0:00:08.152,0:00:11.497
الأرض تعترض الكثير من الطاقة الشمسية

0:00:11.497,0:00:14.579
137 ألف تيرا وات

0:00:14.579,0:00:19.250
ما يعادل عشرة أضعاف ما يستخدمه سكان الأرض

0:00:19.250,0:00:20.950
اذاً، هل من المحتمل أنه يومًا ما

0:00:20.950,0:00:24.450
سيعتمد العالم كليًا على الطاقة الشمسية ؟

0:00:24.450,0:00:25.698
للإجابة على ذلك السؤال

0:00:25.698,0:00:28.599
نحتاج أولاً لدراسة[br]كيف تقوم الألواح الشمسية

0:00:28.599,0:00:31.959
بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

0:00:31.959,0:00:36.123
الألواح الشمسية مصنوعة من وحدات أصغر[br]تدعى الخلايا الشمسية.

0:00:36.123,0:00:39.183
وأكثر الخلايا الشمسية شيوعًا[br]تصنع من السيليكون

0:00:39.183,0:00:43.297
وهو شبه موصل ويأتي في المرتبة الثانية[br]من حيث الوفرة في الأرض.

0:00:43.297,0:00:44.589
في الخلية الشمسية،

0:00:44.589,0:00:48.567
يتم حشو السيليكون البلوري بين طبقات موصلة.

0:00:48.567,0:00:53.776
كل ذرة سيليكون متصلة بالذرات المجاورة[br]عن طريق 4 روابط قوية

0:00:53.776,0:00:58.077
مما يحفظ الإلكترونات في مكانها[br]فيمنع التيار من السريان.

0:00:58.077,0:00:59.203
وهنا يكمن المفتاح:

0:00:59.203,0:01:03.886
تستخدم خلية السيليكون الشمسية [br]طبقتين مختلفتين من السيليكون

0:01:03.886,0:01:07.036
نوع-n والذي يحتوي على إلكترونات إضافية

0:01:07.036,0:01:12.289
ونوع-p والذي يحتوي على فراغات إضافية[br]للإلكترونات تدعي الفجوات.

0:01:12.289,0:01:14.223
وفي نقطة التقاء نوعي السيلكون،

0:01:14.223,0:01:17.922
تستطيع الإلكترونات التجول [br]عبر نقطة الالتقاء (p\n)

0:01:17.922,0:01:19.979
تاركة شحنة موجبة في أحد الجوانب

0:01:19.979,0:01:23.063
ومنشأةً لشحنة سالبة في الجانب الآخر.

0:01:23.063,0:01:26.785
تستطيع النظر إلى الضوء على أنه[br]تدفق من الجسيمات المتناهية في الصغر

0:01:26.785,0:01:28.125
تدعى الفوتونات

0:01:28.125,0:01:30.185
بعد إطلاقها من الشمس.

0:01:30.185,0:01:34.131
عندما تضرب إحدى هذه الفوتونات [br]خلية السيليكون بطاقة كافية

0:01:34.131,0:01:38.529
تستطيع تحرير إلكترون من رابطته مخلفةً فجوة

0:01:38.529,0:01:43.321
الإلكترون ذو الشحنة السالبة [br]وموقع الفجوة ذات الشحنة الموجبة

0:01:43.321,0:01:45.734
اصبحا الآن طليقان ليتحركا بحرية.

0:01:45.734,0:01:48.752
ولكن بسبب المجال الكهربائي[br]عند نقطة الالتقاء (p\n)

0:01:48.752,0:01:51.355
بإمكانهما الذهاب باتجاه واحد فقط.

0:01:51.355,0:01:53.376
الإلكترون يتم سحبه إلى اتجاه الـ n

0:01:53.376,0:01:56.362
بينما الفجوة يتم سحبها إلى اتجاه الـ p.

0:01:56.362,0:02:01.995
الإلكترونات المتحركة يتم جمعها بواسطة[br]أصابع معدنية رقيقة عند قمة الخلية.

0:02:01.995,0:02:04.750
ومن هناك، تسير خلال دائرة خارجية

0:02:04.750,0:02:06.065
لتقوم بعمل شغل كهربائي

0:02:06.065,0:02:07.606
كتشغيل مصباح كهربائي

0:02:07.606,0:02:11.974
وذلك قبل العودة من خلال[br]صفيحة الألمينيوم الموصلة في الخلف.

0:02:11.974,0:02:15.067
تضع كل خلية سيليكون نصف جهد كهربائي

0:02:15.067,0:02:18.658
ولكن بالإمكان نظمهم في وحدات[br]للحصول على طاقة أكبر.

0:02:18.658,0:02:22.763
12 خلية ضوئية تكفي لشحن هاتف خلوي

0:02:22.763,0:02:26.364
في حين يستلزم عدة وحدات لتشغيل بيت بأكمله.

0:02:26.364,0:02:29.478
الإلكترونات هي الأجزاء الوحيدة[br]المتحركة في الخلية الشمسية

0:02:29.478,0:02:31.854
وجميعها ترجع إلى المكان الذي أتت منه.

