< Return to Video

خلايا شمسية عضوية، مرنة، قابلة للطباعة

  • 0:02 - 0:05
    ربما لاحظتم أنني أرتدي نوعين
    مختلفين من الأحذية.
  • 0:07 - 0:08
    لا بد أن ذلك يبدو مضحكاً جداً ...
  • 0:08 - 0:10
    إنها بحق مضحكة جداً ...
  • 0:10 - 0:12
    لكني أفعل ذلك لأني أريد أن أوضح أمراً.
  • 0:13 - 0:17
    دعوني أقول أن حذائي الأيسر
    يمثل طبعة القدم المستدامة،
  • 0:17 - 0:20
    ما يعني أننا كبشر نستهلك
    من الموارد الطبيعية كمية أقل
  • 0:20 - 0:22
    مما ينتج كوكبنا،
  • 0:22 - 0:27
    ونولد كمية من ثاني أكسيد الكربون
    أقل مما يمكن للغابات والمحيطات أن تمتص.
  • 0:28 - 0:30
    إنه وضعٌ صحيٌ ومستقرٌ.
  • 0:30 - 0:34
    الوضع اليوم هو أشبه بكثير بالحذاء الآخر.
  • 0:34 - 0:35
    إنه كبير جداً.
  • 0:36 - 0:39
    في الثاني من شهر أغسطس في عام 2017،
  • 0:39 - 0:44
    قمنا باستهلاك كافة الموارد
    التي يمكن لكوكبنا أن ينتجها هذا العام.
  • 0:45 - 0:48
    إنه بمثل أن تنفق كل أموالك
    في اليوم الثامن عشر من الشهر
  • 0:48 - 0:52
    وبعدها ستحتاج للتدين من البنك لبقية الوقت.
  • 0:52 - 0:54
    بالتأكيد، يمكن أن تفعل هذا
    لبعض الأشهر المتتالية،
  • 0:54 - 0:56
    لكن إذا لم تغير سلوكك،
  • 0:56 - 0:58
    فعاجلًا أم آجلًا، ستقع في مشاكل كبيرة.
  • 0:59 - 1:04
    كلنا نعلم الآثار المدمرة
    لهذا الاستغلال الجائر:
  • 1:04 - 1:05
    الاحتباس الحراري،
  • 1:05 - 1:07
    ارتفاع منسوب مستوى سطح البحر،
  • 1:07 - 1:09
    ذوبان الأنهار الجليدية والجليد القطبي،
  • 1:09 - 1:13
    التزايد المطرد في المسارات
    المناخية الخطرة، بل وهناك المزيد
  • 1:14 - 1:17
    إن ضخامة هذه المشكلة أحبطتني بحق.
  • 1:18 - 1:22
    وما أحبطني أكثر هو وجود حلول لهذه المشكلة.
  • 1:22 - 1:24
    لكننا نستمر بفعل أشياء
    مثلما نعملها دائماً.
  • 1:25 - 1:26
    اليوم، أريد أن أعرض لكم
  • 1:26 - 1:31
    كيف يمكن للتقنيات الشمسية الحديثة
    المساهمة في المباني المستدامة المستقبلية.
  • 1:33 - 1:37
    تستهلك المباني حوالي 40%
    من احتياجي الطاقة الكلية،
  • 1:37 - 1:38
    لذا فإن تقليل هذا الاستهلاك
  • 1:38 - 1:41
    سيؤدي إلى تقليل المشاكل البيئية بشكل كبير.
  • 1:41 - 1:44
    فإن مبنا مصمما على مبدأ الاستدامة
  • 1:44 - 1:46
    يمكنه أن يولد كل الطاقة
    التي يحتاجها بنفسه.
  • 1:47 - 1:48
    لإنتاج هذا،
  • 1:48 - 1:51
    بجب عليك أولاً أن تقلل الاستهلاك
    قدر الإمكان،
  • 1:51 - 1:54
    من خلال استخدام جدران ونوافذ
    معزولةً جداً، كبداية
  • 1:55 - 1:57
    هذه التكنولوجيا متوفره بشكل تجاري.
  • 1:58 - 2:00
    ولكننا نحتاج إلى الطاقة
    لتوفير الماء الدافئ وللتدفئة.
