyenesen a hőség és a gázvezetékek hazájába.

There was gas rationing in 1973.

1973-ban gázjegyrendszer volt.

The energy crisis was in full bore.

Tombolt az energia válság.

I started reading "Popular Science" magazine,

Elkezdtem olvasni a Popular Science magazint

and I got really excited about the potential of solar energy

és nagyon izgatott lettem a napenergiában rejlő potenciáltól,

to try and solve that crisis.

ami megoldhatná a válságot.

I had just taken trigonometry in high school,

Trigonometriát kezdtem el tanulni a középiskolában,

I learned about the parabola

a paraboláról tanultunk,

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

arról, hogy hogyan képes egyetlen pontba fókuszálni a fénysugarakat.

Nagyon izgatott lettem.

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

Arra jutottam nem lenne rossz ötlet

to build some kind of thing that could concentrate light.

építeni valamit, ami összpontosítani tudja a fényt.

Szóval, elkezdtem dolgozni a Solar Devices-nál.

So, I started this company called Solar Devices.

Ennél a cégnél építettem a parabolákat,

And this was a company where I built parabolas,

I took metal shop,

a fém műhelyben,

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

és még emlékszem ahogy besétáltam a műhelybe, hogy parabolákat és Stirling motorokat építsek.

Mikor az esztergapadon épp a Stirling motoron dolgoztam,

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

bringás és motoros srácok jöttek oda

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

és azt kérdezték, "Mi lesz ebből, vízipipa?"

Erre én: "Nem, ez egy Stirling motor. Komolyan!"

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

Nem hittek nekem.

I sold the plans for this engine

A motor terveit, a Popular Science

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

magazin hátoldalán árultam és 4 dollárt kerestem minden darabon.

for four dollars each.

Elég pénzt kerestem, hogy kifizessem az első évemet a Caltechnél.

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

Nagyon nagy dolog volt számomra, hogy bekerültem a Caltechre.

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

Első évben folytattam az üzletet.

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

De a második évben elkezdtek osztályozni.

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

Az első évben az értékelés még csak átment/megbukott volt, de a másodikban már osztályoztak.

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

Képtelen voltam folytatni az üzletet,

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

és 25 évig nem is tértem vissza hozzá.

and I ended up with a 25-year detour.

Az álmom az volt, hogy a napenergiát kedvező áron tudjam átalakítani

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

de előtte még más utakat kellett bejárnom.

but then I had this big detour.

First, the coursework at Caltech.

Először is megírtam a szakdolgozatomat a Caltechnél.

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

Végzős voltam, amikor megjelent az IBM PC,

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

és 1981-ben az IBM PC függője lettem.

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

Azután 1983-ban kijött a Lotus 1-2-3,

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

és én teljesen odavoltam a Lotus 1-2-3 -tól.

Az 1-2-3-hoz bővítményeket írtam és erre egy vállalkozást építettem.

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

Egy természetes nyelvi felületet is írtam az 1-2-3-hoz.

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

I started an educational software company after I joined Lotus,

Miután csatlakoztam a Lotushoz, alapítottam egy oktató szoftvereket gyártó céget,

és elindítottam az Idealab -et,

and then I started Idealab so I could have a roof

így egy olyan közegben lehettem, ami lehetővé tette, hogy sorozatban több vállalatot indíthassak.

under which I could build multiple companies in succession.

Sokkal-sokkal később, 2000 -ben, tehát nem is olyan régen, közelgett az új californiai energia válság -

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

vagy legalábbis az, amit nagy energia válságnak hívtak.

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

Arra próbáltam választ találni, hogy van-e arra lehetőség,

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

hogy építsünk valamit, ami előnyt kovácsol a válságból,

és az embereknek tartalék energiát tud biztosítani,

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

ha a krízis igazán kiteljesedik.

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

Elkezdtem vizsgálni, hogyan tudnánk építeni olyan tartalék akkumulátor rendszereket

ami az embereket ellátja, öt órára, tíz órára, egy napra,

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

vagy akár három napra energiával.

or three days' worth of backup power.

Örülök, hogy volt már szó arról egy előző előadásban

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

hogy az akkumulátorokban tárolt energia mennyire "híg" az üzemanyagokban tárolthoz képest.

lack density compared to fuel.

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

Sokkal több energia raktározható el az üzemanyagban, mint az akkumulátorokban.

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

Egy egész garázst kellene telerakni akkumulátorokkal,

hogy csupán négy órányi tartalékod legyen.

just to give yourself four hours of battery backup.

