Bill Gross: Great ideas for finding new energy

Traduttore: Aldo Caprini Revisore: Paolo Marcazzan

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

Avevo 15 anni quando cominciai ad interessarmi di energia solare.

La mia famiglia si era trasferita in California da Fort Lee, nel New Jersey,

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

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

ci eravamo spostati dalla neve ad un luogo pieno di sole e di gasdotti.

There was gas rationing in 1973.

Nel 1973 il gas veniva razionato.

The energy crisis was in full bore.

La crisi energetica era all'apice.

I started reading "Popular Science" magazine,

Cominciai a leggere la rivista Popular Science,

and I got really excited about the potential of solar energy

e mi entusiasmai al potenziale dell'energia solare

to try and solve that crisis.

come possibile soluzione a quella crisi.

I had just taken trigonometry in high school,

Alle superiori avevo appena seguito trigonometria,

I learned about the parabola

appreso della parabola

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

e di come fosse in grado di concentrare i raggi di luce in un singolo punto.

Tutto ciò mi entusiasmava.

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

Sentivo veramente che c'era la potenzialità

to build some kind of thing that could concentrate light.

per costruire qualcosa in grado di concentrare la luce.

Misi su una azienda col nome Solar Devices

So, I started this company called Solar Devices.

Era una azienda che produceva parabole,

And this was a company where I built parabolas,

I took metal shop,

seguii metallurgia

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

e mi ricordo che cominciai metallurgia costruendo parabole e motori Stirling.

Costruivo questi motori Stirling al tornio

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

e tutti i bikers -- i motociclisti -- si avvicinavano

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

e mi dicevano "Ti stai costruendo un narghilè, vero?"

Io rispondevo, "No, è un motore Stirling. Veramente!"

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

Ma non mi credevano.

I sold the plans for this engine

Vendetti i progetti di questo motore e del disco

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

sul retro della rivista Popular Science a quattro dollari cadauno.

for four dollars each.

Guadagnai denaro a sufficienza per pagarmi il primo anno al Caltech.

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

Ero davvero molto eccitato di andare al Caltech.

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

Durante il primo anno al Caltech continuai a mandare avanti gli affari.

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

Ma dal secondo anno in poi, cominciarono le valutazioni.

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

Il primo anno si poteva essere promossi o bocciati, ma al secondo si era valutati.

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

Non ero più in grado di dedicarmi agli affari

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

e andò a finire che per i successivi 25 anni seguii altre strade.

and I ended up with a 25-year detour.

Il mio sogno era di poter trasformare l'energia solare a costi bassi,

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

ma poi intervennero queste altre circostanze.

but then I had this big detour.

First, the coursework at Caltech.

Dapprima, i corsi e lo studio al Caltech.

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

Poi, dopo la laurea al Caltech, arrivò il PC di IBM,

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

ed io, nel 1981, sviluppai dipendenza da PC IBM.

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

Dopo, nel 1983, uscì Lotus 1-2-3,

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

ed io ne fui totalmente conquistato.

Iniziai a fare affari con Lotus 1-2-3, a programmare degli add-ins,

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

scrissi un'interfaccia per Lotus 1-2-3 in linguaggio naturale.

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

I started an educational software company after I joined Lotus,

Dopo essere stato assunto da Lotus fondai una azienda di software educazionale.

Dopodiché fondai Idealab,

and then I started Idealab so I could have a roof

in modo da poter avere un contenitore dove poter costituire più aziende collegate

under which I could build multiple companies in succession.

Poi, molto tempo dopo -- nel 2000, molto di recente, la nuova crisi energetica californiana --

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

o ciò che veniva spacciato come una grande crisi energetica -- era in arrivo.

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

Tentai di capire se ci fosse un modo

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

per poter sfruttare la situazione

cercando il modo di fornire energia supplementare,

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

nel caso la crisi fosse arrivata veramente.

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

Cominciai a studiare come poter costruire sistemi di immagazzinamento a batteria

che garantissero 5, 10 ore, magari anche un giorno,

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

o addirittura tre giorni di autonomia.

or three days' worth of backup power.

Come avete gia' avuto modo di sentire oggi,

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

le batterie sono dispositivi dalla molto bassa densità energetica, se paragonate al combustibile.

lack density compared to fuel.

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

Si può immagazzinare molta più energia col combustibile che con le batterie.

