Bill Gross: Great ideas for finding new energy

번역: Sanghoon Lee 검토: Taeho Kim

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

제가 15살이었을 때 처음으로 태양 에너지에 관심을 가졌습니다.

우리 집은 뉴저지 포트 리에서 캘리포니아로 이사했는데,

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

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

눈 많은 깨끗한 환경에서 열과 가스관이 많은 곳으로 옮긴 것이었습니다.

There was gas rationing in 1973.

1973년엔 가스 배급이 있었습니다.

The energy crisis was in full bore.

에너지 위기의 정점에 있었죠.

I started reading "Popular Science" magazine,

그 당시 파퓰러 사이언스를 구독하기 시작했으며,

and I got really excited about the potential of solar energy

에너지 위기를 해결할 수 있는 태양 에너지의 잠재력에

to try and solve that crisis.

정말 흥분되었습니다.

I had just taken trigonometry in high school,

고등학교에서 막 삼각법을 수강했고,

I learned about the parabola

포물선 반사경이 어떻게 광선을

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

하나의 초점에 집중시킬 수 있는지 배웠습니다.

저를 매우 흥분시켰죠.

That got me very excited.

And I really felt that there would be potential

그리고 빛을 집중시킬 수 있는

to build some kind of thing that could concentrate light.

어떤 것을 만들 수 있다고 절실히 느꼈습니다.

그래서 솔라 디바이스라는 회사를 차렸습니다.

So, I started this company called Solar Devices.

여기 이 회사에서 포물선 반사경을 제작했고,

And this was a company where I built parabolas,

I took metal shop,

금형 작업실에서 포물선 반사경과

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

스털링 엔진을 만들었던 것을 기억합니다.

제가 선반에서 스털링 엔진을 만들고 있을 때,

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

모터사이클을 탄 애들이 와서

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

"고철 덩어리 만들고 있구나, 그렇지?"라고 물었을 때,

"아냐, 이건 진짜 스털링 엔진이야"라고 답했습니다.

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

하지만 제 얘기를 믿지 않았죠.

I sold the plans for this engine

이 엔진과 반사경의 설계를 파퓰러 사이언스

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

잡지 후면에 광고하고 4 달러에 팔았습니다.

for four dollars each.

그것으로 칼텍의 첫해 수업료로 충분한 돈을 벌었습니다.

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

칼텍에 간다는 것은 정말 흥분되는 일이었습니다.

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

그리고 칼텍 첫해에는 사업을 계속했습니다.

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

하지만, 2학년 때부터 칼텍은 평점을 매기기 시작했습니다.

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

1학년 때는 그저 통과/탈락이었는데, 2학년부터 평점을 매긴거죠.

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

그래서 계속 사업을 유지할 수 없었고,

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

제 인생에서 25년의 우회도 끝을 맺었습니다.

and I ended up with a 25-year detour.

제 꿈은 태양 에너지를 저렴하게 변환하는 것이었지만

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

따져보면, 제 인생에서 엄청나게 돌아온 셈이죠.

but then I had this big detour.

First, the coursework at Caltech.

먼저, 칼텍에서 강의를 들었습니다.

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

칼텍을 졸업할 때쯤, IBM PC가 등장했고,

and I got addicted to the IBM PC in 1981.

1981년에 IBM PC에 심취했었습니다.

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

1983년에 Lotus 1-2-3이 나왔고,

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

Lotus 1-2-3에 완전히 매료되었습니다.

1-2-3으로 사업에 도입하기 시작했고 애드인도 만들기 시작했으며,

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

1-2-3의 자연어 인터페이스도 작성했죠.

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

I started an educational software company after I joined Lotus,

Lotus에 입사한 후 교육용 소프트웨어 회사를 시작했고

그 이후 아이디어랩을 시작했습니다.

and then I started Idealab so I could have a roof

한 지붕 아래 여러 회사를 연속적으로 시작한 셈입니다.

under which I could build multiple companies in succession.

그후, 아주 오랜 후지만, 최근인 2000년에 캘리포니아 에너지 위기가

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

새롭게 등장했으며 더 큰 에너지 위기가 닥칠 것으로 여겨졌습니다.

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

저는 그 위기 속에서 수익을 창출할 수 있는

And I was trying to figure out

if we could build something that would capitalize on that

무언가를 찾으려 했으며,

실제로 닥칠 위기에 대비해,

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

보조 에너지를 보급하려고 했습니다.

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

그래서 배터리 용량에 따라 5시간,

10시간 혹은 1일이나 3일 동안 전기를 공급할 수 있는

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

배터리 백업 시스템을 생각하기 시작했습니다.

or three days' worth of backup power.

오늘 이전 발표에서 배터리가 연료에 비해

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

밀도가 낮은 에너지라는 것을 들어 기쁩니다.

lack density compared to fuel.

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

그것은 연료가 배터리보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다는 것입니다.