Miután végignéztem minden fellelhető technológiát,

And I concluded, after researching every other technology

amit az energia tárolására használhatunk,

that we could deploy for storing energy --

lendkerekektől a különböző akkumulátorokig,

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

arra jutottam, hogy nem éri meg az energiát eltárolni.

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

De mi a helyzet az energia termeléssel?

Lehet, hogy tudnánk energiát termelni.

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

Elkezdtem ezzel foglalkozni. Talán pont a napenergia lesz a nyerő.

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

25 év telt el azóta, hogy legutóbb ezzel foglalkoztam,

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

ideje visszatekinteni, hogy mi is történt közben a napelemekkel.

Az ára 10 dollár/watt -ról lecsökkent 4-5 dollár/watt -ra.

And the price had gone down from 10 dollars a watt

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

de itt megállt.

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

Pedig ennél jóval olcsóbbnak kellene lennie, hogy költséghatékony legyen.

Tanulmányoztam az összes újítást a nepelemekkel kapcsolatban

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

próbáltam rájönni milyen irányba kellene elindulnunk

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

hogy a napelemeket jóval olcsóbbá tehessük.

A lot of new things are happening to do that,

Sok olyan újdonság van, ami ezt célozza meg,

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

de alapvetően a gyártási folyamathoz rengeteg energia kell.

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

Néhányan úgy tartják, hogy több energiára van szükség egy napelem legyártásához,

than it will give out in its entire life.

mint amennyit az egész élettartama alatt megtermel.

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

Remélhetőleg, ha csökkenthetnénk a cellák gyártásához szükséges energiamennyiséget

that will become more practical.

el tudnánk érni, hogy gazdaságos legyen.

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

Ma még rengeteg szilíciumra van szükség,

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

amit 900 fokon kell sütni 17 órán át hogy egy cella elkészüljön.

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

Rengeteg ember dolgozik azon, hogy lecsökkentsék ezt,

but I didn't have anything to contribute.

de ehhez a részéhez én nem tudok hozzátenni semmit.

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

Én azt próbáltam meg kitalálni, milyen más módszerek jöhetnek szóba, hogy hatékonyabb napenergiát kapjunk.

to make cost-effective solar electricity.

Eszembe jutott az az ötlet, hogy mi van akkor, ha a napfényt egy nagy reflektorral összegyűjtjük -

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

valahogy úgy ahogy még középiskolásként gondoltam -

like I had been thinking about in high school,

de a modern technológiákkal már olcsóbban tudnánk olyan nagy kollektorokat gyártani

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

amik az energiát egy kis átalakítóba koncentrálnák,

concentrate it to a small converter,

és az átalakítónak így már nem kellene olyan drágának lennie,

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

mert ez sokkal kisebb, mint a napelem,

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

aminek az egész felületet be kell borítania, melyről a fényt gyűjti.

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

Ez célravezetőnek tűnt,

This seemed practical now,

mert rengeteg új technológia jelent meg az utóbbi 25 évben, mióta utoljára ezzel foglalkoztam.

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

since I had last looked at it.

Először is, rengeteg új gyártási technológia van,

There was a lot of new manufacturing techniques,

nem mellékesen rendkívül olcsó miniatűr motorok,

not to mention really cheap miniature motors --

szénkefe nélküli motorok, szervó motorok, léptető motorok,

brushless motors, servomotors, stepper motors,

amiket a nyomtatókban, szkennerekben, stb. használnak.

that are used in printers and scanners.

Ez egy nagy áttörés.

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

Természetesen, olcsóbbak a mikroprocesszorok is.

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

Valamint van még egy nagyon fontos újdonság: a genetikus algoritmus.

Csak pár szóban arról, hogy mi is ez.

I'll be very short on genetic algorithms.

Ez egy nagyon hatékony mód a makacs problémák megoldására, a természetes kiválasztódás elvével.

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

Veszel egy problémát, amit nem tudnál megoldani tiszta matematikával,

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

építesz köré egy evoluciós rendszert, ami végigpróbál rengeteg tippet,

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

nemet adsz hozzá

you add sex --

where you take half of one solution and half of another

ahol veszed két megoldás felét, ezekkel új mutációkat hozol létre

and then make new mutations --

és a természetes kiválasztódást használod arra, hogy a rossz eredményeket kiszórja.

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

A genetikus algoritmusokkal egy mai számítógép

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

egy 3 GHz-es processzorral

with a three gigahertz processor,

rengeteg olyan problémát old meg, ami korábban megoldhatatlan volt

you can solve many formerly intractable problems

csupán néhány perc alatt.

in just a matter of minutes.

