< Return to Video

یک سلول خورشیدی قابل چاپ، انعطاف‌پذیر و آلی

  • 0:02 - 0:05
    شاید متوجه شده باشید
    که لنگههای کفشم فرق میکنند.
  • 0:07 - 0:08
    شاید خندهدار به نظر برسد،
  • 0:08 - 0:10
    حتما خندهدار است.
  • 0:10 - 0:12
    ولی میخواستم مطلبی را برسانم.
  • 0:13 - 0:17
    فکر کنید لنگه چپ کفشم،
    اثر پایدار دارد.
  • 0:17 - 0:20
    یعنی اینکه ما انسانها کمتر از آنکه
    سیارهمان بتواند باز-تولید کند،
  • 0:20 - 0:23
    منابع طبیعی مصرف کنیم،
  • 0:23 - 0:27
    و دیاکسیدکربن کمتری از آنچه جنگلها
    و اقیانوسها بازجذب میکنند، تولید کنیم.
  • 0:28 - 0:30
    این یک وضعیت پایدار و سالم است.
  • 0:30 - 0:34
    وضعیت امروز ما بیشتر شبیه
    این یکی لنگه کفشم است.
  • 0:34 - 0:35
    بسیار حجیم شده است.
  • 0:36 - 0:39
    در دوم اوت ۲۰۱۷،
  • 0:39 - 0:44
    تمام منابعی که سیارهمان امسال میتواند
    بازتولید کند، مصرف کردیم.
  • 0:45 - 0:48
    مثل این میماند که همه پولتان را
    تا ۱۸ام ماه تمام کنید،
  • 0:48 - 0:51
    و بعد برای بقیه ماه
    به اعتبار بانک احتیاج پیدا کنید.
  • 0:52 - 0:54
    قطعاً میتوانید اینکار را
    چند ماه پشتسرهم انجام دهید،
  • 0:54 - 0:56
    ولی اگر به این کارتان ادامه دهید،
  • 0:56 - 0:58
    دیر یا زود به مشکلات بزرگی برمیخورید.
  • 0:59 - 1:04
    همه ما تاثیرات ویرانکننده
    این بهرهبرداریِ بیرویه را میدانیم:
  • 1:04 - 1:05
    گرمایش جهانی،
  • 1:05 - 1:07
    بالا آمدن سطح دریاها،
  • 1:07 - 1:09
    آب شدن یخچالهای طبیعی و یخهای قطبی،
  • 1:09 - 1:13
    افزایشِ افراطی شدن
    الگوهای آبوهوایی و غیره.
  • 1:14 - 1:17
    شدت این مشکل واقعا من را عاجز میکند.
  • 1:18 - 1:22
    چیزی که عاجزترم میکند این است
    که این مشکل راهحلهایی دارد،
  • 1:22 - 1:24
    ولی ما مثل گذشته
    به کارهایمان ادامه میدهیم.
  • 1:25 - 1:26
    امروز میخواهم به شما بگویم
  • 1:26 - 1:31
    چگونه یک فناوری جدید خورشیدی، میتواند
    به ساختمانسازیِ پایدار آینده کمک کند.
  • 1:33 - 1:37
    ساختمانها تقریباً ۴۰ درصد از
    کل انرژی ما را مصرف میکنند،
  • 1:37 - 1:38
    پس حذف این گونه مصرفها
  • 1:38 - 1:41
    به میزان قابل ملاحظهای
    انتشارات جوی را کاهش میدهد.
  • 1:41 - 1:44
    ساختمانی که طبق اصول
    محیط زیستی ساخته میشود،
  • 1:44 - 1:46
    میتواند تمام انرژی
    مورد نیاز خودش را تولید کند.
  • 1:47 - 1:48
    برای عملی شدن این موضوع،
  • 1:48 - 1:51
    اول باید مصرف را
    تا حد امکان کاهش دهید.
  • 1:51 - 1:54
    مثلا با استفاده از دیوارها
    یا پنجرههای کاملاً عایق.
  • 1:55 - 1:57
    این تکنولوژیها هماکنون
    در بازار قابل خریداری هستند.
  • 1:58 - 2:01
    در مرحله بعدی نیاز به آب گرم
    و سیستم گرمایشی دارید.