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

Dovreste riempire di batterie tutta l'area di parcheggio del vostro garage

per garantirvi quattro ore di autonomia energetica.

just to give yourself four hours of battery backup.

Mi convinsi, dopo aver vagliato ogni altra tecnologia

And I concluded, after researching every other technology

a disposizione per immagazzinare energia --

that we could deploy for storing energy --

i volani, altri tipi di batterie --

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

che immagazzinare energia non era granché conveniente.

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

E se invece l'energia l'avessimo prodotta?

Questo forse era possibile.

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

Ci pensai su -- magari il solare, adesso, era appetibile.

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

Erano trascorsi 25 anni dai tempi in cui me ne occupavo,

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

facciamo un passo indietro e andiamo a vedere cosa era successo nel campo delle celle solari.

Il prezzo era gradualmente sceso da 10 dollari a watt a circa 4 o 5 dollari,

And the price had gone down from 10 dollars a watt

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

ma poi si era stabilizzato.

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

Per diventare conveniente, tuttavia, avrebbe dovuto calare molto di più.

Studiai tutte le novità introdotte nelle celle solari

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

e cercavo di trovare le modalità per innovarle

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

e produrre celle solari a buon mercato.

A lot of new things are happening to do that,

Molte innovazioni recenti stanno aiutando in questo senso,

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

ma sostanzialmente il processo richiede una quantità di energia elevatissima.

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

Si dice, perfino, che per produrre una cella solare è necessaria più energia

than it will give out in its entire life.

di quanta essa ne produrrà nel suo ciclo di vita.

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

Se riusciremo a ridurre la quantità di energia necessaria a produrre le celle

that will become more practical.

tutto diventerà più pratico.

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

Ad oggi, tuttavia, abbiamo bisogno del silicio

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

e per produrre le celle dobbiamo cuocerlo per 17 ore in un forno a 1600 gradi Fahrenheit.

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

Molti si stanno impegnando per semplificare questo processo,

but I didn't have anything to contribute.

ma io, in questo settore, non ero in grado di dare un contributo.

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

Allora cercai altri metodi per produrre l'elettricità solare a prezzi convenienti.

to make cost-effective solar electricity.

Mi venne un'idea: raccogliere i raggi solari con un ampio riflettore --

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

come avevo immaginato quando ero alle scuole superiori --

like I had been thinking about in high school,

con la tecnologia moderna ora era forse possibile che un grande collettore, poco costoso

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

concentrasse i raggi verso un piccolo convertitore,

concentrate it to a small converter,

ed il dispositivo di conversione non avrebbe dovuto essere tanto costoso

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

essendo molto piccolo, a differenza delle celle solari

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

che devono ricoprire tutta la superficie dalla quale si vuole raccogliere i raggi solari.

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

Ora sembrava possibile

This seemed practical now,

poiché nei 25 anni trascorsi erano state sviluppate molte nuove tecnologie.

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

since I had last looked at it.

Per prima cosa, erano disponibili molte nuove tecniche di produzione,

There was a lot of new manufacturing techniques,

per non parlare di motori miniaturizzati davvero economici --

not to mention really cheap miniature motors --

motori senza spazzole, servomotori, motori passo a passo,

brushless motors, servomotors, stepper motors,

di quelli che si usano per stampanti e scanner e cose del genere.

that are used in printers and scanners.

Beh, questa era davvero una innovazione.

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

E naturalmente i microprocessori a basso costo

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

ed inoltre una innovazione importantissima: gli algoritmi genetici.

Sarò breve sugli algoritmi genetici.

I'll be very short on genetic algorithms.

Sono un modo molto potente per risolvere mediante la selezione naturale problemi altrimenti insolubili.

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

Si prende un problema che non si riesce a risolvere con una risposta puramente matematica,

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

si crea un sistema evolutivo per trattare molteplici ipotesi,

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

si aggiunge del sesso --

you add sex --

where you take half of one solution and half of another

ossia si prende la metà di una soluzione e la metà di un'altra e si producono nuove mutazioni --

and then make new mutations --

e si usa la selezione naturale per eliminare le soluzioni insoddisfacenti.

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

Solitamente, oggi, con un algoritmo su un computer

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

con un processore da tre gigahertz

with a three gigahertz processor,

si possono risolvere moltissimi problemi, prima d'ora considerati insolubili,

you can solve many formerly intractable problems

in appena pochi minuti.

in just a matter of minutes.

