TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
אסוואת ראמן: כיצד נוכל להפוך את קור החלל החיצון למשאב מתחדש
Filmed:
Readability: 4.6
1,834,735 views
מה אם היינו יכולים לנצל את האפילה הקרה של החלל החיצון כדי לקרר בניינים על פני-האדמה? בהרצאה מהממת זו, הפיזיקאי אסוואת ראמן מציג את הטכנולוגיה שהוא מפתח כדי לרתום "קירור שמי-לילה" -- תופעת טבע בה אור אינפרא-אדום בורח מכדור-הארץ אל החלל, ונושא עימו חום -- דבר שעשוי לצמצם באופן דרמטי את צריכת האנרגיה של מערכות הקירור שלנו. לימדו יותר אודות כיצד גישה זו עשויה להוליך אותנו לעבר עתיד בו אנו מתחברים באופן מושכל לאנרגיית היקום.
Aaswath Raman - Applied physicist, engineer
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
כל קיץ בזמן היותי ילד,
00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
הייתי טס מביתי בקנדה
כדי לבקר את סבא וסבתא,
כדי לבקר את סבא וסבתא,
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
שגרו במומבאי, הודו.
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
הקיץ הקנדי הוא לא קיצוני,
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
22 מעלות הוא יום קיץ אופייני
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
ולא חם מדי.
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
מצד שני, מומבאי
הוא מקום חם ולח,
הוא מקום חם ולח,
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
עמוק בתוך ה-30 מעלות.
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
ברגע שהייתי מגיע לשם,
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
הייתי שואל, "כיצד אפשר לחיות,
לעבוד ולישון באקלים כזה?"
לעבוד ולישון באקלים כזה?"
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
ומה שיותר גרוע,
לסבים שלי לא היה מזגן.
לסבים שלי לא היה מזגן.
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
ולמרות שניסיתי כמיטב יכולתי,
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
אף פעם לא הצלחתי
לשכנעם לקנות כזה.
לשכנעם לקנות כזה.
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
אבל זה משתנה עכשיו, ומהר.
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
מערכות קירור היום
צורכות יחד 17 אחוז
צורכות יחד 17 אחוז
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
מצריכת החשמל העולמית שלנו.
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
זה כולל הכל, מהמזגנים שרציתי נואשות
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
במהלך חופשות הקיץ שלי,
01:11
to the refrigeration systems
that keep our food safe and cold for us
that keep our food safe and cold for us
18
59895
3610
עד למערכות קירור ששומרות
על מזונינו ומקררות אותו
על מזונינו ומקררות אותו
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
עבורינו במרכולים,
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
ועד למערכות בקרה תעשייתיות
השומרות על מרכזי המידע שלנו שמישים.
השומרות על מרכזי המידע שלנו שמישים.
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
ביחד, המערכות הללו אחראיות ל-8 אחוז
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
מפליטת גזי החממה בעולם.
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
אבל מה שמשאיר אותי ער בלילה
01:29
is that our energy use for cooling
might grow sixfold by the year 2050,
might grow sixfold by the year 2050,
24
77458
4921
היא העובדה שהשימוש שלנו באנרגיה
לשם קירור עלול לגדול פי-6 עד 2050,
לשם קירור עלול לגדול פי-6 עד 2050,
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
בעיקר כתוצאה מהעלייה
בשימוש במדינות אסיה ואפריקה.
בשימוש במדינות אסיה ואפריקה.
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
ראיתי זאת מכלי-ראשון.
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
כמעט בכל דירה באזור בית סביי
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
יש היום מזגן.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
ואין ספק שזה דבר טוב
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
מבחינת הבריאות, הרווחה והפיריון בעבודה
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
של האנשים שחיים באקלים חם.
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
אבל, אחד הדברים הכי מטרידים
בקשר לשינויי אקלים הוא
בקשר לשינויי אקלים הוא
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
שככל שהכוכב שלנו מתחמם יותר,
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
כך נצטרך יותר מערכות קירור --
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
מערכות שהן בעצמן
פולטות הרבה גזי-חממה.
פולטות הרבה גזי-חממה.
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
יש לזה את הפוטנציאל
ליצור מעגל שמזין את עצמו,
ליצור מעגל שמזין את עצמו,
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
בו מערכות הקירור לבד
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
עלולות להפוך לאחד המקורות העיקריים
של גזי-חממה
של גזי-חממה
02:17
later this century.