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

배터리 백업을 통해 4시간 동안 에너지를 공급하기 위해서는

차고에 차 한 대 주차할 공간과 맞먹는 배터리를 쌓아야 합니다.

just to give yourself four hours of battery backup.

따라서 에너지를 저장할 수 있는 다른 모든 기술을

And I concluded, after researching every other technology

찾기로 결정했습니다.

that we could deploy for storing energy --

플라이휠 같은 다른 형태의 배터리는

flywheels, different formulations of batteries --

it just wasn't practical to store energy.

실용적인 에너지 저장 수단이 아니었습니다.

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

그렇다면 에너지를 만드는 것은 어떨까요?

에너지를 만들 수도 있을 것입니다.

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

태양을 이용하는 것의 장점을 살펴보려 했습니다.

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

이 일을 한 지 25년이 지난 지금,

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

태양전지의 과거와 현재에 대해 말씀드리고자 합니다.

가격은 와트당 10달러에서 4-5달러로 떨어졌습니다.

And the price had gone down from 10 dollars a watt

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

그러나 결국 물가는 안정을 찾았습니다.

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

가격대비 효과를 보기 위해서는 아직 더 많이 내려가야 합니다.

태양전지로 사용될 수 있는 모든 것을 연구했으며,

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

보다 저렴하게 태양전지를 만들 수 있는

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

혁신적인 방법을 모색하고 있는 중입니다.

A lot of new things are happening to do that,

이 목표를 달성할 수 있는 많은 새로운 방법이 있지만,

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

기본적으로 그 과정은 막대한 에너지를 필요로 합니다.

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

일부는 태양전지가 수명 내내 생산하는 에너지보다

than it will give out in its entire life.

생산하는데 더 많은 에너지가 든다고 말합니다.

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

바라건데, 태양전지 생산에 드는 에너지를 줄일 수 있다면,

that will become more practical.

보다 실용적이 될 것입니다.

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

하지만 현재로선 정말 많은 양의 실리콘을 17시간 동안

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

약 섭씨 870도의 온도에서 구워야 전지를 만들 수 있습니다.

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

많은 사람들이 그 과정을 단축하기 위해 일하고 있지만,

but I didn't have anything to contribute.

저는 그 일에 전혀 관여하지 않았습니다.

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

저는 다른 비용대비 효과가 좋은 태양 전기를 찾으려 했습니다.

to make cost-effective solar electricity.

그래서 생각해 낸 것이 고등학교 때와 유사한 방식으로 돌아가서

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

대형 반사경으로 햇볕을 모으는 것이었습니다.

like I had been thinking about in high school,

최신 기술을 사용한다면 더 싸고 더 큰 집광기를 이용하여

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

작은 변환기로 빛을 집중시킬 수 있고

concentrate it to a small converter,

변환장치는 태양전지보다 매우 작게 만들 수 있기 때문에

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

태양전지는 햇볕이 비치는 전체 면적을 덮어야 하는 것과 비교했을 때

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

그다지 비싸지 않게 제작할 수 있습니다.

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

제가 마지막에 생각했던 시점에서

This seemed practical now,

25년이 지난 이제서야 새로운 기술을 통해 구현할 수 있을 것으로 봅니다.

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

since I had last looked at it.

첫째, 프린터나 스캐너와 같은 기기에 사용되는

There was a lot of new manufacturing techniques,

정말 싼 소형 모터들, 예를 들어 브러쉬리스, 서보, 스테퍼 모터 등은

not to mention really cheap miniature motors --

말할 것도 없이 많은 생산 기술에

brushless motors, servomotors, stepper motors,

새롭게 이용이 가능해진 것입니다.

that are used in printers and scanners.

바로 돌파구를 마련해준 셈이죠.

So, that's a breakthrough.

Of course, inexpensive microprocessors

물론 저렴한 CPU와 또 하나의 중요한

and a very important breakthrough -- genetic algorithms.

돌파구인 유전 알고리즘이 있습니다.

유전 알고리즘에 대해서 잘은 모르지만,

I'll be very short on genetic algorithms.

자연선택을 이용해 다루기 힘든 문제를 해결하는 강력한 방법입니다.

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

순수 수학적인 답을 구하기 힘든 문제가 있을 때,

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

다수의 시도와 추측을 통해 진화하는 시스템을 만들 수 있습니다.

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

생식을 가미해서,

you add sex --

where you take half of one solution and half of another

답의 절반에 다른 답의 절반을 결합하여 새로운 돌연변이를 만들고

and then make new mutations --

자연선택을 이용하여 좋지 않은 답은 제거해버립니다.

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

오늘날 유전 알고리즘을 이용하면,

Usually, with a genetic algorithm on a computer today,

3 GHz 프로세서를 탑재한

with a three gigahertz processor,

컴퓨터를 이용해 이전까지 풀기 힘들었던 많은 문제를

you can solve many formerly intractable problems

단 몇 분만에 해결합니다.

in just a matter of minutes.