  • 2:01 - 2:04
    شما میتوانید با نصب تاسیسات
    خورشیدی-گرمایشی این انرژی را
  • 2:04 - 2:05
    بشکل تجدیدپذیر از خورشید بدست بیاورید،
  • 2:05 - 2:08
    یا با استفاده از پمپهای گرمایشی
    از زمین وهوا استفاده کنید.
  • 2:08 - 2:10
    تمامیِ این تکنولوژیها
    در دسترس هستند.
  • 2:11 - 2:13
    بعد از آن به برق نیاز پیدا میکنید.
  • 2:14 - 2:18
    اصولاً چندین راه برای تامین انرژیِ
    تجدیدپذیرِ برق وجود دارد،
  • 2:18 - 2:21
    ولی چند ساختمان سراغ دارید که روی
    سقفشان آسیاب بادی نصب کردهاند،
  • 2:21 - 2:23
    یا موتور آبی در باغچهشان دارند؟
  • 2:23 - 2:27
    احتمالا زیاد نیستند چون معمولا
    با عقل جور درنمیآید.
  • 2:27 - 2:30
    ولی خورشید انرژیِ زیادی روی سقفها
    و نمای ساختمانهای ما ساطع میکند.
  • 2:31 - 2:36
    قابلیت استفاده از این انرژی که روی سطوح
    ساختمانهای ما وجود دارد، بسیار بالاست.
  • 2:37 - 2:39
    مثلاً اروپا را در نظر بگیرید.
  • 2:39 - 2:43
    اگر از همه ناحیههایی
    که زاویه مناسبی نسبت به خورشید دارند
  • 2:43 - 2:45
    و سایه زیادی ندارند استفاده شود،
  • 2:45 - 2:48
    انرژی که فوتوولتائیکها تولید میکنند،
  • 2:48 - 2:52
    تقریبا ۳۰ درصد از کل انرژی
    مورد نیاز ما را تامین میکند.
  • 2:52 - 2:55
    ولی امروزه فوتوولتائیکها مشکلاتی دارند.
  • 2:56 - 2:58
    البته نسبت قیمت به عملکردشان خوب است،
  • 2:58 - 3:01
    ولی طراحی آنها
    قابلیت تغییر زیادی ندارد،
  • 3:01 - 3:03
    و همین موضوع از لحاظ
    زیباشناسی مشکلساز است.
  • 3:03 - 3:06
    مردم وقتی به سلولهای خورشیدیِ
    ساختمانها فکر میکنند،
  • 3:06 - 3:08
    معمولا همچین تصویری به ذهنشان میرسد.
  • 3:08 - 3:10
    اینها شاید برای
    مزارع خورشیدی مناسب باشند،
  • 3:10 - 3:13
    ولی وقتی بحثِ ساختمانها، خیابانها
    یا معماری در میان باشد،
  • 3:13 - 3:15
    زیبایی اهمیت زیادی پیدا میکند.
  • 3:15 - 3:20
    به همین دلیل ما امروزه سلولهای
    خورشیدیِ زیادی روی ساختمانها نمیبینیم.
  • 3:20 - 3:21
    با هم سازگار نیستند.
  • 3:22 - 3:26
    تیم ما در حال کار کردن روی یک
    تکنولوژیِ کاملاً جدید سلول خورشیدی است،
  • 3:26 - 3:30
    که اسم آن فوتوولتائیکهای آلی یا OPV است.
  • 3:30 - 3:31
    واژه آلی حاکی از این موضوع است
  • 3:31 - 3:35
    که مواد بکار رفته
    برای جذب نور و انتقال شارژ
  • 3:35 - 3:37
    از عنصر کربن ساخته شده است،
  • 3:37 - 3:39
    و نه فلزات.
  • 3:39 - 3:42
    ما از ترکیب پلیمری استفاده میکنیم
  • 3:42 - 3:45
    که از واحدهای تکرار شونده
    متفاوت ساخته شده است،
  • 3:45 - 3:47
    مثل مرواریدهای یک زنجیرِ مروارید،
  • 3:47 - 3:50
    و یک مولکول کوچک
    که ظاهرش شبیه توپ فوتبال است
  • 3:50 - 3:51
    و به آن فولرین میگویند.
  • 3:52 - 3:56
    این دو ماده مخلوط و محلول میشوند
    تا جوهری را تشکیل دهند.