39
125086
1342
בהמשך המאה הנוכחית.
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
במקרה הכי גרוע,
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
אנו עשויים לצרוך יותר מ-10 טריליון
קילוואט-שעה חשמל בכל שנה,
קילוואט-שעה חשמל בכל שנה,
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
רק בשביל הקירור, עד שנת 2100.
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
זוהי מחצית מאספקת החשמל שלנו היום.
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
אך ורק לקירור.
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
אבל זה גם מוביל
אותנו להזדמנות גדולה.
אותנו להזדמנות גדולה.
02:37
A 10 or 20 percent improvement
in the efficiency of every cooling system
in the efficiency of every cooling system
46
145444
4569
שיפור של 10 עד 20 אחוז
ביעילות של כל מערכת קירור
ביעילות של כל מערכת קירור
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
עשוי ליצור השפעה גדולה
על פליטות גזי-החממה,
על פליטות גזי-החממה,
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
היום, כמו גם בהמשך המאה הנוכחית.
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
וזה יכול לסייע לנו להימנע מהתרחיש הגרוע
של כניסה למעגל שמזין את עצמו.
של כניסה למעגל שמזין את עצמו.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
אני מדען שחושב הרבה על אור וחום.
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
בפרט, כיצד חומרים חדשים
מאפשרים לנו לשנות את זרימת
מאפשרים לנו לשנות את זרימת
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
האלמנטים הבסיסיים הללו של הטבע
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
בדרכים שפעם סברנו
שהן בלתי-אפשריות.
שהן בלתי-אפשריות.
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
בעוד שתמיד הבנתי
את חשיבות הקירור
את חשיבות הקירור
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
בזמן חופשות הקיץ שלי,
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
בסוף הגעתי לעבוד על הבעיה הזו
03:14
because of an intellectual puzzle
that I came across about six years ago.
that I came across about six years ago.
57
182007
4006
בגלל חידה מחשבתית
שנתקלתי בה לפני 6 שנים.
שנתקלתי בה לפני 6 שנים.
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
כיצד אנשים בעת העתיקה
הצליחו לייצר קרח במדבר?
הצליחו לייצר קרח במדבר?
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
זוהי תמונה של בית-קרח,
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
שנקרא גם יאחצ'ל,
שנמצא בדרום-מערב אירן.
שנמצא בדרום-מערב אירן.
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
ישנם עשרות שרידים של
מבנים כאלה ברחבי אירן,
מבנים כאלה ברחבי אירן,
03:36
with evidence of similar such buildings
throughout the rest of the Middle East
throughout the rest of the Middle East
62
204784
3690
עם עדויות למבנים דומים
ברחבי שאר מזרח-התיכון
ברחבי שאר מזרח-התיכון
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
עד לסין.
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
האנשים שהשתמשו בבית-קרח
זה לפני מאות רבות,
זה לפני מאות רבות,
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
היו שופכים מים
לבריכה שרואים משמאל
לבריכה שרואים משמאל
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
בשעות הערב המוקדמות,
בזמן שקיעת השמש.
בזמן שקיעת השמש.
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
ואז קרה משהו מדהים.
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
למרות שטמפרטורת האויר
היתה מעל נקודת הקיפאון,
היתה מעל נקודת הקיפאון,
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
נאמר 5 מעלות,
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
המים היו קופאים.
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
הקרח שנוצר היה נאסף
בשעות הבוקר המוקדמות
בשעות הבוקר המוקדמות
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
ומאוחסן בבניין שרואים מימין,
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
לאורך כל חודשי הקיץ.
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
בעצם אתם הייתם רואים משהו
מאוד דומה לזה שמתרחש
מאוד דומה לזה שמתרחש
04:14
if you've ever noticed frost form
on the ground on a clear night,
on the ground on a clear night,
75
242876
3452
אם שמתם לב פעם לכפור
שנוצר על הקרקע בלילה בהיר,
שנוצר על הקרקע בלילה בהיר,
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
גם כאשר טמפרטורת האויר
היתה מעל נקודת הקיפאון.
היתה מעל נקודת הקיפאון.
04:21
But wait.
77
249121
1160
אבל רגע אחד.
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
כיצד המים קפאו אם טמפרטורת
האויר היא מעל נקודת הקיפאון?