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

Cercammo il modo di usare gli algoritmi genetici

to create a new type of concentrator.

per creare un nuovo tipo di concentratore.

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

Vi mostrerò cosa ne abbiamo ricavato.

Traditionally, concentrators look like this.

Normalmente i concentratori appaiono così.

Those shapes are parabolas.

Queste forme sono parabole.

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

Esse catturano tutti i raggi paralleli e li focalizzano in un singolo punto.

They have to track the sun,

Devono seguire il sole poiché necessitano di puntare direttamente al sole.

because they have to point directly at the sun.

In genere hanno un angolo di tolleranza di circa un grado,

They usually have a one degree acceptance angle --

il che significa che se il posizionamento oscilla di oltre un grado

once they're more than a degree off,

nessun raggio solare sarà messo a fuoco.

none of the sunlight rays will hit the focus.

Cercammo il modo di costruire un collettore fisso,

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

un collettore che raccogliesse molto più di un grado di luce,

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

senza parti mobili.

Così abbiamo generato e sperimentato questo algoritmo genetico,

So we created a genetic algorithm to try this out,

abbiamo costruito in XL un modello di riflettore multisuperficie

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

e una cosa stupefacente si è letteralmente evoluta

and an amazing thing evolved, literally,

da un miliardo di cicli di prove, un miliardo di tentativi diversi,

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

con una forma adatta a raccogliere la maggior quantità di luce solare

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

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

dal maggior numero di angolature, nell'intera giornata.

E questa è la forma che ne è uscita.

And this is the shape that evolved.

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

Un collettore fisso con questi sei corni a forma di basso-tuba,

ognuno di essi raccoglie la luce nel seguente modo:

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

se la luce colpisce qui,

if the sunlight strikes right here,

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

potrebbe rimbalzare direttamente al centro, nel punto caldo,

ma se il sole è fuori asse e proviene di lato,

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

potrebbe colpire due zone e fare due rimbalzi,

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

Quindi, per la luce diretta, occorre solo un rimbalzo,

per quella fuori asse ce ne vogliono due,

for off-axis light it might take two,

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

e per quella estremamente fuori asse, potrebbero occorrerne tre.

Your efficiency goes down with more bounces,

L'efficienza diminuisce all'aumentare dei rimbalzi,

because you lose about 10 percent with each bounce,

poiché si perde circa il 10 percento ad ogni rimbalzo,

ma questo ci consentiva di catturare la luce da un angolatura di più o meno 25 gradi.

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

Quindi, potevamo raccogliere luce con un'apparecchiatura fissa per circa due ore e mezza al giorno.

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.

Le celle solari però catturano luce per quattro ore e mezza.

On an average adjusted day, a solar cell --

In un giorno medio, una cella solare --

because the sun's moving across the sky,

poiché il sole si sposta nel cielo --

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

una cella solare e' soggetta ad un calo di prestazione dall'andamento sinusoidale

ad angoli d'incidenza fuori asse.

at the off-axis angles.

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

Raccoglie in media circa quattro ore e mezza di luce al giorno.

Quindi, perfino questo, sebbene fosse eccezionale per un dispositivo fisso --

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

riuscivamo a raggiungere alte temperature -- non era sufficiente.

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

Dovevamo battere le celle solari.

We needed to beat solar cells.

Considerammo allora un'altra idea.

So we took a look at another idea.

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

Pensammo al modo di aprire la parabola in singoli petali mobili.

Quelli che vedete quì sono 12 petali separati,

So what you see here is 12 separate petals

ognuno dei quali potrebbe essere controllato da un singolo microprocessore

that each could be controlled with individual microprocessors

che costa solo un dollaro.

that would only cost a dollar.

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

Oggi è possibile comprare microprocessori da 2 megahertz al prezzo di un dollaro.

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

Ed è possibile comprare motori passo a passo quasi indistruttibili,

because they have no brushes,

dato che sono privi di spazzole, al prezzo di un dollaro.

for a dollar.

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

Possiamo controllare i 12 petali con meno di 50 dollari di spesa

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

e questo ci permette di tenere fisso il focus

but only move the petals.

muovendo solo i petali.

The whole system would have a much lower profile,

L'intero sistema avrebbe un profilo molto più basso,

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

ma consentirebbe di raccogliere la luce da 6,5 a 7 ore al giorno.

Ora che siamo riusciti a concentrare la luce solare,

Now that we have concentrated sunlight,

cosa possiamo usare per convertirla in elettricità?