  • 2:01 - 2:04
    يمكن أن تحصل على هذا باستخدام
    الطاقة المتجددة القادمة من الشمس
  • 2:04 - 2:06
    من خلال توفير نظام السخان الشمسي
  • 2:06 - 2:08
    أو من الأرض والهواء،
    باستخدام المضخة الحرارية.
  • 2:08 - 2:10
    كل هذه التقنيات موجودة.
  • 2:11 - 2:13
    ومن ثم نتحول إلى الحاجة الكهربائية
    في المنازل.
  • 2:14 - 2:18
    نظرياً، هناك العديد من الطرق
    للحصول على كهرباء متجددة،
  • 2:18 - 2:21
    لكن كم من المباني التي تعرفها
    والتي تمتلك طاحونة هواء على سطحها
  • 2:21 - 2:23
    أو محطة توليد كهرباء مائية في حديقتها؟
  • 2:23 - 2:27
    ربما ليس بالكثير، لأنه عادة ليس منطقياً.
  • 2:27 - 2:30
    لكن الشمس توفر طاقة مستدامة
    على أسطح وواجهات المباني.
  • 2:31 - 2:36
    إن كمية هذه الطاقة المحصودة
    من أسطح المنازل كبيرة جداً.
  • 2:37 - 2:39
    دعونا نأخذ أوروبا كمثال.
  • 2:39 - 2:43
    إذا قمتم باستغلال كامل المساحات
    ذات التوجيه الجيد نحو الشمس
  • 2:43 - 2:45
    وهي غير مغطاة بالكامل،
  • 2:45 - 2:48
    فإن الطاقة الناتجة من الخلايا الكهروضوئية
  • 2:48 - 2:52
    قد تصل لحوالي 30%
    من احتياجي الطاقة الكلية.
  • 2:52 - 2:55
    لكن اليوم فالخلايا الكهروضوئية
    فيها العديد من المشاكل.
  • 2:56 - 2:58
    إنها توفر كفاءة مرتفعةً جداً،
  • 2:58 - 3:01
    لكنها لا تتمتع بالمرونة في تصميمها،
  • 3:01 - 3:03
    مما يجعل الجماليات تحدياً صعباً.
  • 3:03 - 3:06
    الناس عادة ما تتخيل صورة كمثل هذه
  • 3:06 - 3:08
    عندما يفكرون بالخلايا الشمسية على المباني.
  • 3:08 - 3:10
    هذا قد يعمل في المزارع الشمسية،
  • 3:10 - 3:13
    ولكن عندما تفكر في المباني، في الشوارع،
    وفي الهندسة المعمارية،
  • 3:13 - 3:15
    فالجمالية أمر مهم جداً.
  • 3:16 - 3:20
    هذا هو السبب لماذا لا نرى العديد
    من الخلايا الشمسية على المباني حالياً.
  • 3:20 - 3:21
    لأنها لا تتوافق مع جمالية المبنى.
  • 3:22 - 3:26
    فريقنا يعمل الآن على تكنولوجيا
    مختلفةً تماماً للخلايا الشمسية.
  • 3:26 - 3:30
    والتي تدعى الخلايا الكهروضوئية
    العضوية أو أو بي في
  • 3:30 - 3:31
    المصطلح عضوي يستخدم لوصف
  • 3:31 - 3:35
    المادة التي تستخدم
    لامتصاص الضوء ونقل الشحنة
  • 3:35 - 3:37
    بحيث أنها تتكون بشكل أساسي
    من عنصر الكربون،
  • 3:37 - 3:39
    وليس من المعدن.
  • 3:39 - 3:42
    نحن نستخدم خليط البوليمر
  • 3:42 - 3:45
    والتي يتم عملها من خلال
    وحدات مختلفة متكررة،
  • 3:45 - 3:47
    مثل اللؤلؤ في عقد اللؤلؤ،
  • 3:47 - 3:50
    والجزيئات الصغيرة التي لديها شكل كرة القدم
  • 3:50 - 3:51
    والتي تدعا الفوليرين.
  • 3:52 - 3:56
    هذان المركبان يتم خلطها
    وتذويبها لتصبح حبراً.