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

유전 알고리즘을 이용해서

to create a new type of concentrator.

새로운 형태의 집광기를 개발하려고 했습니다.

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

여러분께 어떤 것이 떠올랐는지 보여드리겠습니다.

Traditionally, concentrators look like this.

전통적으로 집광기의 모습은 이렇습니다.

Those shapes are parabolas.

전체 형태가 포물선을 이루고 있죠.

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

들어오는 모든 빛을 한 점에 집중시키는 것입니다.

They have to track the sun,

태양을 직접 향해야 하기 때문에 태양을 추적해야 합니다.

because they have to point directly at the sun.

일반적인 허용 오차는 1도 정도인데,

They usually have a one degree acceptance angle --

그 의미는 1도 이상 빗나갈 경우,

once they're more than a degree off,

초점에 모이는 햇빛은 전혀 없다는 겁니다.

none of the sunlight rays will hit the focus.

그래서 추진한 것이 비추적 집광기를 만드는 것이었는데,

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

1도 이상 벗어난 빛을 모을 수 있기 때문에

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

동적 부품이 없는 형태입니다.

이것을 시도하기 위해 유전 알고리즘을 개발했죠.

So we created a genetic algorithm to try this out,

XL 다표면 반사체로 모델을 만들었는데,

we made a model in Excel of a multisurface reflector,

하루에 걸쳐 태양으로부터 대부분의 각도로부터

and an amazing thing evolved, literally,

가장 많은 빛을 모을 수 있는 방법을

from trying a billion cycles, a billion different attempts,

적합성 함수로 정의하여 수십억 차례, 수십억의 다른 시도를 통해

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

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

문자 그대로 엄청난 진화가 있었습니다.

이것이 진화의 모습입니다.

And this is the shape that evolved.

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

비추적 집광기는 관처럼 생긴 여섯 개의 뿔로 이루어져 있으며,

다음과 같이 빛을 모읍니다.

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

햇빛이 바로 이곳을 비추면,

if the sunlight strikes right here,

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

중심부의 핫스팟으로 바로 전달되지만,

태양의 각도가 빗나가 있다면,

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

두 번의 반사를 거쳐 중심부에 도달합니다.

it might hit two places and take two bounces.

So for direct light, it takes only one bounce,

따라서 직사광선은 한 번에 도달하고,

직각을 벗어난 빛은 두 번의 반사가 필요하며,

for off-axis light it might take two,

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

극단적으로 빗나간 경우에는 세 번이 필요합니다.

Your efficiency goes down with more bounces,

반사가 여러 차례 진행되면 효율이 떨어지는데,

because you lose about 10 percent with each bounce,

그 이유는 각 반사에서 10%의 손실이 있기 때문입니다.

하지만, 이렇게 하는 것은 각도가 25도까지 차이나도 빛을 모을 수 있게 합니다.

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

따라서 하루 중 2시간 반 동안 정지된 장치로 빛을 모을 수 있습니다.

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.

태양전지는 4시간 반 동안 빛을 모을 수 있지만 말입니다.

On an average adjusted day, a solar cell --

하루 동안 평균적으로 태양전지는

because the sun's moving across the sky,

태양이 움직이기 때문에

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

벗어난 각도에 따라 사인파 함수 형태로

성능이 저하됩니다.

at the off-axis angles.

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

평균 하루 동안 4시간 반의 빛을 모으게 됩니다.

동적 부분이 없고, 높은 온도를 달성할 수 있지만,

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

충분하지는 않습니다.

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

태양전지보다 더 좋아야 합니다.

We needed to beat solar cells.

그래서 다른 아이디어를 찾았습니다.

So we took a look at another idea.

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

포물선 접시를 추적이 가능한 개별적인 잎으로 나눈 것입니다.

여기서 보이는 대로 12개의 분리된 잎들이

So what you see here is 12 separate petals

개별 프로세서를 통해 제어되는데,

that each could be controlled with individual microprocessors

단지 1 달러밖에 들지 않습니다.

that would only cost a dollar.

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

현재 1 달러에 2 MHz 프로세서를 구매할 수 있습니다.

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

그리고 브러쉬가 없기 때문에 결코 갈리지 않는 스테퍼 모터도

because they have no brushes,

1 달러에 구입할 수 있습니다.

for a dollar.

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

12개의 잎을 50 달러 미만으로 제어할 수 있고

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

초점을 더 이상 이동하지 않아도 되게 해주는 것입니다.

but only move the petals.

다만 잎만 움직이면 되죠.

The whole system would have a much lower profile,

전체 시스템은 더욱 저렴하게 구성될 수 있으며,

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

하루 6~7 시간 동안 햇빛을 모을 수 있게 됩니다.

자 이제 우리는 집중된 햇빛을 확보했습니다.