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

Prendemmo in considerazione diversi modelli di motori termici usati in passato

So we tried to look at all the different heat engines

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

per convertire la luce solare, o il calore, in elettricità.

And one of the great ones of all time,

Uno dei migliori di tutti i tempi,

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

il motore a vapore di James Watt del 1788, fu una grande innovazione.

James Watt in realtà non invento' il motore a vapore, lo miglioro' soltanto.

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

Ma le sue migliorie furono incredibili.

But his refinements were incredible.

Egli aggiunse delle nuove guide lineari di movimento per i pistoni,

He added new linear motion guides to the pistons,

aggiunse un radiatore per raffreddare il vapore all'esterno dei cilindri,

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

raddoppiò la potenza del motore rendendolo a doppia azione.

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

Furono innovazioni estremamente importanti.

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

Voglio dire, per tutte le migliorie apportate --

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

è comprensibile che l'unità di misura dell'energia oggi, il watt, derivi dal suo nome.

today is named after him.

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

Quindi ragionammo sulle potenzialità di questo motore.

I motori a vapore sono pericolosi

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

e, come sapete, ebbero un enorme impatto nel mondo --

industrial revolution and ships and locomotives.

la rivoluzione industriale, le navi e le locomotive.

Di solito essi sono enormi

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

e quindi inadatti per la produzione di energia distribuita.

Sviluppano, inoltre, fortissime pressioni, motivo per cui sono pericolosi.

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

Another type of engine is the hot air engine.

Un altro tipo di motore è quello ad aria calda.

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

Anche in questo caso Robert Stirling non inventò il motore ad aria calda,

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

tuttavia, nel 1816, egli arrivò e lo migliorò radicalmente.

This engine, because it was so interesting --

Questo motore, che ci interessava per il fatto che funzionasse con l'aria e non col vapore.

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

ha ispirato, nel corso degli anni, moltissime progettazioni

that use the Stirling engine principle.

che usano il principio del motore Stirling.

But after the Stirling engine, Otto came along,

Ma dopo questo, arrivò Otto,

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

che, come gli altri, non inventò il motore a combustione interna, ma lo raffinò.

he just refined it.

Lo espose a Parigi nel 1867

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

e fu un grande passo avanti

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

poiché aumentò notevolmente la capacita' di potenza del motore.

Si poteva concentrare molta potenza in uno spazio molto piccolo

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

e ciò permise di sfruttare il motore per la locomozione.

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

Quindi, una volta ottenuta la mobilità,

So, once you have mobility,

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

si cominciano a produrre molti piu' motori per quel tipo di richiesta,

as opposed to steam ships or big factories,

che non per settori come quelli dei battelli a vapore o della grande industria, dove la richiesta non e' altrettanto elevata.

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

perciò fu questo tipo di motore a beneficiare della produzione in massa

where all the other engines didn't.

al contrario di tutti gli altri.

So, because it went into mass production,

Poiché fu prodotto in larga scala

costs were reduced, 100 years of refinement,

i costi si abbassarono; in 100 anni di evoluzione

emissions were reduced, tremendous production value.

le emissioni furono ridotte, il valore di produzione è salito a dismisura.

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

Sono stati prodotti centinaia di milioni di motori a combustione interna,

contro le migliaia di motori Stirling.

compared to thousands of Stirling engines built.

Non si sono più costruiti neanche i piccoli motori a vapore,

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

solo quelli grandi per operazioni pesanti.

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

Dopo aver ragionato su questi tre e su altri 47 tipi

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

convenimmo che il motore Stirling fosse il migliore per i nostri scopi.

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

Voglio brevemente spiegarvi come l'abbiamo pensato e come funziona.

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

Abbiamo tentato di guardare il motore Stirling con occhi nuovi

visto che era pratico: per l'uso che ne dovevamo fare il peso non era importante

because it was practical --

weight no longer mattered for our application.

Il motore a combustione interna ebbe successo perché il peso

The internal combustion engine took off because weight mattered,

era determinante per la mobilità.

because you were moving around.

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

Ma se lo scopo è quello di generare energia solare in un punto fisso

il peso non è così importante.

the weight doesn't matter so much.

Capimmo inoltre che nemmeno l'efficienza e' poi così importante

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

se la fonte di energia è gratuita.