0:02:31.854,0:02:33.882
ليس هنالك ما يتم نفاذه أو استهلاكه

0:02:33.882,0:02:37.057
لذلك تستطيع الخلايا الشمسية[br]أن تدوم لعقود من الزمن.

0:02:37.057,0:02:42.874
وبالتالي، ما الذي يمنعنا من أن نصبح[br]معتمدين كلياً على الطاقة الشمسية؟

0:02:42.874,0:02:44.970
هنالك عوامل سياسية مؤثرة

0:02:44.970,0:02:48.954
ناهيك عن المصالح التجارية[br]التي تضغط لاستمرار الوضع الراهن.

0:02:48.954,0:02:53.065
لكن دعنا نركز الآن[br]على التحديات المادية والسوقية

0:02:53.065,0:02:54.482
وأكثر هذه التحديات وضوحاً

0:02:54.482,0:02:58.852
هو أن الطاقة الشمسية [br]لا تتوزع بصورة متساوية عبر الكوكب.

0:02:58.852,0:03:01.219
بعض المناطق مشمسة أكثر من غيرها.

0:03:01.219,0:03:02.859
بالإضافة لكونها متقلبة.

0:03:02.859,0:03:07.228
فقط القليل من الطاقة الشمسية يتوفر [br]في الأيام الغائمة أوأثناء الليل.

0:03:07.228,0:03:10.358
لذلك الاعتماد الكلي سوف يتطلب طرق فعالة

0:03:10.358,0:03:14.102
للحصول على الكهرباء[br]من المناطق المشمسة إلى الغائمة،

0:03:14.102,0:03:17.087
وتخزين فعال للطاقة.

0:03:17.087,0:03:20.393
كذلك فإن كفاءة الخلية في حد ذاتها[br]تشكل تحدٍّ أيضاً.

0:03:20.393,0:03:23.444
إذا تم انعكاس ضوء الشمس بدلاً من امتصاصه

0:03:23.444,0:03:28.130
أو إذا تم وقوع الإلكترونات المطرودة داخل [br]فجوة قبل عبورها خلال الدائرة

0:03:28.130,0:03:30.893
فإن طاقة هذا الفوتون تضيع.

0:03:30.893,0:03:33.241
الخلية الشمسية الأكثر كفاءة حتى الآن

0:03:33.241,0:03:38.634
تحول فقط 46% من ضوء الشمس المتوفر[br]إلى كهرباء

0:03:38.634,0:03:43.642
ومعظم الأنطمة التجارية الحالية تتراوح [br]كفاءتها بين 15-20%.

0:03:43.642,0:03:45.529
على الرغم من هذه القيود

0:03:45.529,0:03:47.204
في الحقيقة، سيكون بالإمكان

0:03:47.204,0:03:50.618
إمداد العالم كله بالطاقة بواسطة تكنولوجيا[br]الخلايا الشمسية الحالية.

0:03:50.618,0:03:52.984
سنحتاج للتمويل لبناء البنية التحتية

0:03:52.984,0:03:54.971
ومساحة كبيرة.

0:03:54.971,0:03:59.440
التقديرات تحددها بعشرات إلى مئات الآلاف[br]من الأميال المربعة،

0:03:59.440,0:04:00.976
والتي تبدو كمساحة كبيرة جداً،

0:04:00.976,0:04:06.312
ولكن الصحراء الكبرى فقط مساحتها [br]أكثر من 3 مليون ميل مربع.

0:04:06.312,0:04:09.039
وفي هذه الأثناء، فإن الخلايا الشمسية تتحسن[br]وتقل في التكلفة

0:04:09.039,0:04:11.986
وتنافس الكهرباء من الشبكات التقليدية.

0:04:11.986,0:04:14.397
وبعض الابتكارات مثل [br]مزارع الخلايا الشمسية الطافية

0:04:14.397,0:04:16.967
يمكنها تغيير المشهد بالكامل.

0:04:16.967,0:04:18.956
بوضع التجارب الفكرية جانبًا،

0:04:18.956,0:04:21.018
هناك حقيقة أنه يوجد أكثر من مليار شخص

0:04:21.018,0:04:24.481
لا يتوفر لهم مصدر معتمد[br]للطاقة الكهربائية،

0:04:24.481,0:04:26.567
خصوصاً في الدول النامية،

0:04:26.567,0:04:28.842
والتي يتوافر في العديد منها جو مشمس.

0:04:28.842,0:04:30.096
ولذلك فإنه في تلك الأماكن،

0:04:30.096,0:04:34.979
الطاقة الشمسية أرخص بكثير وأكثر أماناً[br]من البدائل المتوفرة،

0:04:34.979,0:04:36.579
مثل الكيروسين.

0:04:36.579,0:04:38.646
على الجانب الآخر، [br]فإنه لفنلندا أو لسياتل

0:04:38.646,0:04:42.041
فإن الطاقة الشمسية تعتبر[br]بعيدة المنال قليلاً حتى الآن.