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

Kipróbáltuk tehát a genetikus algoritmusokat,

to create a new type of concentrator.

hogy egy újfajta gyűjtőt hozzunk létre.

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

Megmutatom mit értünk el vele.

Traditionally, concentrators look like this.

Hagyományosan, egy gyűjtő így néz ki.

Those shapes are parabolas.

Általában parabola alakúak.

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

A párhuzamosan érkező sugarakat egyetlen pontba koncentrálják.

They have to track the sun,

Folyamatosan mozognak, mert közvetlenül a nap felé kell mutatniuk.

because they have to point directly at the sun.

A követés tűrése körülbelül egy fok,

They usually have a one degree acceptance angle --

ez azt jelenti, hogy ha több mint egy fokkal eltér a helyzetük

once they're more than a degree off,

a kívánttól, már semmit nem gyűjtenek be.

none of the sunlight rays will hit the focus.

Megpróbáltunk kidolgozni egy nem követő gyűjtőt,

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

egy gyűjtőt, ami az 1 foknál sokkal többet tud befogni,

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

mozgó alkatrészek nélkül.

Írtunk tehát a problémára egy genetikus algoritmust,

So we created a genetic algorithm to try this out,

készítettünk egy XL-es méretű modelt a folytonos felületű reflektorról

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

és egy csodálatos dolog alakult ki, szó szerint evolválódott,

and an amazing thing evolved, literally,

a milliárdnyi ciklusból, milliárdnyi különböző próbálkozásból,

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

azért, hogy a lehető legtöbb napfényt tudjuk begyűjteni,

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

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

a legtöbb szögből egy nap folyamán.

Végül ez a forma alakult ki.

And this is the shape that evolved.

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

Ez egy nem követő gyűjtő, hat tubaszerű tölcsérrel,

amik a következőképpen gyűjtik a sugarakat.

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

Ha a napfény ide süt,

if the sunlight strikes right here,

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

lehet hogy egyből középre, a gyűjtőbe verődik vissza,

de ha a nap a tengelyen kívűlről jön, oldalról

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

már lehet hogy két helyet is érint, kétszeres visszaverődéssel.

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

Tehát a közvetlen fény mindössze egyszer verődik vissza,

a tengelyen kívüli lehetséges, hogy kétszer,

for off-axis light it might take two,

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

és az extrém tengelyen kívűl esetleg háromszor.

Your efficiency goes down with more bounces,

A hatékonyság minden visszaverődéssel csökken,

because you lose about 10 percent with each bounce,

mert minden visszaverődésnél 10% energia elveszik.

De ez lehetővé teszi, hogy fényt gyűjtsünk akár +/- 25 fokos szögből is.

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

Ezzel a nem mozgó kialakítással napi 2,5 órán át tudunk energiát gyűjteni.

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.

Igaz, a napelemek 4,5 órán keresztül képesek napfényt gyűjteni.

On an average adjusted day, a solar cell --

Egy átlagos napon egy a napelemen a teljesítmény,

because the sun's moving across the sky,

- mivel a nap vándorol az égbolton -

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

szinusz függvény szerűen nő és csökken,

a merőlegesen kívüli tartományban.

at the off-axis angles.

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

Így körülbelül 4,5 órán át gyűjti a napfényt.

Az eredményünk nem volt rossz így mozgó alkatrészek nélkül -

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

magas hőmérsékletet tudtunk elérni így is, de ez még nem volt elegendő.

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

Le kellett győznünk a napelemeket.

We needed to beat solar cells.

Így egy másik ötletet vettünk elő.

So we took a look at another idea.

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

Megvizsgáltuk mi történik, ha a parabolát több, külön mozgó sziromra bontjuk szét.

Itt láthatják a 12 különálló szirmot,

So what you see here is 12 separate petals

melyeket külön-külön lehet irányítani egy-egy processzorral,

that each could be controlled with individual microprocessors

aminek darabja csak $1.

that would only cost a dollar.

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

Egy 2 MHz -es mikroprocesszort már $1 -ért megkaphatunk.

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

És másik $1 -ért kapunk olyan léptetőmotorokat, amik lényegében

because they have no brushes,

sohasem romlanak el, mert nincs bennük szénkefe.

for a dollar.

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

Így kevesebb mint $50 -ból tudjuk vezérelni mind a 12 szirmot,

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

ez pedig lehetővéteszi, hogy a fókuszpontot ne kelljen többé mozgatnunk,

but only move the petals.

elég csak a szirmokat.