  • 3:56 - 3:58
    وكمثل الحبر،
  • 3:58 - 4:02
    يمكن طباعتها باستخدام تقنيات طباعة
    شبيهة بالطباعة بالنفث الشقي
  • 4:02 - 4:06
    باستخدام نهج الاسطوانات المتتابعة
    على ركائز مرنة.
  • 4:07 - 4:09
    الطبقة الرقيقة الناتجة هي الطبقة الفعالة،
  • 4:09 - 4:11
    التي تمتص الطاقة من الشمس.
  • 4:12 - 4:14
    هذه الطبقة الفعالة ذات أثر كبير جداً.
  • 4:16 - 4:19
    أنتم بحاجة وحسب لطبقة سماكتها
    0.2 ميكروميتر
  • 4:19 - 4:21
    لامتصاص الطاقة من الشمس.
  • 4:21 - 4:24
    وهذا أنحف بمئة مرة من شعر الإنسان.
  • 4:25 - 4:27
    لنعطيكم مثالاً آخر،
  • 4:27 - 4:30
    خذ كيلوغرام واحدا من البوليمر الأساسي
  • 4:30 - 4:32
    والذي يستخدم لتكوين الحبر الفعال.
  • 4:33 - 4:34
    بهذه الكمية من الحبر،
  • 4:34 - 4:38
    يمكنك طباعة خلية شمسية
    بحجم ملعب كرة القدم الكامل.
  • 4:39 - 4:43
    لذا فإن الخلايا الكهروضوئية العضوية
    ذات كفاءة مادية عالية،
  • 4:43 - 4:46
    والذي أعتقد بأنه أمر أساسي
    عندما نتحدث عن الاستدامة.
  • 4:47 - 4:49
    بعد الانتهاء من الطباعة،
  • 4:49 - 4:52
    يمكن أن تحصل على نموذج شمسي
    يمكن أن يبدو مثل هذا ...
  • 4:53 - 4:55
    إنها أشبه بالرقائق البلاستيكية
  • 4:55 - 4:57
    وفي الحقيقة فهي لديها العديد من خصائصها.
  • 4:58 - 4:59
    إنها خفيفة الوزن...
  • 5:00 - 5:02
    وهي قابلة للطي ...
  • 5:02 - 5:04
    كما أنها شبه شفافة.
  • 5:07 - 5:09
    لكنها تستطيع حصد الطاقة من الشمس في الخارج
  • 5:09 - 5:11
    وكذلك تحصدها من الضوء الداخلي،
  • 5:11 - 5:14
    كما ترى في هذه القطعة الصغيرة
    من الشاشة المضيئة.
  • 5:15 - 5:17
    يمكن أن تستخدمها في الرقائق البلاستيكية
  • 5:17 - 5:20
    ويمكن أن تستفيد من انخفاض الوزن
    وقابليتها على الانثناء.
  • 5:21 - 5:25
    الأول في غاية الأهمية عندما تفكر
    في المباني في المناطق الحارة.
  • 5:25 - 5:29
    هنا، لم يصمم السقف
    ليتقبل المزيد من القوى الثقيلة.
  • 5:29 - 5:32
    فعلى سبيل المثال فإن هذه المباني
    لم تصمم للثلوج في الشتاء،
  • 5:32 - 5:36
    فالخلايا الشمسية المصنوعة من السليكا
    لا يمكن أن تستخدم في حصد الضوء،
  • 5:36 - 5:39
    ولكن هذه الرقائق الشمسية الخفيفة
    مناسبة جداً.
  • 5:40 - 5:43
    قدرتها على الانثناء مهمةٌ جداً
  • 5:43 - 5:46
    كما يمكن أن تجمع بين الخلايا الشمسية
    والقشر المعمارية.
  • 5:47 - 5:50
    تخيل أن الأشرعة في مبنى الأوبرا
    في سدني تعمل كحقل طاقة.
  • 5:51 - 5:53
    بدلاً من ذلك، يمكن أن
    تجمع بين الرقائق الشمسية
  • 5:53 - 5:56
    مع المواد التقليدية المستخدمة
    في الإنشاء كمثل الزجاج.
  • 5:56 - 5:59
    حيث أن الكثير من زجاج الواجهات
    يحتوي على الرقائق على كل حال.
  • 5:59 - 6:01
    وذلك لتوفير زجاج لوحي آمن.