Now that we have concentrated sunlight,

태양을 전기로 바꾸기 위해 그 중심에 무얼 넣어야 할까요?

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

햇빛을 전기로, 혹은 열을 전기로 변화시키는 전통적인 기술과 다른

So we tried to look at all the different heat engines

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

모든 종류의 열기관(heat engine)을 살펴보았습니다.

And one of the great ones of all time,

그 중 전 시대를 막론하고 가장 좋은 것은

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

1788년 제임스 와트의 증기기관이었으며, 가장 주요한 돌파구였습니다.

제임스 와트가 실제로 증기기관을 만든 것은 아니고 단지 개선한 것입니다.

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

하지만, 그의 개선은 놀라운 것이었죠.

But his refinements were incredible.

그는 피스톤에 새로운 직선 운동을 첨가했고,

He added new linear motion guides to the pistons,

실린더 외부에 증기 냉각을 위한 응축기를 추가하고,

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

두 배의 힘을 내도록 기관을 두 배 더 움직이게 만들었습니다.

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

그것들이 바로 핵심 돌파구였습니다.

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

그가 이룬 모든 개선들에 의해

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

에너지의 단위는 그의 이름을 딴 와트(watt)입니다.

today is named after him.

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

그래서 우리는 이 엔진에서 가능성을 보았습니다.

증기기관은 위험하고,

Steam engines are dangerous,

and they had tremendous impact on the world --

세계적으로 막대한 영향을 주었죠. 아시는 대로

industrial revolution and ships and locomotives.

산업혁명, 증기선, 증기기관차 등으로 말입니다.

하지만 일반적으로 증기기관은 대형이고,

But they're usually good to be large,

so they're not good for distributed power generation.

분산된 동력 생산에는 적합치 않습니다.

또한 매우 고압이므로 위험하기도 합니다.

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

Another type of engine is the hot air engine.

다른 형태의 엔진은 고온 공기 기관입니다.

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

고온 기체 엔진도 로버트 스털링이 발명한 것은 아니지만,

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

1816년에 그 기관을 극적으로 개량했습니다.

This engine, because it was so interesting --

이 기관이 매우 흥미로운 것은 증기 없이 공기로만 동작한다는 것이며,

it only worked on air, no steam --

has led to hundreds of creative designs over the years

스털링 엔진의 원리를 이용하여 오랫동안

that use the Stirling engine principle.

수백 가지의 창조적인 설계가 등장한 것입니다.

But after the Stirling engine, Otto came along,

스털링 엔진이 나온 후 오토(Otto)가 등장했는데,

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

그도 내연기관을 개발한 것은 아니며 단지 개량한 것입니다.

he just refined it.

그는 1867년 파리에서 그것을 선보였으며,

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

엔진의 동력밀도를 증가시킨 점에서

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

주요한 성취였습니다.

더 작은 공간에서 더 큰 힘을 얻을 수 있게 되었으며,

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

이동하는 응용 분야에 사용되고 있습니다.

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

일단 이동성을 확보하게 된 내연기관은

So, once you have mobility,

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

증기선이나 큰 공장을 위한 증기기관과 달리

as opposed to steam ships or big factories,

탑재된 차량이 많기 때문에 많은 엔진이 제조됩니다.

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

따라서 내연기관은 다른 엔진이 이룩하지 못했던 대량생산의

where all the other engines didn't.

혜택을 볼 수 있게 된 것입니다.

So, because it went into mass production,

그것은 대량생산을 통해 비용이 줄고,

costs were reduced, 100 years of refinement,

100년의 개선을 통해,

emissions were reduced, tremendous production value.

배기가스는 감소했고 막대한 생산가치를 올린 겁니다.

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

수백만 대의 내연기관이 제조되었지만, 대조적으로

스털링 엔진은 수천 대에 그치고 있습니다.

compared to thousands of Stirling engines built.

그리고 소형 증기기관은 더 이상 개발되지 않고 있으며,

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

대형 작업을 위해서만 사용됩니다.

only large ones for big operations.

So after looking at these three, and 47 others,

이 세 종류의 기관을 비롯한 47종을 살펴본 후에,

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

스털링 엔진이 가장 적합하다는 결론을 내렸습니다.

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

그 형태와 동작 방식에 대해 간단히 설명해 드리겠습니다.

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

우리는 스털링 엔진을 새로운 관점에서 보고자 했습니다.

왜냐하면 무게는 더 이상 중요한 문제가 아니었기 때문입니다.

because it was practical --

weight no longer mattered for our application.

내연기관은 움직이는 경우 무게가 문제가 되기 때문에

The internal combustion engine took off because weight mattered,

배제되었습니다.

because you were moving around.

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

하지만, 정지된 장소에서 태양 에너지를 생산한다면,

무게는 더 이상 문제가 되지 않습니다.

the weight doesn't matter so much.

또 다른 발견은 에너지원이 무료일 경우

We also discovered that efficiency doesn't matter so much

효율도 그다지 중요하지 않다는 것입니다.

if your energy source is free.