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

In genere, l'efficienza è un fattore cruciale

because the fuel cost of your engine over its life

dato che, nel tempo, il costo del carburante supera di molto il costo del motore.

dwarfs the cost of the engine.

But if your fuel source is free,

Ma se il carburante è gratis

then the only thing that matters

l'unica cosa che conta è il costo nudo del motore.

is the up-front capital cost of the engine.

Quindi non si cerca di massimizzare l'efficienza,

So you don't want to optimize for efficiency,

bensì la quantità di energia prodotta per dollaro speso.

you want to optimize for power per dollar.

Quindi in quest'ottica, seguendo questo nuovo criterio,

So using that new twist, with the new criteria,

pensammo di poter rinnovare il motore Stirling

we thought we could relook at the Stirling engine,

facendo uso anche di algoritmi genetici.

and also bring genetic algorithms in.

Robert Stirling non ebbe Gordon Moore a precederlo

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

to get us three gigahertz of processor power.

e a portarci la potenza dei processori da 3 gigahertz.

So we took the same genetic algorithm

Così utilizzammo lo stesso algoritmo genetico usato

that we used earlier to make that concentrator,

per il concentratore, quello che non aveva funzionato,

which didn't work out for us,

per ottimizzare il motore Stirling,

to optimize the Stirling engine,

calcolarne esattamente il formato e le dimensioni

and make its design sizes and all of its dimensions

per ottenere la maggior quantità di energia per dollaro,

the exact optimum to get the most power per dollar,

incuranti del peso e della grandezza,

irrespective of weight, irrespective of size,

just to get the most conversion of solar energy,

ricercando la massima conversione di energia solare, dato che il sole è gratis.

because the sun is free.

E questo fu il percorso intrapreso - lasciate che vi mostri come funziona il motore.

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

Il più semplice motore termico di tutti i tempi, il motore ad aria calda

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

funziona così: si prende una scatola, un cilindro d'acciaio con un pistone.

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

Put a flame under it, the piston moves up.

Si mette del fuoco sotto e il pistone va in su.

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

Si toglie dal fuoco, vi si versa dell'acqua o si lascia raffreddare, ed il pistone va giù.

the piston moves down.

That's a heat engine.

Ecco fatto un motore termico.

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

Praticamente è il motore termico più basilare possibile.

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

Il problema è che l'efficienza è di un centesimo di uno percento

because you're heating all the metal of the chamber

poiché ad ogni ciclo anche tutto il metallo della camera

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

viene prima riscaldato e poi raffreddato,

ma si puo' ricavare energia solo dall'aria che si riscalda al contempo,

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

mentre tutta l'energia necessaria a scaldare e raffreddare il metallo e' sprecata.

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

Allora a qualcuno è venuta un'idea ingegnosa:

So someone came up with a very clever idea.

invece di riscaldare e raffreddare tutto il cilindro,

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

perché non mettere un variatore interno --

what about if you put a displacer inside --

un piccolo aggeggio che sposta l'aria avanti e indietro?

a little thing that shuttles the air back and forth.

Lo si manovra in su e in giù utilizzando un po' di energia

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

ma così si sposta solamente l'aria, giù nella parte calda e su in quella fredda,

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

giù nella parte calda e su in quella fredda.

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

In questo modo non si scalda e raffredda anche il metallo,

ma solo l'aria si scalda e raffredda alternativamente.

That allows you to get the efficiency up

Ciò innalza l'efficienza da un centesimo di un uno percento

from a hundredth of a percent to about two percent.

a circa il due percento.

Quindi arriviamo alla strepitosa idea di Robert Stirling

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

ossia: anche se non è più necessario scaldare il metallo

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

with this kind of engine,

con questo motore, devo comunque riscaldare l'aria di continuo.

but I'm still reheating all the air.

Siccome è necessario scaldare e raffreddare l'aria in continuazione,

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

cosa succederebbe se mettessi una spugna termica nel mezzo,

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

proprio nel passaggio in cui l'aria deve spostarsi tra caldo e freddo?

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

Egli costruì una spugna termica fatta di sottili filamenti metallici,

So he made fine wires, and cracked glass,

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

frammenti di vetro rotti e tanti diversi tipi di altri materiali.

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

In tal modo, quando l'aria passa dalla parte calda a quella fredda

it puts some heat into the sponge.

trasferisce del calore alla spugna.

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

Poi quando l'aria torna indietro dopo essersi raffreddata

riassorbe il calore lasciato.

it picks up that heat again.