  • 3:56 - 3:57
    و مثل جوهر،
  • 3:57 - 4:02
    میتوان آنها را با تکنیکهای ساده
    چاپ کردن، از قبیل پوششدهی نفوذی
  • 4:02 - 4:06
    طی فرآیند ادامهدار رول به رول کردن
    روی زیرلایههای انعطاف پذیر، چاپ کرد.
  • 4:07 - 4:09
    لایه نازک نهایی همان لایه فعال است،
  • 4:09 - 4:11
    که انرژیِ خورشید را جذب میکند.
  • 4:12 - 4:14
    این لایه فعال بسیار کارآمد است.
  • 4:16 - 4:19
    فقط لایهای به ضخامت
    ۰/۲ میکرومتر نیاز است
  • 4:19 - 4:21
    تا نور خورشید جذب شود.
  • 4:21 - 4:24
    این مقدار ۱۰۰ برابر نازکتر
    از یک تار موی انسان است.
  • 4:25 - 4:27
    یک نمونه دیگر مثال میزنم،
  • 4:27 - 4:30
    یک کیلوگرم پلیمر پایه بردارید
  • 4:30 - 4:32
    و برای تولید جوهر فعال از آن استفاده کنید.
  • 4:33 - 4:34
    با این مقدار جوهر،
  • 4:34 - 4:38
    میتوانید یک سلول خورشیدی
    به اندازه یک زمین فوتبال بسازید.
  • 4:39 - 4:43
    بنابراین OPV از لحاظ مواد
    بسیار به صرفهست،
  • 4:43 - 4:46
    که به عقیده من در زمینه پایداری
    بسیار ضروری است.
  • 4:47 - 4:49
    بعد از فرآیند چاپ کردن،
  • 4:49 - 4:52
    مادهای خواهید داشت
    که میتواند به این شکل باشد ...
  • 4:53 - 4:55
    کمی شبیه فویل پلاستیکی است،
  • 4:55 - 4:57
    و در حقیقت خیلی از
    ویژگیهای آن را داراست.
  • 4:58 - 4:59
    سبکی ...
  • 5:00 - 5:02
    انعطافپذیری ...
  • 5:02 - 5:04
    و نیمه شفاف بودنش.
  • 5:07 - 5:09
    ولی میتواند انرژی خورشیدی
    موجود در فضای آزاد،
  • 5:09 - 5:11
    و همینطور این نور داخلی را،
  • 5:11 - 5:14
    همانطور که میبینید،
    با این LED کوچک و روشن، جذب کند.
  • 5:15 - 5:17
    میتوانید از تغییرپذیری آن استفاده کنید
  • 5:17 - 5:20
    و از سبکی و انعطاف پذیریاش بهره ببرید.
  • 5:21 - 5:25
    اولین ویژگی برای مواقعی که ساختمانها در
    مناطق گرمتر قرار دارند، اهمیت پیدا میکند.
  • 5:25 - 5:29
    سقفهای اینجا برای تحمل وزنهای
    سنگینِ اضافه طراحی نشدهاند.
  • 5:29 - 5:32
    مثلاً برای تحمل برفِ زمستان
    طراحی نشدهاند،
  • 5:32 - 5:36
    بنابراین نمیتوان از سلولهای خورشیدی
    سیلیکونیِ سنگین برای جذبنوراستفاده کرد،
  • 5:36 - 5:39
    ولی این فویلهای خورشیدیِ سبک
    برای اینکار بسیار مناسب هستند.
  • 5:40 - 5:43
    انعطافپذیری مهم است،
  • 5:43 - 5:46
    اگر بخواهید سلول خورشیدی را
    با سازهی غشایی ادغام کنید.
  • 5:47 - 5:50
    تصور کنید سقف بادبانیِ
    تالار اپرای سیدنی نیروگاه برق باشد.
  • 5:51 - 5:53
    شما قادر خواهید بود فویلهای خورشیدی را
  • 5:53 - 5:56
    با مواد سنتی سازهها
    مثل شیشه ادغام کنید.
  • 5:56 - 5:59
    خواه ناخواه خیلی ازعناصر نمای شیشهای
    حاویِ یک فویل هستند،
  • 5:59 - 6:01
    تا شیشههای ایمنیِ ورقهای را تشکیل دهند.
  • 6:01 - 6:05
    اضافه کردن یک فویل دیگر در فرآیند تولید
    اهمیت زیادی ندارد،
  • 6:05 - 6:08
    ولی در آنصورت، عنصرِ نما دارای
    سلول خورشیدی میشود
  • 6:08 - 6:09
    و میتواند الکتریسیته تولید کند.