האויר היא מעל נקודת הקיפאון?
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
לאידוי עשוי היה להיות חלק בזה,
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
אבל זה לא מספיק לגרום
למים להפוך לקרח.
למים להפוך לקרח.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
משהו אחר חייב היה לקרר אותם.
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
תדמיינו עוגה שמתקררת על אדן חלון.
04:37
For it to be able to cool down,
its heat needs to flow somewhere cooler.
its heat needs to flow somewhere cooler.
83
265619
3611
כדי שהיא תוכל להתקרר, החום צריך
לזרום למקום שהוא יותר קר.
לזרום למקום שהוא יותר קר.
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
כלומר, לאויר שמקיף אותו.
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
כמה שזה נשמע לא סביר,
04:46
for that pool of water, its heat
is actually flowing to the cold of space.
is actually flowing to the cold of space.
86
274514
5376
באותה בריכת מים, החום למעשה
זורם לקור של החלל.
זורם לקור של החלל.
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
כיצד זה אפשרי?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
ובכן, בריכת המים,
כמו כל החומרים הרגילים,
כמו כל החומרים הרגילים,
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
שולחת את החום שלה בצורת אור.
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
תהליך זה ידוע בתור קרינה תרמית.
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
למעשה, כולנו שולחים את חומנו
כאור אינפרא-אדום ממש עכשיו,
כאור אינפרא-אדום ממש עכשיו,
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
מאחד לשני ולסביבתינו.
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
אנו יכולים ממש לראות זאת
באמצעות מצלמות תרמיות
באמצעות מצלמות תרמיות
05:15
and the images they produce,
like the ones I'm showing you right now.
like the ones I'm showing you right now.
94
303101
3246
והתמונות שהן
מייצרות כמו זו שלפניכם.
מייצרות כמו זו שלפניכם.
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
כך שבריכת המים שולחת את חומה
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
למעלה אל עבר האטמוספירה.
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
האטמוספירה והמולקולות שלה
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
סופגות חלק מהחום
ומחזירות אותו ארצה.
ומחזירות אותו ארצה.
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
זהו למעשה אפקט החממה
שאחראי לשינויי האקלים.
שאחראי לשינויי האקלים.
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
אבל יש דבר שחשוב להבינו.
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
האטמוספירה אינה סופגת את כל החום.
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
אם היא היתה עושה זאת, הכוכב שלנו
היה הרבה יותר חם.
היה הרבה יותר חם.
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
באורכי-גל מסויימים,
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
במיוחד בין 8 ו-13 מיקרון,
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
יש באטמוספירה שלנו
מה שידוע כחלון מעבר.
מה שידוע כחלון מעבר.
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
חלון זה מאפשר לחלק מהחום
שנפלט בצורת אור אינפרא-אדום
שנפלט בצורת אור אינפרא-אדום
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
להימלט ולשאת איתו את חום הבריכה.
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
והוא יכול להימלט למקום
שהוא הרבה, הרבה יותר קר.
שהוא הרבה, הרבה יותר קר.
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
הקור של האטמוספירה העליונה
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
וכל הדרך החוצה לחלל החיצון,
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
שיכול להיות קר עד מינוס 270 מעלות צלזיוס.
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
06:17
So that pool of water is able
to send out more heat to the sky
to send out more heat to the sky
113
365242
3364
לכן אותה בריכת המים מסוגלת
לשלוח יותר חום לשמיים
לשלוח יותר חום לשמיים
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
ממה שהשמיים שולחים אליה בחזרה.
06:22
And because of that,
115
370425
1150
ובגלל זה,
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
הבריכה תתקרר אל מתחת
לטמפרטורת הסביבה שלה.
לטמפרטורת הסביבה שלה.
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
זהו אפקט הידוע כקירור שמי-לילה
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
או קירור-קרינה.
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
והוא תמיד נתפס אצל
מדעני אקלים וחזאים
מדעני אקלים וחזאים
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
כתופעה טבעית מאוד חשובה.
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
כאשר נתקלתי בכל זה,
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
היה זה לקראת סיום
הדוקטורט שלי בסטנפורד.
הדוקטורט שלי בסטנפורד.
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
ונדהמתי מהפשטות
לכאורה של שיטת הקירור,
לכאורה של שיטת הקירור,
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
אבל גם הייתי נבוך.