In questo modo si può riutilizzare la stessa energia per 5 o 6 volte

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

e l'efficienza puo' raggiungere valori tra il 30 e il 40 percento.

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

Questa e' una poco conosciuta, ma brillante e geniale invenzione di Robert Stirling,

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

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

che trasforma il motore ad aria calda da una cosa poco pratica --

come io stesso pensavo quando ne costruivo le versioni basi alle superiori --

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

ad una possibile realtà,

to very potentially possible,

una volta incrementata l'efficienza e raggiunto un contenuto costo di produzione.

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

Intraprendemmo, quindi, la strada per provare a renderlo il più possibile economico.

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.

Sviluppammo un grande modello matematico del funzionamento del motore Stirling.

Applicammo l'algoritmo genetico.

We applied the genetic algorithm.

Da ciò ricavammo i risultati per l'ottimizzazione del motore.

We got the results from that for the optimal engine.

We built engines --

Poi costruimmo i motori -- circa 100 tipi diversi negli ultimi due anni.

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

Ognuno veniva testato, ed il modello poi riadattato sulla base dei tests,

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

fino a giungere all'attuale prototipo.

and then we led that to the current prototype.

Siamo giunti ad un motore molto compatto ed economico

It led to a very compact, inexpensive engine,

Ed ecco come si presenta questo motore.

and this is what the engine looks like.

Lasciate che vi mostri realmente come è fatto.

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

Bene, questo è il motore.

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

Si tratta di un piccolo cilindro qui sotto contenente il generatore e tutto il cablaggio

which holds the generator inside and all the linkage,

che ha una sommità calda -- il cilindro riscaldato in testa --

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

questa parte si riscalda, quest'altra è fredda

this part gets hot, this part is cool,

and electricity comes out.

e viene prodotta l'elettricità.

The exact converse is also true.

Ed è vero anche l'esatto contrario.

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

se viene immessa elettricità, questa parte si riscalda, quest'altra si raffredda

e si produce freddo.

you get refrigeration.

So it's a complete reversible cycle,

Un ciclo completamente reversibile,

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

davvero efficiente ed abbastanza semplice da costruire.

Adesso uniamo le due cose.

So now you put the two things together.

Fatto il motore

So you have the engine.

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

che succede se lo mettiamo al centro dei petali?

I petali seguono la luce ed il motore ne riceve i raggi concentrati,

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

per assorbirne il calore e trasformarlo in elettricità.

takes that heat and turns it into electricity.

Ecco come appariva il primo prototipo del nostro sistema

This is what the first prototype of our system looked like

unendo i petali con il motore al centro.

with the petals and the engine in the center.

Questo l'abbiamo messo fuori al sole,

This is being run out in the sun,

ed ora vi mostrerò il modello reale.

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

(Applause)

(Applausi)

Thank you.

Grazie.

Questa è una unità con i 12 petali

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

Questi petali costano ognuno circa un dollaro --

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

plastica leggera modellata e alluminata

The mechanism to control each petal is below there,

Ogni petalo è controllato da un dispositivo munito di microprocessore situato lì sotto.

with a microprocessor on each one.

Sul motore sono presenti delle termocoppie -- piccoli sensori

There are thermocouples on the engine --

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

che individuano il calore quando i raggi di sole li colpiscono.

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

Ogni petalo si posiziona autonomamente per mantenere la temperatura più alta.

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

Al mattino, quando il sole spunta, i petali cercheranno il sole,

find it by searching for the highest temperature.

e lo troveranno ricercando la temperatura più alta.

In un minuto e mezzo o due circa, dopo che i raggi colpiscono la sommità calda

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

il motore sarà abbastanza caldo per avviarsi

and then the engine will generate electricity

e potrà produrre elettricità per circa sei ore e mezza al giorno --

for about six and a half hours a day --

da sei ore e mezza a sette ore, col muoversi del sole nel cielo.

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

Un aspetto critico da cui possiamo trarre vantaggio

A critical part that we can take advantage of

è che abbiamo microprocessori economici

is that we have these inexpensive microprocessors

e ognuno dei petali è autonomo,

and each of these petals is autonomous,

ed ogni petalo riesce ad individuare il sole senza bisogno di un operatore.

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,

Non c'è bisogno di specificare latitudine e longitudine,

o quale sia l'angolo di pendenza del tetto.

what your roof slope angle is, or what orientation.

o quale sia l'orientazione.