Normally, efficiency is crucial

일반적으로 효율이 중요한 것은

because the fuel cost of your engine over its life

엔진의 연료비가 수명 기간 동안 전체 비용이 되기 때문입니다.

dwarfs the cost of the engine.

But if your fuel source is free,

하지만, 에너지원이 무료일 때는

then the only thing that matters

엔진 제조에 필요한 초기 자본비만 문제가 됩니다.

is the up-front capital cost of the engine.

따라서 효울을 최적화하지 않아도 되며,

So you don't want to optimize for efficiency,

달러 당 출력을 최적화하게 됩니다.

you want to optimize for power per dollar.

따라서 이러한 새로운 관점을 가지고

So using that new twist, with the new criteria,

스털링 엔진을 다시 살펴보았으며,

we thought we could relook at the Stirling engine,

유전 알고리즘을 적용시켰습니다.

and also bring genetic algorithms in.

기본적으로 로버트 스털링에게는 3 GHz급 프로세서 파워를

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

to get us three gigahertz of processor power.

발명한 고든 무어가 없었습니다.

So we took the same genetic algorithm

이전 집광기를 만들 때 실패했던 것과 동일한

that we used earlier to make that concentrator,

유전 알고리즘을 이용하여 스털링 엔진을

which didn't work out for us,

최적화할 수 있었습니다.

to optimize the Stirling engine,

태양은 비용이 들지 않기 때문에

and make its design sizes and all of its dimensions

무게와 크기에 관계없이 달러 당 최고의 발전량을

the exact optimum to get the most power per dollar,

얻을 수 있도록 정확하게 최적화된

irrespective of weight, irrespective of size,

just to get the most conversion of solar energy,

크기와 치수를 가진 설계를 만들 수 있었습니다.

because the sun is free.

그러한 과정을 거쳐 만들어진 엔진이 어떻게 동작하는지 보여드리죠.

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

전 시대에 걸쳐 가장 간단한 열기관 혹은 고온 공기 엔진은

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

이렇게 생겼습니다. 피스톤이 달린 상자모양의 강철 용기입니다.

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

Put a flame under it, the piston moves up.

아래 쪽에 불꽃을 대면, 피스톤이 상승하는 거죠.

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

불꽃을 제거하고 물을 붓거나 냉각시키면 피스톤은 하강합니다.

the piston moves down.

That's a heat engine.

이것이 열기관입니다.

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

이것이 거의 모든 열기관이 갖는 기본적인 것입니다.

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

문제는 효율인데 거의 0.01%에 지나지 않습니다.

because you're heating all the metal of the chamber

그 이유는 금속 상자 전체를 가열하고

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

매번 금속 상자를 냉각해야 하기 때문입니다.

가열된 공기에서 힘을 얻는데, 동시에 금속을 가열하고

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

냉각시키기 위한 에너지를 낭비하게 됩니다.

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

이 때, 매우 영리한 아이디어를 제안한 사람이 있었죠.

So someone came up with a very clever idea.

실린더를 모두 가열하고 냉각하는 대신

Instead of heating and cooling the whole cylinder,

내부에 디스플레이서를 두는 것입니다.

what about if you put a displacer inside --

이 작은 도구는 공기를 앞뒤로 움직이게 합니다.

a little thing that shuttles the air back and forth.

적은 에너지로 상하 운동을 만들 수 있습니다.

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

이제 공기를 아래 위로, 차가운 위에서 뜨거운 아래로

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

뜨거운 아래에서 차가운 위로 이동시킬 수 있습니다.

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

이제 금속을 가열하고 냉각하는 것이 아니라,

공기만 가열하고 냉각하면 됩니다.

That allows you to get the efficiency up

이렇게 함으로써 효율을 0.01%에서 2%로 올릴 수 있습니다.

from a hundredth of a percent to about two percent.

이렇게 함으로써 효율을 0.01%에서 2%로 올릴 수 있습니다.

그 후 로버트 스털링은 이런 멋진 생각을 하게 됩니다.

And then Robert Stirling came along with this genius idea,

이제 이런 종류의 엔진의 금속을 가열하지 않습니다만

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

with this kind of engine,

여전히 모든 공기를 가열하고 있습니다.

but I'm still reheating all the air.

전체 공기를 가열하고 전체 공기를 매번 냉각시키는 거죠.

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

중간에 열스폰지를 넣으면 어떻게 될까요?

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

공기가 뜨거운 곳과 차가운 곳을 지나는 통로에 말입니다.

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

그는 가는 줄과 부서진 유리를 포함해,

So he made fine wires, and cracked glass,

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

모든 종류의 가능한 열스폰지를 제작했습니다.

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

공기가 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 움직일 때,

it puts some heat into the sponge.

어느 정도의 열을 스폰지에 전달합니다.