The whole system would have a much lower profile,

Az egész eleve sokkal laposabb,

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

és képes napi 6,5 - 7 órán át gyűjteni a napfényt.

Most, hogy egy pontba koncentráltuk a napfényt,

Now that we have concentrated sunlight,

mit tegyünk középre, ami a napfényt elektromosságá alakítja?

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

Elővettünk minden hőerőgépet, amit a történelem során használtak,

So we tried to look at all the different heat engines

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

hogy a nap- vagy hőenergiát elektromossággá alakítsák.

And one of the great ones of all time,

Minden idők egyik legnagyobb áttörését

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

James Watt 1788-as gőzgépe jelentette.

Valójában nem James Watt találta fel a gőzgépet, ő csak finomított rajta.

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

De a finomítása hihetetlen volt.

But his refinements were incredible.

Újfajta lineáris szabályzókat adott a dugattyúkhoz,

He added new linear motion guides to the pistons,

beillesztett egy kondenzátort a rendszerbe, hogy a hengeren kívül hűtse le a gőzt,

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

a gőzgépet pedig oda-vissza működésűvé alakította, így megduplázta az energiát.

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

Ezek mind jelentős áttörések voltak.

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

Úgy értem, az általa bevezetett újítások révén

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

megérdemelten nevezték el róla az energia mértékegységét.

today is named after him.

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

Megvizsgáltuk ezt a motort és láttunk is benne lehetőséget.

Bár a gőzmotorok veszélyesek,

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

óriási hatást fejtettek ki világunkra,

industrial revolution and ships and locomotives.

ipari forradalom, hajók, mozdonyok.

Általában igen jelentős a méretük

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

így nem alkalmasak házi energia termelésre.

Valamint olyan nagy nyomáson üzemelnek, hogy az is veszélyessé teszi őket.

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

Another type of engine is the hot air engine.

Egy másik típusú motor az un. hőlégmotor.

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

A hőlégmotort sem Robert Stirling fedezte fel,

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

de ő volt az, aki 1816 -ban radikálisan megújította.

This engine, because it was so interesting --

Mivel ez a motor csak levegőt használt, nem gőzt,

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

az elmúlt időkben százszámra születtek az újabb ötletek

that use the Stirling engine principle.

amik a Stirling motor elvén működnek.

But after the Stirling engine, Otto came along,

De a Stirling motor után, jött Otto,

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

aki szintén nem talált fel belső égésű motort, csak finomított rajta.

he just refined it.

1867-ben Párizsban mutatta be,

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

jelentős eredmény volt,

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

mert ekkor növekedett meg igazán a motorok energia sűrűsége.

Így sokkal több energiához tudunk jutni sokkal kisebb helyen,

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

ami a motorok mobil felhasználását tette lehetővé.

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

Egyrészt megvan a mobilitás,

So, once you have mobility,

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

valamint rengeteg motor készül, mert nagy az igény

as opposed to steam ships or big factories,

szemben a gőzhajókkal vagy a nagy gyárakkal, amiből nem kell annyi,

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

így ebben a motorban teljesedett ki a tömeggyártás,

where all the other engines didn't.

az, amit a többi nem tudott elérni.

So, because it went into mass production,

Mivel elindult a tömeggyártása

costs were reduced, 100 years of refinement,

a költségek csökkentek, 100 évnyi finomítás után

emissions were reduced, tremendous production value.

a kibocsátási értékek is lecsökkentek óriási darabszám mellett.

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

Mára több százmillió belső égésű motort gyártottak,

szemben a néhány ezernyi Stirling motorral.

compared to thousands of Stirling engines built.

De még ennyi kisméretű gőzgép sem készült vagy fog készülni,

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

ezek is csak egész nagyok a nagyobb műveletekhez.

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

Miután megvizsgáltuk ezt a 3-at és 47 másikat,

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

arra következtetésre jutottunk, hogy a Stirling motort lehetne a legjobban használni.

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

Pár szóban arról, hogy hogyan vizsgáltuk meg és hogyan működik.

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

Egy új, praktikusabb megközelítésben vizsgáltuk a motort,

mivel a súly a mi esetünkben nem játszott szerepet.

because it was practical --

weight no longer mattered for our application.

A belső égésű motor sikere a súlyából eredt,

The internal combustion engine took off because weight mattered,

hiszen önmagát kellett szállítania.

because you were moving around.

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

De, ha egy fix helyen kívánjuk átalakítani a napenergiát,

a súlynak nincs jelentősége.

the weight doesn't matter so much.