It doesn't really care.

Non ce n'é veramente bisogno.

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

Quello che fa è mettersi alla ricerca della posizione migliore,

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

mezz'ora dopo ripete la ricerca, la ripete nuovamente dopo un giorno,

e dopo un mese.

It basically figures out where on Earth you are

Praticamente si orienta sulla Terra seguendo la direzione del movimento solare

by watching the direction the sun moves,

per cui non è necessario fornire alcuna istruzione a riguardo.

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

Il funzionamento del modulo è questo: quando spunta il sole

The way the unit works is,

when the sun comes out, the engine will start

il motore si avvia e comincia ad erogare energia da qui.

and you get power out here.

Abbiamo corrente alternata e continua, quella continua a 12 volt

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

la possiamo usare per alcune apparecchiature.

Lì dentro c'è un inverter che fornisce corrente alternata a 117 volt

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

e possiamo ottenere anche acqua calda.

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

L'acqua calda è facoltativa.

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

Non si e' obbligati ad usare l'acqua calda, il sistema si raffredderà comunque da solo.

But you can use it to optionally heat hot water

Però si può usare il calore per riscaldare dell'acqua

and that brings the efficiency up even higher

ciò incrementerà ancora di più l'efficienza

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

poiché questa parte del calore che normalmente verrebbe dispersa

può così essere cosi' utilizzata come energia, per una piscina o per l'acqua calda.

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

Vi mostrerò un breve filmato di come funziona.

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

Questo è il primo test effettuato in cui lo portammo all'esterno

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

ed ogni petalo cominciò individualmente la ricerca.

Si muovono dapprima per incrementi molto grossolani,

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

and very finely afterward.

poi in maniera molto fine.

Once they get a temperature reading on the thermocouple

Una volta che le termocoppie registrano un valore di temperatura che segnala l'individuazione del sole,

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

essi rallentano e cominciano una ricerca fine,

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

dopodiché tutti i petali si posizionano ed il motore parte.

Negli ultimi due anni non abbiamo lavorato che a questo.

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

Siamo molto soddisfatti dei progressi fatti anche se la strada è ancora lunga,

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

e a questo proposito lasciate che vi mostri dell'altro.

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

Questa è la nostra idea per una installazione residenziale;

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

probabilmente installerete più di una unità sul vostro tetto.

Sul tetto o nel cortile, o da qualsiasi altra parte

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

Non è necessario installare unità sufficienti a fornire energia per tutta la casa,

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

ma ad ogni unita' aggiuntiva installata c'e' ulteriore risparmio.

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

Questa tecnologia dovrà essere affiancata alla rete energetica tradizionale

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

come energia di riserva -- perché è ovvio che di notte non funziona

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

e neanche nelle giornate nuvolose.

Ma aiuta a contenere i consumi, specialmente negli orari di picco della domanda --

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

usually when you have your air conditioning on,

solitamente quando si accendono i condizionatori o in situazioni simili --

or other times like that --

questo sistema puo' fornire la potenza richiesta proprio nei momenti di picco della domanda,

this generates the peak power at the peak usage time,

so it's very complementary in that sense.

pertanto e' in questo senso davvero complementare alla rete.

This is how we would envision a residential application.

Cosi' e' come noi concepiamo una installazione residenziale.

Pensiamo, inoltre, che le fattorie energetiche abbiano grandi potenzialità

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

soprattutto in quei territori dove c'è molta presenza di sole.

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

E' davvero una ottima combinazione di fattori.

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

E si da' il caso che nel mondo vi siano tante zone in cui il sole è molto forte,

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

ma, specialmente in alcuni siti, l'installazione risulta essere relativamente economica

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

così come in molti altri luoghi soggetti a venti molto forti.

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.

Facciamo un esempio pratico: ecco la cartina degli Stati Uniti,

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

Quasi tutto quello che non è verde o blu è da considerarsi un luogo ideale,

but even the green or blue areas are good,

ma anche le zone verdi o blu possono essere delle buone zone,

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

anche se non così buone come quelle rosse, arancioni o gialle.

Il territorio nei dintorni di Las Vegas e della Death Valley

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

è veramente ottimo.

And is only affects the payback period,

Certamente questo influisce sui tempi di recupero d'investimento;

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

ciò non significa che non si possa sfruttare l'energia solare:

you could use it anywhere on Earth.

lo si puo' fare ovunque ci si trovi.

