TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
Аасват Раман: Как превратить холод космоса в возобновляемый ресурс
Filmed:
Readability: 4.6
1,834,735 views
Что, если мы сможем охлаждать здания на Земле с помощью холодной тьмы космоса? В этом потрясающем выступлении физик Аасват Раман описывает свою экспериментальную технологию, где используется «ночное охлаждение» — естественное явление, когда инфракрасный свет улетучивается из Земли в космос, унося тепло вместе с собой, — что может значительно уменьшить использование электроэнергии нашими системами охлаждения. Узнайте больше о том, как эта методика приведёт нас в будущее, где мы будем разумно использовать энергию Вселенной.
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.
00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
В детстве я каждое лето
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
улетал из родной Канады
в гости к бабушке и дедушке
в гости к бабушке и дедушке
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
в Индию, в город Мумбаи.
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
В Канаде лето довольно умеренное:
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
средняя температура днём
около 22 градусов по Цельсию
около 22 градусов по Цельсию
или 72 градусов по Фаренгейту,
и не слишком жарко.
и не слишком жарко.
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
А вот в Мумбаи очень жарко и влажно,
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
хорошо за 30 градусов по Цельсию
или за 90 градусов по Фаренгейту.
или за 90 градусов по Фаренгейту.
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
Прилетая туда, я спрашивал себя:
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
«Как можно жить, работать
и спать в такую погоду?»
и спать в такую погоду?»
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
К тому же в доме у бабушки
и дедушки не было кондиционера.
и дедушки не было кондиционера.
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
И, несмотря на все мои старания,
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
я так и не смог уговорить их
его приобрести.
его приобрести.
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
Но ситуация меняется, причём очень быстро.
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
Сегодня на работу систем охлаждения
уходит 17 процентов
уходит 17 процентов
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
используемого электричества во всём мире.
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
К ним относятся и кондиционеры,
которых мне так отчаянно не хватало
во время летних каникул,
во время летних каникул,
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
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
и холодильные системы,
которые не дают нашей еде испортиться
которые не дают нашей еде испортиться
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
в супермаркетах,
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
и системы промышленных масштабов
для поддержания центров обработки данных
для поддержания центров обработки данных
в рабочем состоянии.
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
На все эти системы
приходится восемь процентов
приходится восемь процентов
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
глобальных выбросов парниковых газов.
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
Но вот что не даёт мне покоя:
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
к 2050 году расход электроэнергии
на охлаждение может вырасти в шесть раз,
на охлаждение может вырасти в шесть раз,
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
главным образом из-за более широкого
распространения в странах Азии и Африки.
распространения в странах Азии и Африки.
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
Я видел это своими глазами.
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
Почти в каждой квартире
в районе, где живёт моя бабушка,
в районе, где живёт моя бабушка,
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
теперь есть кондиционер.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
И, конечно же, это хорошо
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
для здоровья, самочувствия
и работоспособности
и работоспособности
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
жителей жарких стран.
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
Но в глобальном потеплении
наибольшую тревогу вызывает то,
наибольшую тревогу вызывает то,
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
что чем больше нагревается наша планета,
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
тем больше нам нужны системы охлаждения,
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
которые сами по себе являются крупными
источниками выбросов парниковых газов.
источниками выбросов парниковых газов.
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
В итоге может образоваться порочный круг,
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
и системы охлаждения
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
сами станут одним из крупнейших
источников парниковых газов
источников парниковых газов
02:17
later this century.
39
125086
1342
к концу XXI века.
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
В худшем случае
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
к 2100 году нам нужно будет
каждый год тратить
каждый год тратить
более 10 триллионов киловатт-часов
электричества только на охлаждение.
электричества только на охлаждение.
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
Это половина всей нашей
электроэнергии сегодня.
электроэнергии сегодня.
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
Только на охлаждение.
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
Но этот же факт указывает нам
на удивительную возможность.
на удивительную возможность.