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

차가워진 공기가 다시 들어올 때,

또 다시 열을 회수합니다.

it picks up that heat again.

이렇게 함으로써 열을 5-6 차례 더 재사용할 수 있습니다.

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

효율도 30-40%까지 올릴 수 있습니다.

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

이것이 잘 알려지지 않았지만, 뛰어난 천재적인 로버트 스털링의 발명입니다.

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

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

고등학교 때의 간단한 형태일 때 다소 비실용적이었던

고온 공기 엔진이 매우 잠재된 가능성을

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

가지고 있었다는 것입니다.

to very potentially possible,

일단 효율이 증가하면, 저렴한 설계를 만들 수 있습니다.

once you get the efficiency up,

if you can design this to be low enough cost.

따라서 가능한 최저가로 설계 및 제작하는 방식을 추진했습니다.

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.

스털링 엔진의 동작에 관한 방대한 수학 모델을 만들었습니다.

유전 알고리즘도 적용했습니다.

We applied the genetic algorithm.

그 결과로부터 최적화된 엔진을 만들었습니다.

We got the results from that for the optimal engine.

We built engines --

지난 2년 동안 100 종류의 엔진을 제작했습니다.

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

각 엔진을 측정하고 측정에 따라 모델을 수정한 끝에

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

현재의 프로토타입을 얻을 수 있었습니다.

and then we led that to the current prototype.

매우 작고 저렴한 엔진이 나왔습니다.

It led to a very compact, inexpensive engine,

바로 이렇게 생겼습니다.

and this is what the engine looks like.

실제로 어떻게 생겼는지 보여드리겠습니다.

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

이것이 엔진입니다.

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

여기 아래 작은 실린더가 발전기와 모든 연결,

which holds the generator inside and all the linkage,

핫캡, 상부의 고온 실린더를 포함하고 있습니다.

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

이 부분이 가열되고, 이 부분이 냉각되면,

this part gets hot, this part is cool,

and electricity comes out.

전기가 생산됩니다.

The exact converse is also true.

정확한 역반응도 가능합니다.

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

여기에 전기를 공급한다면, 이 부분은 가열되고,

이 부분이 냉각되어, 즉, 냉장고가 됩니다.

you get refrigeration.

So it's a complete reversible cycle,

이것은 완전한 가역 사이클이며,

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

매우 효율적인 사이클이고, 매우 단순한 것입니다.

자 이제 두 가지를 합쳐봅시다.

So now you put the two things together.

여기 엔진이 있습니다,

So you have the engine.

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

이제 중심부의 엔진과 잎들을 결합합니다.

잎들은 추적하여 엔진이 집중된 햇빛을 받게 되면,

The petals track and the engine gets the concentrated sunlight,

열이 전기로 변환됩니다.

takes that heat and turns it into electricity.

이것이 우리의 첫 번째 프로토타입으로서 중심부에

This is what the first prototype of our system looked like

엔진과 잎들이 함께 있는 것처럼 보입니다.

with the petals and the engine in the center.

이 발전기가 태양을 받으면

This is being run out in the sun,

어떻게 동작하는지 보여드리겠습니다.

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

(Applause)

(박수)

Thank you.

감사합니다.

이것은 12장의 잎으로 된 유닛입니다.

So this is a unit with the 12 petals.

These petals cost about a dollar each --

가볍고, 알루미늄 도금된 사출성형 플라스틱인

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

잎의 장당 가격은 1달러입니다.

The mechanism to control each petal is below there,

각 잎을 제어하는 것은 그 잎에 달린 마이크로 프로세서가 담당합니다.

with a microprocessor on each one.

엔진에는 열전쌍이 달려 있는데, 이 작은 센서들은

There are thermocouples on the engine --

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

햇빛이 비칠 때 열을 측정합니다.

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

각 잎들은 최고 온도를 유지하기 위해 조절됩니다.

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

아침에 태양이 떠오르면, 잎들은 태양을 찾고,

find it by searching for the highest temperature.

최고 온도를 탐색합니다.

1분 30초에서 2분 정도 햇빛이 핫캡을 비추면,

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

엔진은 기동하기에 충분히 가열됩니다.

and then the engine will generate electricity

엔진은 태양이 떠 있는 하루 6시간 30분에서

for about six and a half hours a day --

7시간 동안 전기를 생산하게 됩니다.

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

이 발전기의 장점을 살릴 수 있었던 핵심은

A critical part that we can take advantage of

저렴한 마이크로 프로세서와

is that we have these inexpensive microprocessors

자율적으로 움직이는 잎들,

and each of these petals is autonomous,

설정없이 태양의 위치를 파악하는 잎입니다.

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,

따라서 현재 위도와 경도를 입력할 필요가 없습니다.

지붕의 기울기각도 알려줄 필요가 없습니다.

what your roof slope angle is, or what orientation.

방향도 알려줄 필요가 없습니다.

It doesn't really care.