  • 6:01 - 6:05
    إنه ليس بالأمر الكبير أن تقوم
    بإضافة رقاقة ثانية في مرحلة الإنتاج،
  • 6:05 - 6:08
    فبهذا تصبح عناصر الواجهات
    تحتوي على خلايا شمسية
  • 6:08 - 6:09
    وتنتج طاقة كهربائية.
  • 6:11 - 6:13
    هذا بالإضافة لمنظرها الجميل،
  • 6:13 - 6:17
    هذه الخلايا الشمسية
    تأتي مع فائدتين مهمتين.
  • 6:18 - 6:21
    هل تذكرون صورة الخلايا الشمسية
    على الأسطح التي عرضتها سابقاً؟
  • 6:21 - 6:24
    في هذه الحالة، نعمل السقف أولاً،
  • 6:24 - 6:26
    ثم كطبقة ثانية، الخلايا الشمسية.
  • 6:26 - 6:28
    وهذا يضيف تكلفة التجهيز.
  • 6:29 - 6:31
    في حالة الخلايا الشمسية المدمجة،
  • 6:31 - 6:34
    في موقع الإنشاءات، فعنصر واحد يتم إعداده،
  • 6:34 - 6:37
    ليصبح في الوقت نفسه غطاءً للمبنى
  • 6:37 - 6:38
    وخلايا شمسية.
  • 6:39 - 6:41
    بجانب التوفير من كلفة الإعداد،
  • 6:41 - 6:43
    وهذا أيضاً يحفظ الموارد،
  • 6:43 - 6:46
    لأن كلا الوظيفتين تتحدان في عنصر واحد.
  • 6:46 - 6:48
    في وقت سابق، تحدثت حول الموضوع.
  • 6:48 - 6:50
    أنا بجد أحب هذه اللوائح الشمسية ...
  • 6:50 - 6:53
    ربما يكون لكم ذوق مختلفة
    أو احتياجات تصميم مختلفة ...
  • 6:54 - 6:55
    لا مشكلة.
  • 6:55 - 6:57
    مع عملية الطباعة،
  • 6:57 - 7:01
    يمكن للخلايا الشمسية
    تغيير شكلها وتصميمها بسهولة.
  • 7:02 - 7:04
    وهذا يعطي المعماري شيئاً من المرونة،
  • 7:04 - 7:06
    كما ويعطي ذلك للمخطط ولمالك المبنى،
  • 7:06 - 7:10
    لدمج تكنولوجيا الإنتاج الكهربائي
    كما يريدونها.
  • 7:15 - 7:19
    أريد أن أأكد أن ذلك لا يحدث
    وحسب في المختبرات.
  • 7:19 - 7:21
    إنها تحتاج للمزيد
    من السنوات الأضافية لتصبح مستخدمة
  • 7:21 - 7:24
    لكننا على حافة التسويق،
  • 7:25 - 7:28
    ما يعني أن هناك العديد من الشركات
    هناك التي لديها خطوط إنتاج.
  • 7:29 - 7:30
    إنهم يزيدون قدراتهم،
  • 7:30 - 7:32
    وكذلك نفعل نحن، باستخدام الحبر.
  • 7:37 - 7:38
    (سقوط الحذاء)
  • 7:41 - 7:44
    طبعة القدم الأصغر هي أكثر راحة.
  • 7:44 - 7:45
    (ضحك)
  • 7:45 - 7:48
    إنها الحجم الصحيح، المقياس الصحيح.
  • 7:48 - 7:52
    يجب أن نعود للمقياس الصحيح
    عندما نتكلم بخصوص استهلاك الطاقة.
  • 7:53 - 7:56
    وجعل المبنى متعادلا بالكربون
    هو جزء مهم هنا.
  • 7:56 - 7:57
    في أوروبا،
  • 7:58 - 8:01
    لدينا هدف بأن نتخلص من الكربون
    في ضرائب المباني مع عام 2050.
  • 8:01 - 8:05
    وأنا آمل أن الخلايا الكروضوئية العضوية
    ستكون جزء كبيراً من هذا.
  • 8:06 - 8:08
    لدينا مثالان اثنان.
  • 8:08 - 8:13
    هذا يمثل الإدخال التجاري الأول
    لخلايا شمسية عضوية مطبوعة بالكامل.