A másik dolog, amit megállapítottunk, hogy a hatékonyság sem számít annyira

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

ha az energiaforrás ingyenes.

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

Normál esetben a hatékonyság kulcsfontosságú

because the fuel cost of your engine over its life

hiszen a motor üzemeltetési költsége mellett maga a motor ára eltörpül.

dwarfs the cost of the engine.

But if your fuel source is free,

De ha az üzemanyag ingyen van,

then the only thing that matters

az egyetlen dolog, ami számít, a motor bekerülési költsége.

is the up-front capital cost of the engine.

Így nem a hatékonyságra kell optimalizálni,

So you don't want to optimize for efficiency,

hanem a dolláronként elérhető teljesítményre.

you want to optimize for power per dollar.

Ezzel az új megközelítéssel,

So using that new twist, with the new criteria,

és a genetikus algoritmus alkalmazásával vizsgáltuk meg

we thought we could relook at the Stirling engine,

újból a Striling motort.

and also bring genetic algorithms in.

Anno Robert Stirlingnek nem volt szerencséje Gordon Moorék találmányához

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

to get us three gigahertz of processor power.

a három gigahertz-es processzorhoz.

So we took the same genetic algorithm

Ugyanazt a genetikus algoritmust használtuk,

that we used earlier to make that concentrator,

ami ugyan a gyűjtőnél nem hozott sikert,

which didn't work out for us,

hogy ezúttal a Stirling motort optimalizáljuk,

to optimize the Stirling engine,

és megkapjuk az alkatrészeinek azt az ideális méretét

and make its design sizes and all of its dimensions

ami mellett dolláronként a legtöbb energia nyerhető,

the exact optimum to get the most power per dollar,

nem törődve a súllyal, a mérettel

irrespective of weight, irrespective of size,

just to get the most conversion of solar energy,

csal azzal, hogy az ingyenes napfényből a legtöbb energiát alakíthassuk át.

because the sun is free.

Ez volt a folyamatot, hadd mutassam be hogyan is működik a motor.

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

A minden idők legegyszerűbb hőerőgépe a következő.

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

Vegyél egy dobozt, egy acél dobozt egy dugattyúval.

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

Put a flame under it, the piston moves up.

Helyezz alá lángot és a dugattyú felemelkedik.

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

Vedd le a lángról, locsold le vízzel vagy hagyd kihűlni és a dugattyú lesüllyed.

the piston moves down.

That's a heat engine.

Ez egy hőerőgép.

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

Ez a legalapvetőbb hőerő gép, ami csak létezik.

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

A problémája, hogy a hatékonysága 0,01%,

because you're heating all the metal of the chamber

mert fel kell melegíteni fémhengert

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

aztán lehűteni azt minden egyes ciklusban.

Hasznosítható energia csak a felmelegített levegőből nyerhető,

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

míg rengeteg elveszik a fémház melegítése és a hűtése során.

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

Valakinek az az okos ötlete támadt, hogy

So someone came up with a very clever idea.

ahelyett hogy az egész hengert felmelegítjük és az egész hengert lehűtjük

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

iktassunk be egy elválasztót,

what about if you put a displacer inside --

ami a levegőt áramoltatja oda és vissza.

a little thing that shuttles the air back and forth.

Ezt minimális energiával lehet fel - le mozgatni,

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

és így már csak a levegőt mozgatod le a meleg oldalra és fel a hideg oldalra,

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

és újra le a meleg oldalra és fel a hideg oldalra.

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

Így már nem az egész fém házat kell lehűteni, felmelegíteni,

elég csak a levegőt.

That allows you to get the efficiency up

Ezzel a változtatással a hatékonyság 0,01%-ról

from a hundredth of a percent to about two percent.

2%-ra emelkedett.

Aztán megjelent Robert Stirling egy remek ötlettel,

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

ami az volt, hogy továbbra sem a fémet melegítem

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

with this kind of engine,

hanem újra felmelegítem a levegőt.

but I'm still reheating all the air.

Továbbra is minden ciklusban hűtöm és fűtöm a levegőt.

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

Mi lenne, ha betennék valamilyen hőszivacsot középre, a levegő útjába,

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

ami eltárolja a hőt miközben a levegő a meleg oldalról a hideg oldalra áramlik.

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

Ehhez vékony drótot, törött üveget

So he made fine wires, and cracked glass,

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

és még sok mást kipróbált ami alkalmas lehet a célra.