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
מדוע אנו לא משתמשים בזה?
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
מדענים ומהנדסים התעמקו ברעיון זה
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
בעשורים האחרונים.
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
אבל התברר שיש לפחות
בעיה אחת גדולה.
בעיה אחת גדולה.
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
קוראים לזה קירור שמי-לילה
בגלל סיבה טובה.
בגלל סיבה טובה.
07:06
Why?
130
414109
1174
מדוע?
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
בגלל הדבר הקטן הזה שנקרא השמש.
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
המשטח שדרכו מתבצע הקירור,
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
חייב להיות מופנה לשמיים.
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
ובמהלך אמצע היום,
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
כאשר יש לנו הצורך
הכי גדול למשהו קר,
הכי גדול למשהו קר,
07:19
unfortunately, that means
you're going to look up to the sun.
you're going to look up to the sun.
136
427665
2896
לרוע המזל, המשטח פונה אל שמש.
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
והשמש מחממת את רוב החומרים
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
מספיק חזק כדי לבטל
לגמרי את אפקט הקירור.
לגמרי את אפקט הקירור.
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
עמיתיי ואני בילינו זמן רב
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
במחשיבה כיצד ניתן לבנות חומרים
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
במימדי אורך מאוד קטנים
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
כך שיוכלו לבצע דברים
חדשים ושימושיים עם האור --
חדשים ושימושיים עם האור --
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
מימדי אורך קטנים
מאורכי-הגל של האור עצמו.
מאורכי-הגל של האור עצמו.
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
תוך שימוש בתובנות מהתחום
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
הידוע בתור ננו-פוטוניקה
או מחקר במטא-חומרים,
או מחקר במטא-חומרים,
07:45
we realized that there might be a way
to make this possible during the day
to make this possible during the day
146
453133
3500
גילינו שעשויה להיות דרך
שתאפשר להשיג זאת במהלך היום
שתאפשר להשיג זאת במהלך היום
07:48
for the first time.
147
456657
1173
בפעם הראשונה.
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
כדי לבצע זאת, תכננתי
חומר אופטי רב-שכבתי
חומר אופטי רב-שכבתי
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
המוצג כאן בתמונת מיקרוסקופ.
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
הוא דק יותר פי-40 משיער אדם.
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
והוא מסוגל לבצע שני דברים בו-זמנית.
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
תחילה, הוא שולח חום החוצה
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
בדיוק היכן שהאטמוספירה
מאפשרת לחום לצאת הכי ביעילות.
מאפשרת לחום לצאת הכי ביעילות.
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
כיווננו אותו אל החלון לחלל.
08:09
The second thing it does
is it avoids getting heated up by the sun.
is it avoids getting heated up by the sun.
155
477519
3431
הדבר השני שהוא עושה זה
להימנע מלהתחמם בשמש.
להימנע מלהתחמם בשמש.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
הוא מהווה מראה מצויינת לאור-שמש.
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
בפעם הראשונה שניסיתי
את זה היה על גג בסטנפורד
את זה היה על גג בסטנפורד
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
שאני מראה לכם כאן.
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
השארתי את ההתקן בחוץ לזמן מה,
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
וכאשר ניגשתי אליו לאחר כמה דקות,
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
בתוך שניות ידעתי שזה עובד.
08:29
How?
162
497657
1158
כיצד?
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
נגעתי בו והרגשתי שהוא קר.
08:33
(Applause)
164
501395
4658
(מחיאות כפיים)
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
רק כדי להדגיש עד כמה זה
מוזר ומנוגד לאינטואיציה:
מוזר ומנוגד לאינטואיציה:
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
חומר זה ודומיו
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
יתקררו יותר כאשר נוציא אותם מהמחסה,
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
אפילו אם השמש זורחת עליהם.
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
אני מציג לכם כאן נתונים
מהניסוי הראשון שלנו,
מהניסוי הראשון שלנו,
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
שבו החומר נשאר בטמפרטורה של
5 מעלות צלזיוס
5 מעלות צלזיוס
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
יותר קר מטמפרטורת האויר,
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
למרות שהשמש זרחה עליו ישירות.
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
שיטת הייצור בה השתמשנו
כדי לייצר חומר זה
כדי לייצר חומר זה
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
כבר קיימת בתפוצה נרחבת.