  • 8:13 - 8:17
    "تجاري" تعني أن الخلايا الشمسية
    تطبع بواسطة المعدات الصناعية.
  • 8:18 - 8:21
    المدعو "بالشجر الشمسي"
    كان جزءاً من الجناح الألماني
  • 8:21 - 8:24
    في معرض إكسبو العالمي في ميلان في 2015.
  • 8:25 - 8:27
    إنها توفر الظل في النهار
  • 8:27 - 8:29
    وتوفر الكهرباء للإضاءة في المساء.
  • 8:30 - 8:33
    ربما تتعجبون عن السبب وراء
    اختيار الشكل السداسي للخلايا الشمسية.
  • 8:34 - 8:35
    جواب سهل:
  • 8:35 - 8:38
    المهندس المعماري أراد الحصول على مسار
    تظليل محدد على الأرض
  • 8:38 - 8:40
    وطلب ذلك،
  • 8:40 - 8:41
    وثم طُبع له ذلك وفقاً للطلب.
  • 8:42 - 8:44
    نحن بعيدون عن المنتج الحقيقي،
  • 8:44 - 8:48
    هذا شكل حر من استخدام
    وتنفيذ مخيلة المعماري
  • 8:48 - 8:49
    أكثر بكثير مما تتوقع.
  • 8:50 - 8:53
    هذا تطبيق آخر قريب من المشاريع
  • 8:53 - 8:55
    والتطبيقات التي نهدف لها.
  • 8:55 - 8:58
    في مبنى المكاتب في ساو باولو، البرازيل،
  • 8:58 - 9:02
    حيث تندمج اللوحات شبة الشفافة
    مع زجاج الواجهة،
  • 9:02 - 9:03
    ما يخدم حاجات مختلفة.
  • 9:04 - 9:07
    أولاً فهو يوفر الظل المناسب
    ليوافق الغرف في الخلف.
  • 9:07 - 9:12
    وثانياً، فإن شعار الشركة
    يُعرض بطريقة مبتكرة.
  • 9:13 - 9:15
    وبالطبع، تنتج الكهرباء،
  • 9:15 - 9:17
    مما يقلل من طبعة الطاقة الخاصة بالمبنى.
  • 9:18 - 9:19
    هذا توجه نحو المستقبل
  • 9:19 - 9:22
    حيث المباني لم تعد مستهلكةً للطاقة،
  • 9:22 - 9:23
    ولكنها تزودنا بالطاقة.
  • 9:24 - 9:27
    أريد أن أرى الخلايا الشمسية
    متكاملة بشكل سلس
  • 9:27 - 9:29
    في غلاف مبانينا
  • 9:29 - 9:32
    لتصبح فعالة في مواردها وجميلةً في منظرها.
  • 9:33 - 9:37
    للأسقف، ستبقى الخلايا الشمسية
    المصنوعة من السليكا حلاً مناسباً.
  • 9:37 - 9:42
    ولكن لاستغلال المساحات
    في كل الواجهات والمناطق،
  • 9:42 - 9:44
    كمثل المساحات شبه الشفافة،
  • 9:44 - 9:47
    الأسطح المنحنية والمظللة،
  • 9:47 - 9:52
    فإني أعتقد بأن الخلايا الكروضوئية العضوية
    يمكنها أن تساهم مساهمةً فاعلة،
  • 9:52 - 9:57
    ويمكنهم أن يشكلوها بأي شكل حسب
    حاجات المخطط والمهنس المعماري ورغباتهم.
  • 9:57 - 9:59
    شكراً لكم.
  • 9:59 - 10:02
    (تصفيق)
Title:
خلايا شمسية عضوية، مرنة، قابلة للطباعة
Speaker:
هانا بوركيستومر
Description:

بخلاف الخلايا الشمسية التي نراها، فإن الخلايا الكروضوئية العضوية مصنوعة من عناصر مذابة في الحبر والتي يمكن طباعتها وتشكيلها باستخدام تقنيات بسيطة والنتيجة هي وزن خفيف، مرن، وشريط شبه شفاف يحول الطاقة الشمسية إلى كهرباء. هانا بوركيستومر تعرض لنا كيف تتم صناعتها وكيف يمكن لها أن تغير الطريقة التي ندعم بها العالم بالطاقة.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:15

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.