  • 6:11 - 6:13
    علاوه بر ظاهر زیبا،
  • 6:13 - 6:17
    این سلولهای خورشیدی جامع،
    دو مزیت مهم دیگر نیز دارند.
  • 6:18 - 6:21
    آن سلول خورشیدیِ چسبیده به سقف را
    که قبلا نشانتان دادم، بخاطر دارید؟
  • 6:21 - 6:24
    در این حالت،
    اول سقف را نصب میکنیم،
  • 6:24 - 6:26
    سپس سلول خورشیدی را
    در لایهی دوم نصب میکنیم.
  • 6:26 - 6:28
    اینکار هزینهی نصب را افزایش میدهد.
  • 6:29 - 6:31
    در صورت نصب سلولهای مجتمع خورشیدی،
  • 6:31 - 6:34
    تنها یک عنصر در
    محل ساختوساز نصب میشود،
  • 6:34 - 6:37
    که همزمان هم پوشش ساختمان است،
  • 6:37 - 6:38
    و هم سلول خورشیدی.
  • 6:39 - 6:41
    علاوه بر صرفهجویی در هزینههای نصب،
  • 6:41 - 6:43
    در مصرف منابع هم صرفهجویی میشود،
  • 6:43 - 6:46
    زیرا دو عملکرد توسط یک عنصر
    صورت میگیرد.
  • 6:46 - 6:48
    قبلا دربارهی زیبایی بصری صحبت کردم.
  • 6:48 - 6:50
    من خیلی این پنل خورشیدی را دوست دارم.
  • 6:50 - 6:53
    شاید سلیقه شما متفاوت باشد
    یا از طراحیِ دیگری خوشتان بیاید.
  • 6:54 - 6:55
    مشکلی نیست.
  • 6:55 - 6:57
    با فرآینده چاپ،
  • 6:57 - 7:01
    میتوان شکل سلول خورشیدی و طراحی آن را
    خیلی راحت عوض کرد.
  • 7:02 - 7:04
    این موضوع دست معمارها،
  • 7:04 - 7:06
    طراحها و مالکان ساختمان را
    باز میگذارد،
  • 7:06 - 7:10
    تا هرجوری که میخواهند این تکنولوژی
    تولیدکنندهی برق را ادغام کنند.
  • 7:15 - 7:19
    میخواهم تاکید کنم که اینها
    فقط در آزمایشگاه تولید نمیشوند.
  • 7:19 - 7:21
    چند سالی طول میکشد
    تا به تولید انبوه برسند،
  • 7:21 - 7:24
    ولی ما در آستانه تجاری کردن
    این محصول هستیم،
  • 7:25 - 7:28
    بدین معنی که چندین شرکت هستند که
    خطوط تولید این محصول را دارند.
  • 7:29 - 7:30
    آنها در حال افزایش ظرفیتهایشان هستند،
  • 7:30 - 7:33
    ما هم درحال انجام این کار
    با این جوهرها هستیم.
  • 7:37 - 7:38
    (کفش میافتد)
  • 7:41 - 7:44
    این جایپای کوچکتر خیلی راحتتر است.
  • 7:44 - 7:45
    (خنده)
  • 7:45 - 7:48
    اندازهاش مناسب است،
    ابعادش خوب است.
  • 7:48 - 7:52
    وقتی بحث مصرف انرژی پیش میآید،
    باید برویم سراغ ابعاد صحیح.
  • 7:53 - 7:56
    و بنا کردن ساختمانهای کربن خنثی
    در اینجا موضوع مهمی است.
  • 7:56 - 7:57
    در اروپا،
  • 7:58 - 8:01
    هدفمان این است که تا سال ۲۰۵۰
    ساختمانهایمان را کربنزدایی کنیم.
  • 8:01 - 8:05
    امیدوارم فوتووتائیکهای آلی
    بخش بزرگی از این برنامه باشند.
  • 8:06 - 8:08
    این هم چند نمونه.
  • 8:08 - 8:13
    این اولین نصب تجاریِ سلولهای
    خورشیدی آلی کاملا چاپی است.
  • 8:13 - 8:17
    منظور از"تجاری" این است که سلولهای
    خورشیدی با تجهیزات صنعتی چاپ شدهاند.