그런 것은 문제가 되지 않습니다.

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

이 발전기는 가장 뜨거운 점을 찾고,

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

30분 후에 다시 찾고, 하루 뒤에 다시 찿습니다.

한 달 후에 또 다시 찾습니다.

It basically figures out where on Earth you are

기본적으로 태양의 움직이는 방향을 관측함으로써

by watching the direction the sun moves,

지구상의 위치를 밝혀내 아무런 입력도 필요치 않습니다.

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

태양이 뜨면, 이 발전기는 동작을 시작하고

The way the unit works is,

when the sun comes out, the engine will start

이 부분에서 전기를 얻게 됩니다.

and you get power out here.

교류와 직류를 모두 생산하고, 직류 12 볼트를 이용해

We have AC and DC, get 12 volts DC,

so that could be used for certain applications.

특정 기기를 사용할 수 있습니다.

여기 인버터를 이용하면 교류 117 볼트를 얻을 수 있고

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

물을 데울 수도 있습니다.

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

더운 물은 선택입니다.

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

더운 물을 사용할 필요가 없다면, 저절로 냉각됩니다.

But you can use it to optionally heat hot water

이 더운 물을 사용한다면,

and that brings the efficiency up even higher

효율을 더 한층 높일 수 있는데,

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

일반적으로 사용을 거부한 열을 수영장이든 더운 물이든

유용한 에너지로 사용할 수 있기 때문입니다.

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

여러분께 어떻게 동작하는지 동영상을 보여드리겠습니다.

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

이것이 외부에서 처음 시험한 것입니다.

This is the first test where we took it outside

and each of the petals were individually seeking.

각 잎들이 개별적으로 탐색하고 있습니다.

처음에는 매우 큰 범위에서 움직이다가

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

and very finely afterward.

점점 매우 정교하게 움직입니다.

Once they get a temperature reading on the thermocouple

열전쌍에서 측정된 온도가 태양을 찾은 것으로 판단되면,

indicating they found the sun,

they slow down and do a fine search.

속도를 줄이고 정밀 탐색을 수행합니다.

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

모든 잎들이 위치를 찾게 되면, 엔진이 가동됩니다.

지난 2년 동안 이 엔진을 연구했습니다.

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

그 진전에 매우 고무되어 있는데, 아직 가야할 길이 많이 남아 있습니다.

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

그에 관해 조금 말씀드릴까 합니다.

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

주택가에 어떻게 설치될 것인지 보여주는 그림입니다.

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

지붕 위에 한 개 이상의 엔진을 설치할 수 있습니다.

지붕 위, 뒷 뜰, 혹은 그밖의 아무 곳에나 설치할 수 있습니다.

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

집 전체에 공급할 수 있도록 충분한 유닛을 가질 필요는 없습니다.

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

유닛을 추가하는 만큼 절약하는 것입니다.

you just save money with each incremental one you add.

So you're still using the grid potentially,

이 형태의 응용에서는 여전히 송전망을 이용해야 합니다.

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

물론 밤이나 구름 낀 날엔 발전을 할 수 없기 때문에

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

백업 전원을 가져야 합니다.

하지만 에너지 사용을 줄이고, 특히 피크 타임에 효과적입니다.

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

usually when you have your air conditioning on,

종종 에어컨을 사용하거나 그 비슷한 시간에

or other times like that --

이 발전기는 피크 시간에 가장 많은 전기를 생산합니다.

this generates the peak power at the peak usage time,

so it's very complementary in that sense.

바로 이 경우 매우 합리적인 보완이 됩니다.

This is how we would envision a residential application.

이것이 주택가에 응용하는 방식입니다.

대규모 에너지 생산 기지도 생각하고 있습니다.

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

특히 일조량이 많은 외딴 지역이 유망합니다.

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

이 두 조건을 조합하는 것은 매우 좋은 일입니다.

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

지구 전체에 막대한 태양열이 존재하는 것은 사실입니다.

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

하지만 유망한 지역은 상대적으로 저렴한 곳입니다만,

but in special places

where it happens to be relatively inexpensive to place these

강한 바람이 부는 많은 지역도 해당됩니다.

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.

그 예는 다음과 같습니다. 미국 지도입니다.

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

녹색이나 청색이 아닌 지역은 어느 곳이나 이상적인 곳입니다만,

but even the green or blue areas are good,

녹색이나 청색 지역도 나쁜 곳은 아닙니다,

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

단지 적색이나 주황, 노란색에 비해 좋지 않다는 것입니다.

라스베가스나 데스벨리와 주변의 적색점은

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

정말 정말 좋은 곳입니다.

And is only affects the payback period,

이 모든 것은 자본 회수 기간에 영향을 줍니다.

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

태양 에너지를 사용할 수 없다는 의미는 아닙니다.

you could use it anywhere on Earth.

지구상 어느 곳에서도 태양 에너지를 사용할 수 있습니다.