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
וזה ממש ריגש אותי,
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
כי לא רק שאנו עושים משהו מיוחד,
09:13
but we might actually have the opportunity
to do something real and make it useful.
to do something real and make it useful.
177
541149
5053
אלא ייתכן ותהיה לנו ההזדמנות לעשות
משהו מעשי ולהפוך את זה למועיל.
משהו מעשי ולהפוך את זה למועיל.
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
וזה מוליך אותי לשאלה הגדולה הבאה.
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
כיצד בעצם חוסכים אנרגיה ברעיון הזה?
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
אנו מאמינים שהדרך הקצרה ביותר
לחסוך אנרגיה עם הטכנולוגיה הזו
לחסוך אנרגיה עם הטכנולוגיה הזו
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
היא בתור מגביר-יעילות
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
של מערכות המיזוג והקירור שכבר קיימות.
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
כדי לעשות זאת, בנינו לוחות קירור לנוזל,
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
כמו אלו שרואים כאן.
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
ללוחות הללו יש צורה דומה
למחממי מים סולריים,
למחממי מים סולריים,
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
אלא שהם עושים את ההיפך -
הם מקררים את המים, באופן פסיבי,
הם מקררים את המים, באופן פסיבי,
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
תוך שימוש בחומר המיוחד שלנו.
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
הלוחות הללו יכולים להשתלב עם רכיב
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
שנמצא כמעט בכל
מערכת קירור, הנקרא מעבה,
מערכת קירור, הנקרא מעבה,
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
כדי לשפר את יעילות המערכת.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
הסטארט-אפ שלנו, SkyCool Systems,
09:55
has recently completed a field trial
in Davis, California, shown right here.
in Davis, California, shown right here.
192
583287
3874
השלים לאחרונה ניסוי-שטח בדייויס,
קליפורניה, והוא מוצג כאן.
קליפורניה, והוא מוצג כאן.
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
בהדגמה הזו,
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
הראנו שאנו יכולים לשפר את היעילות
10:03
of that cooling system
as much as 12 percent in the field.
as much as 12 percent in the field.
195
591927
2924
של אותה מערכת קירור
בשטח עד כדי 12 אחוז.
בשטח עד כדי 12 אחוז.
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
בשנה-שנתיים הקרובות,
10:08
I'm super excited to see this go
to its first commercial-scale pilots
to its first commercial-scale pilots
197
596752
3904
אני מצפה בהתרגשות לראות
את זה עובר לניסויים מסחריים
את זה עובר לניסויים מסחריים
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
בתחומי מיזוג האוויר והקירור כאחד.
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
בעתיד, ייתכן ונוכל לשלב לוחות כאלה
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
עם מערכות יותר יעילות לקירור בניינים
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
כדי לצמצם את צריכת
האנרגיה שלהן בשני-שלישים.
האנרגיה שלהן בשני-שלישים.
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
ולבסוף, אולי נוכל לבנות מערכת קירור
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
שאינה נזקקת כלל לאספקת חשמל.
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
כצעד ראשון בכיוון הזה,
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
עמיתיי בסטנפורד ואני
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
הראינו שניתן לשמור על חומר
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
משהו בטמפרטורה של יותר מ-42 מעלות צלזויס
מתחת לטמפרטורת האויר
מתחת לטמפרטורת האויר
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
עם תכנון הנדסי משופר.
10:45
Thank you.
209
633165
1150
תודה.
10:46
(Applause)
210
634339
4055
(מחיאות כפיים)
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
רק תדמיינו -
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
משהו שהוא מתחת
לנקודת הקיפאון ביום קיץ חם.
לנקודת הקיפאון ביום קיץ חם.
10:57
So, while I'm very excited
about all we can do for cooling,
about all we can do for cooling,
213
645927
4483
בעוד שאני נלהב ממה
שניתן לשפר בטכנולוגיות הקירור,
שניתן לשפר בטכנולוגיות הקירור,
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
ואני סבור שאכן יש הרבה שניתן לעשות,
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
בתור מדען אני נמשך גם
לאפשרות מעמיקה יותר
לאפשרות מעמיקה יותר
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
שאני מאמין שעבודה זו מצביעה עליה.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
אנו יכולים לנצל את
האפילה הקרה של החלל
האפילה הקרה של החלל
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
לשיפור היעילות
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
של כל תהליך בעולם הקשור באנרגיה.
