Why aren't we only using solar power? - Alexandros George Charalambides

TED-Ed·4:42·Technology·B2

Chương · 4

Chương 1·Solar Energy and Atmospheric Irradiance

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:06

We have some good reasons to completely switch over to solar power. It's cheaper in many cases and definitely more sustainable than our dependence on traditional power plants that use resources like coal, which will eventually run out. So why don't we replace these traditional plants with solar energy? Because there's one factor that makes solar power very unpredictable: cloud cover. As the sun's

Chúng ta có nhiều lý do chính đáng để chuyển đổi hoàn toàn sang năng lượng mặt trời. Trong nhiều trường hợp, nó rẻ hơn và chắc chắn bền vững hơn nhiều so với việc phụ thuộc vào các nhà máy điện truyền thống sử dụng tài nguyên như than đá vốn rồi cũng sẽ cạn kiệt. Vậy tại sao chúng ta không thay thế các nhà máy truyền thống này bằng năng lượng mặt trời? Bởi vì có một yếu tố khiến năng lượng mặt trời trở nên rất khó dự đoán: độ che phủ của mây. Khi các tia sáng

0:30

rays move towards Earth, some get absorbed by the Earth's atmosphere, some are reflected back into outer space, but the rest make it to the Earth's surface. The ones that aren't deviated are called direct irradiance. The ones that are deflected by clouds are called diffuse irradiance, and those rays that first get reflected by a surface, like a nearby building, before reaching the solar

mặt trời truyền về phía Trái Đất, một số bị hấp thụ bởi bầu khí quyển của Trái Đất, một số bị phản xạ ngược vào không gian vũ trụ, nhưng phần còn lại chiếu xuống bề mặt Trái Đất. Những tia không bị lệch hướng được gọi là bức xạ trực tiếp. Những tia bị mây tán xạ được gọi là bức xạ khuếch tán, còn những tia phản xạ từ một bề mặt như tòa nhà gần đó trước khi chạm tới hệ thống

0:53

energy system are called reflected irradiance. But before we can examine how clouds affect the sun's rays and electricity production, let's see how these solar energy systems work. First up, we have solar towers. These are made up of a central tower surrounded by a huge field of mirrors that track the sun's path and focus only the direct rays onto a single point on the tower, kind of like

năng lượng mặt trời được gọi là bức xạ phản xạ. Nhưng trước khi xem xét mây ảnh hưởng ra sao đến các tia nắng và quá trình sản xuất điện, hãy cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của các hệ thống năng lượng mặt trời này. Đầu tiên là các tháp năng lượng mặt trời. Chúng bao gồm một tháp trung tâm được bao quanh bởi một cánh đồng gương khổng lồ bám theo quỹ đạo mặt trời và hội tụ các tia sáng trực tiếp vào một điểm duy nhất trên tháp, tương tự như

1:17

an eager beach goer. The heat generated by these rays is so immense that it can be used to boil water, producing steam that drives a traditional turbine which makes electricity. But when we say solar energy systems, we're usually talking about photovoltaics or solar panels, which are the system's most commonly used to generate solar power. In solar panels, photons from the sun's rays hit

một người đi biển háo hức phơi nắng. Nhiệt lượng do các tia sáng này tạo ra lớn đến mức có thể dùng để đun sôi nước, tạo ra hơi nước làm quay một tuabin truyền thống để phát điện. Nhưng khi nhắc đến các hệ thống năng lượng mặt trời, chúng ta thường nói về quang điện hay các tấm pin mặt trời, vốn là những hệ thống phổ biến nhất được dùng để tạo ra điện mặt trời. Trong các tấm pin mặt trời, các hạt photon từ tia nắng chiếu vào

1:41

the surface of a panel and electrons are released to get an electric current going. Solar panels can use all types of irradiance, while solar towers can only use direct irradiance. And this is where clouds become important, because depending on their type and location relative to the Sun, they can either increase or decrease the amount of electricity produced. For instance, even a

bề mặt tấm pin và các electron được giải phóng để tạo thành dòng điện. Tấm pin mặt trời có thể sử dụng mọi loại bức xạ, trong khi tháp năng lượng mặt trời chỉ có thể sử dụng bức xạ trực tiếp. Và đây chính là lúc mây đóng vai trò quan trọng, bởi vì tùy thuộc vào loại mây và vị trí của chúng so với Mặt Trời, chúng có thể làm tăng hoặc giảm lượng điện được sản xuất. Ví dụ, ngay cả một

2:05

few cumulus clouds in front of the Sun can reduce the electricity production in solar towers to almost zero because of this dependence on direct rays. In solar panels, those clouds would decrease energy output as well, though not as much because solar panels can use all types of irradiance. However, all this depends on the clouds exact positioning due to reflection or a particular phenomenon called me

vài đám mây tích trước Mặt Trời cũng có thể làm giảm sản lượng điện ở các tháp mặt trời xuống gần bằng không do sự phụ thuộc vào các tia trực tiếp này. Ở các tấm pin mặt trời, những đám mây đó cũng sẽ làm giảm sản lượng năng lượng, dẫu không nhiều bằng vì pin mặt trời có thể sử dụng mọi loại bức xạ. Tuy nhiên, tất cả điều này phụ thuộc vào vị trí chính xác của các đám mây do sự phản xạ hoặc một hiện tượng đặc biệt gọi là