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

Így amikor a levegő elindul a meleg oldalról a hideg oldalra,

it puts some heat into the sponge.

némi hőt elátrol ez az egység, az un. regenerátor.

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

Aztán ahogy a levegő visszaáramlik miután lehűlt,

újra felveszi azt a hőt.

it picks up that heat again.

Így ugyanazt az energiát ötször, hatszor is felhasználja.

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

Ezzel pedig 30-40%-ra emelkedik a hatékonyság.

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

Robert Stirlingnek ez a kevéssé ismert, de brilliáns találmánya az,

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

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

ami az alap hőlégmotort, ami elég gazdaságtalan -

mint ahogy erre én is rájöttem a középiskola alatt -

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

egy igen nagy lehetőségeket rejtő szerkezetté teszi,

to very potentially possible,

ha el tudjuk érni, hogy a gyártási költségeket kellően lecsökkentsük.

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

Így azon kezdtünk el dolgozni, hogy a lehető legalacsonyabbra vigyük az előállítás költségeit.

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.

Építettünk egy matematikai modellt arról, hogy hogy működik a motor

és bevetettük a genetikus algoritmust.

We applied the genetic algorithm.

Megkaptuk az adatokat az optimális motor építéséhez,

We got the results from that for the optimal engine.

We built engines --

és elkezdtünk motorokat építeni, 100 különbözőt az elmúlt két évben.

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

Méréseket végeztünk mindegyiken, az eredményeket beépítettük a modellbe

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

így jutottunk el a jelenlegi prototipushoz.

and then we led that to the current prototype.

Egy nagyon kompakt, olcsó motorhoz.

It led to a very compact, inexpensive engine,

Így néz ki maga a motor.

and this is what the engine looks like.

Hadd mutassam meg, milyen is valójában.

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

Szóval, ez a motor.

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

Ez a kis henger tartalmazza a generátort és csatlakozókat,

which holds the generator inside and all the linkage,

ez a meleg csúcs, a meleg henger itt felül,

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

ez a rész melegszik fel, ez a rész hül le,

this part gets hot, this part is cool,

and electricity comes out.

és itt kapunk elektromos áramot.

The exact converse is also true.

Igazából fordítottan is működik.

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

Ha elektromosságot vezetünk be, ez a rész meleg, ez pedig hideg lesz,

így hűtőgépet kapunk.

you get refrigeration.

So it's a complete reversible cycle,

Ez egy teljesen visszafordítható folyamat,

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

nagyon hatékony és nem is olyan nehéz megcsinálni.

Rakjuk hát össze a kettőt.

So now you put the two things together.

Megvan a motorunk,

So you have the engine.

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

amit most összeillesztünk úgy a szirmokkal, hogy középre kerüljön.

A szirmok úgy mozognak, hogy a motorra koncentráltan vetüljön a napfény,

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

majd ez a hő ott átalakul elektromossággá.

takes that heat and turns it into electricity.

Így nézett ki az első prototipusunk összeállítva,

This is what the first prototype of our system looked like

a szirmok közepén a motorral.

with the petals and the engine in the center.

Ez kerül majd ki a napra

This is being run out in the sun,

és most szeretném megmutatni, hogy is néz ki valójában.

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

(Applause)

(Taps)

Thank you.

Köszönöm.

Ez itt a 12 szirmot tartó egység.

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

A szirmok darabja kb. $1 -ba kerül,

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

pehely könnyű fröccsöntött műanyag, alumíniummal futtatva.

The mechanism to control each petal is below there,

A mozgatómechanizmus a microprocesszorral mindegyiken itt van alul.

with a microprocessor on each one.

Kis termikus szenzorok vannak a motoron,

There are thermocouples on the engine --

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

amik érzékelik a hőt, ha a nap rájuk süt.

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

Mindegyik szirom úgy állítja önmagát, hogy a legmagasabb hőmérsékletet tudja közvetíteni.

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

Mikor reggel a nap felkel, minden szirom elkezdi keresni a napot,

find it by searching for the highest temperature.

úgy, hogy igazából a legmagasabb hőmérsékletet keresi.

Kb. 1,5 - 2 perccel azután, hogy a napsugarak elkezdik melegíteni a motort,

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

az kellően felmelegszik, hogy elinduljon,

and then the engine will generate electricity

és elektomosságot termeljen 6,5 - 7 órán át naponta.

for about six and a half hours a day --

6,5 - 7 órán át, miközben a nap áthalad az égbolton.