  • 8:18 - 8:21
    این به اصطلاح "درختهای خورشیدی،"
    سال ۲۰۱۵ بخشی از غرفه آلمان
  • 8:21 - 8:24
    در نمایشگاه جهانی در میلان بودهاند.
  • 8:24 - 8:27
    آنها در طول روز
    به عنوان سایهبان استفاده میشدند،
  • 8:27 - 8:29
    و شبها برق لازم
    برای روشنایی را فراهم میکردند.
  • 8:30 - 8:33
    شاید با خودتان بگویید چرا این سلولهای
    خورشیدی به صورت ششضلعی ساخته شدهاند.
  • 8:34 - 8:35
    جوابش خیلی ساده است،
  • 8:35 - 8:38
    معمارها میخواستند شکل
    و الگوی خاصی از سایه روی زمین بیفتد،
  • 8:38 - 8:40
    و این شکلی سفارش دادند،
  • 8:40 - 8:42
    و بعد به همان شکلی
    که خواسته بودند چاپ شد.
  • 8:42 - 8:44
    با توجه به فاصله داشتن از یک محصول واقعی،
  • 8:44 - 8:48
    این تاسیسات منحنی،
    نظر معمارهای بازدید کننده را
  • 8:48 - 8:49
    فراتر از حد انتظارمان، جذب کرد.
  • 8:50 - 8:53
    این هم یک درخواست دیگر که به پروژهها
  • 8:53 - 8:55
    و کاربردهای هدفمان نزدیکتر است.
  • 8:55 - 8:58
    در یک ساختمان اداری
    در شهر سائوپائولوی برزیل،
  • 8:58 - 9:02
    پنلهای نیمه شفاف OPV داخل
    نمای شیشهای ساختمان کار گذاشته شدند،
  • 9:02 - 9:03
    تا در خدمت نیازهای متفاوتی باشند.
  • 9:04 - 9:07
    اول، سایه لازم برای جلسات
    اتاقهای پشتی را فراهم میکنند،
  • 9:07 - 9:12
    دوم، لوگوی شرکت را به شکل
    خلاقانهای نشان میدهند.
  • 9:13 - 9:15
    و البته برق تولید میشود،
  • 9:15 - 9:17
    و جای پای انرژی ساختمان را کاهش میدهد.
  • 9:18 - 9:19
    و این آیندهای را نشان میدهد
  • 9:19 - 9:22
    که ساختمانها دیگر
    مصرفکنندهی انرژی نیستند،
  • 9:22 - 9:24
    بلکه تولیدکنندهی انرژی هستند.
  • 9:24 - 9:27
    میخواهم سلولهای خورشیدیای ببینم
    که کاملاً یکپارچه
  • 9:27 - 9:29
    روی سطح ساختمانهایمان نصب شوند،
  • 9:29 - 9:32
    که هم تولیدکننده باشند
    و هم آدم از دیدنشان لذت ببرد.
  • 9:33 - 9:37
    سلولهای خورشیدی سیلیکونی
    برای سقفها کارآمد میمانند.
  • 9:37 - 9:42
    ولی برای استفاده از قابلیت
    همه نماها و دیگر مناطق،
  • 9:42 - 9:44
    مثل مناطق نیمهشفاف،
  • 9:44 - 9:47
    سطوح منحنی و سایهبانها،
  • 9:47 - 9:52
    به نظر من فوتوولتائیکهای آلی
    میتوانند نقش بسزایی ایفا کنند،
  • 9:52 - 9:57
    و میشود آنها را به هر شکلی
    که معمارها و طراحها بخواهند، تولید کرد.
  • 9:57 - 9:59
    متشکرم.
  • 9:59 - 10:02
    (تشویق)
Title:
یک سلول خورشیدی قابل چاپ، انعطاف‌پذیر و آلی
Speaker:
هانا بورکشتومر
Description:

بر خلاف سلولهای خورشیدی که معمولا مشاهده می‌کنید، فتوولتائیک‌های آلی را می‌توان از ترکیبات محلول در جوهر تولید کرد و می توان آن‌ها را با استفاده از تکنیک‌های ساده، چاپ و قالب‌بندی کرد. محصول نهایی یک فویل سبک، انعطاف پذیر و نیمه شفاف است که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کند. هانا بورکشتومر نشان می‌دهد که این محصولات چگونه ساخته می‌شوند و آنها چگونه می‌توانند شیوه تامین برق جهان را تغییر دهند.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:15

Persian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.