2:29

scattering, the sun's rays can actually be focused forward by clouds to create a more than 50% increase in the solar irradiance reaching a solar panel. If this potential increase isn't accounted for, it could damage the solar panel. Why does this matter? Well, you wouldn't want this lesson to stop just because a cloud passed over the panel on your roof. In solar towers, huge tanks of molten salt

tán xạ Mie, các tia sáng mặt trời thực sự có thể được mây hội tụ về phía trước để tạo ra mức tăng hơn 50% lượng bức xạ mặt trời chiếu tới tấm pin. Nếu sự gia tăng tiềm tàng này không được tính đến, nó có thể làm hỏng tấm pin mặt trời. Tại sao điều này lại quan trọng? Chà, bạn đâu muốn bài học này bị gián đoạn chỉ vì một đám mây bay qua tấm pin trên mái nhà bạn. Trong các tháp mặt trời, các bồn chứa khổng lồ chứa muối nóng chảy

2:54

or oil can be used to store any excess heat and use it when needed. So that's how they manage the problem of fluctuating solar irradiance to smooth out electricity production. But in the case of solar panels, there currently isn't any way to affordably store extra energy. That's where traditional power plants come in, because to correct for any fluctuations in these solar-powered

hoặc dầu có thể được sử dụng để tích trữ nhiệt lượng dư thừa và dùng khi cần thiết. Đó là cách họ giải quyết vấn đề biến động bức xạ mặt trời để giúp việc sản xuất điện diễn ra ổn định. Nhưng đối với các tấm pin mặt trời, hiện tại vẫn chưa có cách nào để tích trữ năng lượng dư thừa với chi phí hợp lý. Đó chính là lúc các nhà máy điện truyền thống phát huy tác dụng, vì để bù đắp cho bất kỳ sự biến động nào tại các nhà máy dùng năng lượng mặt trời

3:15

plants, extra electricity from traditional sources always needs to be available. But then why aren't these traditional power plants just used as a backup instead of us humans depending on them as our main sources of energy? Because it's impossible for an employee at a coal-fired or a nuclear plant to turn a knob to produce more or less electricity depending on how many clouds

này, nguồn điện bổ sung từ các nguồn truyền thống luôn luôn cần phải có sẵn. Nhưng vậy tại sao những nhà máy điện truyền thống này không chỉ được dùng làm nguồn dự phòng thay vì con người chúng ta phải phụ thuộc vào chúng làm nguồn năng lượng chính? Bởi vì một nhân viên tại nhà máy nhiệt điện than hay hạt nhân không thể chỉ việc vặn một chiếc núm để sản xuất nhiều hơn hay ít điện hơn tùy thuộc vào việc có bao nhiêu đám mây

3:36

there are in the sky. The response time would simply be too slow. Instead, to accommodate these fluctuations, some extra electricity from traditional power plants is always being produced. On clear sky days, that extra electricity might be wasted, but when cloudy skies prevail, it's what fills the gap. This is what we currently depend on for a constant supply of energy. For this reason, a lot

trên bầu trời. Thời gian phản hồi chỉ đơn giản là quá chậm. Thay vào đó, để đáp ứng những dao động này, một lượng điện bổ sung từ các nhà máy điện truyền thống luôn luôn được sản xuất sẵn. Vào những ngày trời quang, lượng điện dư đó có thể bị lãng phí, nhưng khi bầu trời nhiều mây chiếm ưu thế, nó chính là thứ bù đắp vào khoảng trống thiếu hụt. Đây là điều chúng ta hiện đang phải phụ thuộc để có nguồn cung năng lượng liên tục. Vì lý do này, rất nhiều

4:00

of researchers are interested in forecasting the motion and formation of clouds through satellite images or cameras that look up at the sky to maximize the energy from solar power plants and minimize energy waste. If we could accomplish that, you'd be able to enjoy this video powered solely by the sun's rays no matter what the weather. Although, if the sun is shining, you may

nhà nghiên cứu rất quan tâm đến việc dự báo chuyển động và sự hình thành của mây thông qua hình ảnh vệ tinh hoặc các camera hướng lên bầu trời nhằm tối đa hóa năng lượng từ các nhà máy điện mặt trời và giảm thiểu lãng phí năng lượng. Nếu chúng ta làm được điều đó, bạn sẽ có thể thưởng thức video này chỉ bằng nguồn năng lượng từ các tia nắng mặt trời bất kể thời tiết thế nào. Mặc dù nếu trời đang nắng, bạn có thể

4:22

be tempted to venture outside to go and do a different kind of cloud gazing.

sẽ bị thôi thúc bước ra ngoài để thử một kiểu ngắm mây theo một cách rất khác.

Transcript

Hiển thị

Solar Energy and Atmospheric Irradiance

Solar power provides a clean and sustainable alternative to finite fossil fuels, yet cloud cover makes its energy output highly unpredictable. As sunlight penetrates the Earth's atmosphere, it divides into direct, diffuse, and reflected irradiance based on atmospheric interactions.

Năng lượng mặt trời mang lại giải pháp thay thế sạch và bền vững cho nhiên liệu hóa thạch hữu hạn, song mây che phủ khiến sản lượng điện rất khó dự đoán. Khi ánh sáng mặt trời xuyên qua bầu khí quyển Trái Đất, nó phân chia thành bức xạ trực tiếp, bức xạ khuếch tán và bức xạ phản xạ tùy theo các tương tác trong khí quyển.

1 / 4