It just affects the payback period

자본 회수는 송전망을 이용하는 것과 비교할 경우에 영향을 받습니다.

if you're comparing to grid-supplied electricity.

하지만, 송전망이 없다면,

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

자본 회수는 전혀 다른 의미를 가지게 됩니다.

then the question of payback is a different one entirely.

단지 달러 당 얼마나 전기를 생산하는가,

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

그 전력을 사용함을써 어떤 이득을 보고

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

생활을 어떻게 변화시키는가 하는 것입니다.

미국의 지도입니다.

This is the map of the whole Earth,

전체 지구의 지도입니다.

and you can see a huge swathe in the middle

가운데 커다란 띠를 볼 수 있는데,

where a large part of the population is,

인구가 조밀한 지역입니다.

there's tremendous chances for solar energy.

여기에 태양 에너지 사용이라는 막대한 기회가 있습니다.

And of course, look at Africa.

물론 아프리카도 마찬가지입니다.

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

태양 에너지 사용으로 인한 잠재적 이득은 믿을 수 없을 정도입니다.

그와 관련하여 더 많은 방법을 이야기하는 것은 정말 흥분되는 일입니다.

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

결론적으로 말씀드리자면

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

저의 여정이 보여준 것은 새로운 관점으로 예전의 아이디어를 재검토한다면,

that you can revisit old ideas in a new light,

and sometimes ideas that have been discarded in the past

가끔은 버려졌던 예전의 아이디어들도

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

새로운 기술과 방법을 적용할 경우 실현 가능하다는 것입니다.

매우 실용적이고 저렴한 발전기 개발에 근접했다고 생각합니다.

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

단기 목표는 태양전지의 반값에 공급하는 것이며,

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

장기 목표는 자본 회수 기간을 5년 이내로 만드는 것입니다.

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.

자본 회수 기간이 5년 이내가 되면 갑지기 모든 것이 경제적이됩니다.

에너지에 대해 우호적인 입장을 가지는 것이

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

to want to have one of these.

이런 발전기를 보유하는데 필수는 아닙니다.

It just makes economic sense.

경제적으로 인지할 수 있는 것이죠.

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

현재 태양의 자본 회수 기간은 30년에서 50년 사이입니다.

If you get it down below five years,

이 기간을 5년 이내로 줄인다면, 거의 거저먹기가 됩니다.

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

왜냐면, 누군가 자본을 지원해 줄 것이며, 기본적으로

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

설치 당일부터 돈을 벌 수 있기 때문입니다.

이것이 정말 강력한 목표이며 회사차원에서 적극적으로 추진하는 것입니다.

So that's our real powerful goal

that we're really shooting for in the company.

저를 매우 놀라게 한 다른 두 가지가 있습니다.

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

하나는 에너지에 대해 얼마나 편하게 생각하는가 입니다.

one was how casual we are about energy.

엘리베이터에서 여기까지 걸어 오면서,

I was walking from the elevator over here,

and even just looking at the stage right now --

무대를 지금 바라보면서,

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

아마도 20,500와트짜리 조명이 비치고 있는 것이 보입니다.

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

무대 위에는 10,000와트 조명이 있는데,

one horsepower is 746 watts, at full power.

전출력일 때 1마력은 756와트입니다.

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

무대를 비추기 위해 말 15마리가 온힘을 다 쓰고 있는 것입니다.

에어컨을 돌리기 위해 지금 힘쓰고 있을

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

200마리는 언급할 필요도 없습니다.

to keep the air-conditioning going.

놀라운 것은 엘리베이터에 들어갈 때 그 안에 조명이 있는 것입니다.

And it's just amazing,

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

물론 지금은 실수로 불을 켜놓고 나오는 것에 매우 민감합니다.

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

하지만, 우리 주변에 에너지는 엄청나게 낭비되고 있습니다.

But, everywhere around us we have insatiable use for energy

왜냐면 싸기 때문이죠.

because it's so cheap.

왜 싸냐면, 태양의 집중으로 생긴

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

에너지의 혜택을 보고 있기 때문입니다.

that's been concentrated by the sun.

기본적으로 석유는 태양의 농축물입니다.

Basically, oil is solar-energy concentrate.

수십억 년 동안 많은 에너지를 가진 채 가둬진 것입니다.

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

to make it have all that energy contained in it.

그 안에 들어 있는 모든 에너지와 함께 말입니다.

And we don't have a birthright

제 생각에는 그것을 가능한 빨리 다 써버릴 수 있는 권리를 갖고 태어난 것은 아닙니다.

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

우리의 에너지 소비를 재생가능하게 만드는 것은 좋은 일입니다.

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,

에너지 소비와 생산을 같은 속도로 유지하는 것입니다.

우리가 그 지점에 도달하는 것이 제 희망입니다.

and I really hope we can get there.

정말 감사합니다. 멋진 청중이십니다.

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

(박수)