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

Igazán az a nagyszerű ebben, hogy

A critical part that we can take advantage of

kihasználjuk ezeket a rendkívül olcsó processorokat,

is that we have these inexpensive microprocessors

mindegyik szirom teljesen önálló,

and each of these petals is autonomous,

és mindegyik magától találja meg a napot előzetes beállítások nélkül.

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,

Nem kell előre betáplálnunk koordinátáinkat,

hogy milyen meredekségű a tetőnk,

what your roof slope angle is, or what orientation.

milyen a tájolása.

It doesn't really care.

Ezekre egyáltalán nincs szükség.

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

A rendszer mindig a legmelegebb pontot keresi.

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

Ezt keresi félóra, ezt keresi egy nap,

ezt keresi egy hónap múlva is.

It basically figures out where on Earth you are

Alapvetően a Nap mozgásából meg tudja határozni, hogy hova is lett telepítve a Földön

by watching the direction the sun moves,

anélkül, hogy bármit előre be kellene táplálnunk.

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

A rendszer egyszerűen működik, a nap felkel,

The way the unit works is,

when the sun comes out, the engine will start

a motor beindul, és ezen a részen megjelenik a feszültség,

and you get power out here.

ami lehet egyen- és váltóáram is. Itt most 12V a feszültség,

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

amit sokféleképpen tudunk hasznosítani.

Inverter is van benne, így 117 V váltóáramot is kaphatunk

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

és kapunk forró vizet is.

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

A forró víz opcionális.

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

Nem feltétlenül kell használni ezt a lehetőséget, mert le tudja hűteni magát,

But you can use it to optionally heat hot water

de ha szükségünk van rá, vizet is tud melegíteni számunkra,

and that brings the efficiency up even higher

ami még jobban megemeli a hatékonyságot,

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

mert olyan hőt haszosítunk, ami máskülönben elveszne.

Így viszont felhasználhatjuk akár egy medencében, akár a háztartásban.

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

Hadd mutassak egy videot, hogyan működik.

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

Ez volt az első teszt miután kitelepítettük,

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

minden szirom külön-külön pozicionálja magát.

Amilyen darabosan megy ez eleinte,

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

and very finely afterward.

olyan finoman mozog majd később.

Once they get a temperature reading on the thermocouple

A termikus szenzor érzékeli mikor áll rá a napra,

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

aztán lelassul és finom hangolásba kezd,

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

minden szirom pozícióba áll ezek után pedig elindul a motor.

Szóval ezen dolgoztunk az utóbbi két évben.

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

Nagyon izgatottak vagyunk a dologgal kapcsolatban, hiszen nagy út áll még előttünk,

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

hadd beszéljek erről is egy keveset.

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

Így fog majd kinézni a telepített egység,

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

előfordulhat, hogy nem is egy, hanem több egység lesz a tetőn.

De nem csak ott lehet, telepíthetjük a hátsókertben is vagy bárhol.

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

Nem kell annyit elhelyezni, hogy az egész házat ellássa,

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

viszont minden újabb egységgel pénzt tudunk megspórolni.

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

Igaz hogy ebben a formában még mindig függünk a hálózati áramtól,

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

hiszen nem működik a rendszer éjjel,

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

nem működik felhős napokon.

De ezzel csökkenthetjük az energia felhasználást, különösen csúcsidőben,

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

usually when you have your air conditioning on,

mikor egyszerre megy a légkondi a többi berendezéssel,

or other times like that --

mert a rendszer is ilyenkor termeli a legtöbb áramot,

this generates the peak power at the peak usage time,

so it's very complementary in that sense.

így nagyon hatékony kiegészítő lehet belőle.

This is how we would envision a residential application.

Ez az elképzelésünk a lakossági felhasználásról.

De úgy gondoljuk érdemes gondolkozni energiafarmokban is

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

különösen az olyan távoli helyeken, ahol nagyon sokat süt a nap.

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

Itt két kedvező tényező egyszerre áll fenn.

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

Nyilvánvaló, hogy a Földre igen nagy mennyiségben érkezik a hasznosítható

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

napenergia és pont oda érkezik a legtöbb, ahova a legolcsóbban lehet telepíteni

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

és ezek közül sok helyen még szélenergia is hasznosítható.

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.

Például vegyük az USA területét.

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

Igazából minden olyan rész kiváló, ami nem kék vagy zöld,

but even the green or blue areas are good,

bár ezek is jók, csak nem annyira

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

mint a piros, narancs vagy sárga területek.

Ezek a részek itt Las Vegas körül és a Halál Völgyben

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

igazán nagyon jók.