It just affects the payback period

Solo che, a confronto con il costo dell'elettricità della rete, i tempi di recupero d'investimento variano.

if you're comparing to grid-supplied electricity.

Ma se non vi servite dell'elettricità fornita dalla rete,

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

allora tutta la questione del ritorno assume toni diversi,

then the question of payback is a different one entirely.

riducendosi a quanti watt per dollaro si producono

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

e a come trarre beneficio dall'utilizzo di quell'energia

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

per cambiare in qualche misura lo stile di vita.

Questa è la cartina degli Stati Uniti.

This is the map of the whole Earth,

Questa è quella della Terra.

and you can see a huge swathe in the middle

Potete notare, al centro, una vasta area

where a large part of the population is,

dove si concentra una grande fetta della popolazione mondiale:

there's tremendous chances for solar energy.

esistono delle possibilita' immense per l'energia solare.

And of course, look at Africa.

E, naturalmente, pensate all'Africa.

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

La potenzialità di sfruttamento dell'energia solare lì è semplicemente incredibile,

e mi entusiasma poter discutere delle possibili soluzioni da sviluppare a tale proposito.

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

Concludendo, vorrei dire che

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

l'esperienza mi ha insegnato che le idee del passato possono essere riviste in una luce nuova

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

e che a volte idee che in passato furono scartate

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

possono oggi essere valide se affiancate a nuove tecnologie o se si adottano nuovi approcci.

Crediamo di essere molto vicini a qualcosa di valido ed affidabile.

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

Il nostro obiettivo a breve termine è di costare la metà del prezzo delle celle solari

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

e quello a lungo termine è di abbassare sotto i 5 anni i tempi di rientro dalle spese.

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.

Sotto i cinque anni, tutto questo diventerebbe immediatamente molto economico

e non si tratterebbe più solo di voler fare una scelta energetica coscienziosa

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

to want to have one of these.

per voler possedere uno di questi.

It just makes economic sense.

Sarebbe semplicemente sensato da un punto di vista economico.

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

Al momento, i tempi di recupero d'investimento per il solare vanno dai 30 ai 50 anni.

If you get it down below five years,

Se si scendesse sotto i cinque anni diventerebbe un gioco da ragazzi

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

perché l'interesse sarebbe quello di possederlo: altri vi finanzierebbero

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

e voi potreste, teoricamente, guadagnarci già dal primo giorno.

Questo è il vero obiettivo primario della nostra azienda.

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

Un altro paio di cose che ho appreso e che mi hanno molto sorpreso:

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

una di queste è che non ci preoccupiamo molto dell'energia.

one was how casual we are about energy.

Sono venuto, dall'ascensore sino a qui, a piedi

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

e solo a guardare il palco, adesso,

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

ci saranno almeno 20 fari da 500 watt.

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

Significa 10000 watt di luce puntate sul palco;

one horsepower is 746 watts, at full power.

un cavallo vapore, a piena potenza, equivale a 756 watt.

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

In pratica, è come se ci fossero 15 cavalli in piena corsa solo per illuminare il palco.

Senza parlare dei 200 cavalli che presumibilmente corrono

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

per far funzionare l'impianto di condizionamento.

to keep the air-conditioning going.

E poi, e' incredibile, uno entra in ascensore e trova la luce accesa.

And it's just amazing,

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

Chiaramente, adesso me la prendo molto a casa quando dimentichiamo le luci accese.

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

Nondimeno, dappertutto si fa un uso smodato di energia

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

dato che costa cosi' poco.

because it's so cheap.

Costa poco perché siamo stati sovvenzionati

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

dall'energia concentrata dal sole.

that's been concentrated by the sun.

Fondamentalmente, il petrolio è energia solare concentrata.

Basically, oil is solar-energy concentrate.

E' stato caricato per un miliardo di anni con energia immensa

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

to make it have all that energy contained in it.

per far si che poi ne contenesse così tanta.

And we don't have a birthright

Io credo che non abbiamo il diritto di consumarlo così rapidamente come stiamo facendo.

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

Sarebbe ottimo se trovassimo il modo di rendere rinnovabile l'uso dell'energia,

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,

per cui, tanta energia consumiamo, altrettanta ne creiamo,

e spero davvero che riusciremo a farlo.

and I really hope we can get there.

Molte grazie, siete stati un pubblico fantastico.

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

(Applausi)