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
אחד התהליכים הללו
הם התאים הסולריים.
הם התאים הסולריים.
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
הם מתחממים בשמש
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
ויעילותם יורדת ככל שהם מתחממים.
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
ב-2015, הראינו שעם
מיקרו-מבנים מלאכותיים
מיקרו-מבנים מלאכותיים
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
בראש תא סולרי,
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
ניתן לנצל יותר טוב
את אפקט הקירור הזה
את אפקט הקירור הזה
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
כדי לשמור תא סולרי
בטמפרטורה נמוכה יותר.
בטמפרטורה נמוכה יותר.
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
זה מאפשר לתא לפעול יותר ביעילות.
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
אנו מתעמקים יותר באפשרויות כאלה.
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
אנו מתעניינים אם ניתן
לנצל את קור החלל
לנצל את קור החלל
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
שיסייע לנו בשימור מים,
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
או אולי לנצלו לאזורים מבודדים.
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
אולי אפילו נוכל לייצר
חשמל ישירות מהקור הזה.
חשמל ישירות מהקור הזה.
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
יש הפרש טמפרטורות גדול בין כאן
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
לבין החלל הקר.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
ההפרש, לפחות עקרונית,
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
יכול לשמש להנעת משהו הקרוי מנוע חום
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
כדי לייצר חשמל.
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
האם נוכל אז לבנות
התקן לייצור חשמל בלילה
התקן לייצור חשמל בלילה
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
שמייצר חשמל בכמויות משמעותיות
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
כאשר תאים סולריים אינם פועלים?
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
האם נוכל לייצר אור מחושך?
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
תנאי מרכזי ליכולת זו
היא להיות מסוגלים לשלוט
היא להיות מסוגלים לשלוט
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
בקרינה התרמית שאופפת אותנו.
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
אנו טבולים קבוע באור אינפרא-אדום;
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
אם נוכל להכפיף אותו לרצוננו,
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
נוכל לשנות באופן יסודי
את זרמי החום והאנרגיה
את זרמי החום והאנרגיה
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
שמפעפעים סביבנו בכל יום.
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
יכולת זו, עם האפילה הקרה של החלל,
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
מכוונת אותנו אל עתיד
בו אנחנו, כציוויליזציה,
בו אנחנו, כציוויליזציה,
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
נוכל אולי לשלוט באופן יותר מושכל
בפרופיל האנרגיה התרמית שלנו
בפרופיל האנרגיה התרמית שלנו
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
במימדים הכי גדולים.
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
בעודנו מתמודדים עם שינויי אקלים,
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
אני מאמין שהימצאות
יכולת זו בארגז הכלים שלנו
יכולת זו בארגז הכלים שלנו
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
תוכח כחיונית.
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
אז, בפעם הבאה שאתם מטיילים בחוץ,
13:08
yes, do marvel at how the sun
is essential to life on earth itself,
is essential to life on earth itself,
256
776650
6344
אכן ראוי להשתאות על כמה שהשמש
חיונית לחיים עצמם על כדור-הארץ,
חיונית לחיים עצמם על כדור-הארץ,
13:15
but don't forget that the rest of the sky
has something to offer us as well.
has something to offer us as well.
257
783018
4676
אבל לא לשכוח שגם לשאר השמיים
יש מה להציע לנו.
יש מה להציע לנו.
13:20
Thank you.
258
788533
1151
תודה.
13:21
(Applause)
259
789708
4110
(מחיאות כפיים)
ABOUT THE SPEAKER
Aaswath Raman - Applied physicist, engineerAaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials.
Why you should listen
Aaswath Raman is an assistant professor of electrical and systems engineering at the University of Pennsylvania. He is also co-founder of a clean energy startup, SkyCool Systems, where he is its chief scientific officer. He initiated and led the development of radiative sky cooling, a technology that he originated as a research associate at Stanford University, beginning in 2012.
Raman is deeply interested in the intersection of science, technology and development work, and he has previously collaborated on projects to redesign refugee camps with UNHCR and to rethink governance in rural Sierra Leone. In recognition of his breakthroughs in developing radiative sky cooling, in 2015 he was named one of MIT Technology Review's "Innovators Under 35."
Aaswath Raman | Speaker | TED.com