And is only affects the payback period,

És mindez befolyásolja a megtérülési időt is,

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

nem arról van szó, hogy ne lehetne napenergiát használni,

you could use it anywhere on Earth.

mert napenergiát bárhol használhatunk a Földön.

It just affects the payback period

A megtérülés akkor számít, ha a hálózati árammal haszonlítjuk össze.

if you're comparing to grid-supplied electricity.

Ha kihagyjuk a számításból a hálózati áramot,

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

akkor megtérülés kérdés rendkívül egyszerűvé válik.

then the question of payback is a different one entirely.

Csak az számít, hogy hány wattot termelhetünk dolláronként,

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

és hogyan tudjuk ezt az energiát úgy a hasznunkra fordítani

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

hogy megváltoztassa az életünket.

Ez az USA térképe.

This is the map of the whole Earth,

Ez pedig a Földünk,

and you can see a huge swathe in the middle

nézzék középen ezeket a hatalmas területeket

where a large part of the population is,

azokat, ahol eleve nagy a népesség,

there's tremendous chances for solar energy.

hatalmas a lehetőség a napenergia hasznosításra.

And of course, look at Africa.

Nézzék Afrikát!

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

Felfoghatatlan, hogy mennyi napenergiát tudnánk ott hasznosítani

és szeretnék majd még arról is beszélni, hogyan tudnánk ebben segíteni.

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

Összefoglalásként azt mondanám, hogy

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

a példám bebizonyította, hogy érdemes a régi találmányokat újszerűen megközelíteni

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

mert néha kiderül, hogy amit régen elvetettünk

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

kis változtatással és az új tehnológiákkal ötvözve hatékony eszközzé válhat.

Hiszünk abban, hogy nagyon közel kerültünk egy igazán használható megoldáshoz.

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

Rövidtávú célunk, hogy ezt a napelemek árának felére szorítsuk,

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

hosszútávon pedig szeretnénk öt év alá csökkenteni a megtérülést.

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.

Ha ez elérjük, hirtelen mindez rendkívül gazdaságossá válik.

Már nem csak ruháznánk be ilyenekre, mert szeretnénk

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

to want to have one of these.

zöldnek érezni magunkat.

It just makes economic sense.

Egyszerűen meg fogja érni.

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

Manapság a napenergia beruházások megtérülése 30 - 50 év között van.

If you get it down below five years,

De ha lemegyünk öt évre, már gondolkodnunk se kell rajta

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

mert a beruházást más fogja megfizetni helyettünk

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

és pénzt fog termelni már az első naptól kezdve.

A cégen belül ez a cél lebeg előttünk leginkább.

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

Még két meglepő dolog, ami feltünt nekem:

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

az egyik hogy milyen magától értetődőnek vesszük az energiát.

one was how casual we are about energy.

Míg elsétáltam ide a lifttől

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

és körülnéztem a színpadon,

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

itt legalább 20 500 wattnyi világítás van telepítve.

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

10 000 wattnyi fény világítja meg a színpadot.

one horsepower is 746 watts, at full power.

Egy lóerő 756 wattnak felel meg.

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

Itt legalább 15 ló szalad teljes erőből, csak azért hogy a színpadon világos legyen.

Nem beszélve arról, a további 200 lóról, ami ahhoz kell,

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

hogy menjen a légkondi.

to keep the air-conditioning going.

Elképesztő, hogy belépünk a liftbe és ott folyamatosan világítanak a lámpák.

And it's just amazing,

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

Ma már nagyon odafigyelek arra is, hogy ne hagyjam feleslegesen égve a lámpákat.

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

Valójában mindenhol felelőtlenül használjuk az energiát,

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

csak azért mert olyan olcsó.

because it's so cheap.

De csak azért olcsó, mert rendelkezésünkre áll

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

a napenergia koncentrátuma.

that's been concentrated by the sun.

Az olaj napenergia koncentrátum.

Basically, oil is solar-energy concentrate.

Évmilliárdok és rengeteg energia kellett ahhoz,

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

to make it have all that energy contained in it.

hogy ez az energia mennyiség elraktározódjon benne.

And we don't have a birthright

Nem hiszem hogy velünk született jogunk lenne mindezt olyan gyorsan felhasználni, ahogy csak tudjuk.

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

Nagyszerű lenne, ha megújulóvá tehetnénk az energiafelhasználásunkat

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,

hogy amit valahol felhasználunk, ugyanott meg is termeljük.

Remélem ez nem csak álom marad.

and I really hope we can get there.

Köszönöm szépen, nagyszerű közönség voltatok!

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

(Taps)