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
Повышение производительности каждой
системы охлаждения на 10–20 процентов
системы охлаждения на 10–20 процентов
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
может значительно снизить
выброс парниковых газов,
выброс парниковых газов,
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
как сегодня, так и к концу века,
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
и может помочь нам избежать
того самого порочного круга.
того самого порочного круга.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
Я учёный и часто размышляю
о свете и тепле.
о свете и тепле.
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
В частности, о том, как новые материалы
позволяют изменить ход
позволяют изменить ход
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
этих основных природных явлений так,
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
как раньше считалось невозможным.
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
И хотя ещё во время
своих летних каникул я понимал,
своих летних каникул я понимал,
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
как много значит охлаждение,
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
на самом деле я стал работать
над этой проблемой
над этой проблемой
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
из-за головоломки, о которой
узнал лет шесть назад.
узнал лет шесть назад.
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
Как древние люди создавали лёд в пустыне?
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
Это ледяной дом,
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
он же «яхчал», который находится
на юго-западе Ирана.
на юго-западе Ирана.
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
Во всём Иране десятки руин таких домов,
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
также есть свидетельства подобных строений
и в других странах Ближнего Востока
и в других странах Ближнего Востока
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
вплоть до Китая.
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
Люди, много веков назад
работавшие в этом ледяном доме,
работавшие в этом ледяном доме,
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
заливали воду в резервуар слева
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
ранним вечером, на закате солнца.
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
А потом происходило невероятное.
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
Несмотря на то, что температура
воздуха была выше нуля, —
воздуха была выше нуля, —
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
скажем, пять градусов по Цельсию
или 41 градус по Фаренгейту, —
или 41 градус по Фаренгейту, —
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
вода замерзала.
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
Получившийся лёд вынимали рано утром
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
и откладывали на хранение в здание справа
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
для использования в летние месяцы.
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
Возможно, вы и сами
наблюдали нечто подобное,
наблюдали нечто подобное,
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
если замечали, как в ясную ночь
на земле образуется иней,
на земле образуется иней,
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
даже если температура воздуха
намного выше нуля.
намного выше нуля.
04:21
But wait.
77
249121
1160
Но постойте.
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
Как же вода замерзала
при температуре воздуха выше нуля?
при температуре воздуха выше нуля?
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
Возможно, дело в испарении,
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
но одного испарения мало,
чтобы превратить воду в лёд.
чтобы превратить воду в лёд.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
Должно быть, воду охладило что-то другое.
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
Подумайте, как пирог
остывает на подоконнике.
остывает на подоконнике.
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
Чтобы пирог остыл, его тепло
должно уходить туда, где холоднее.
должно уходить туда, где холоднее.
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
А именно — в окружающий его воздух.
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
В это трудно поверить,
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
но тепло от воды из резервуара
уходит в холод космоса.
уходит в холод космоса.
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
Как же это возможно?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
Как и большинство природных
материалов, вода из резервуара
материалов, вода из резервуара
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
отдаёт своё тепло в качестве света.
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
Это явление называется
тепловым излучением.
тепловым излучением.
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
Даже сейчас мы все отдаём тепло
в форме инфракрасного излучения
в форме инфракрасного излучения
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
друг другу и окружающему миру.
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
Мы можем наглядно представить этот процесс
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
на съёмках с тепловых камер,
как на этом изображении.
как на этом изображении.
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
Итак, тепло от воды из резервуара уходит
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
вверх по атмосфере.
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
Молекулы в атмосфере
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
поглощают часть этого тепла
и отдают его обратно.
и отдают его обратно.
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
По сути, это и есть парниковый эффект,
который в ответе за глобальное потепление.
который в ответе за глобальное потепление.
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
Но вот самое главное, что нужно понимать.
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
Атмосфера не поглощает всё тепло,
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
иначе на нашей планете
было бы гораздо жарче.
было бы гораздо жарче.
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
На определённых длинах волн,
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
а именно в диапазоне
между восемью и 13 микронами,
между восемью и 13 микронами,
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
наша атмосфера имеет
так называемое окно прозрачности.
так называемое окно прозрачности.
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
Благодаря этому окну
часть тепла из инфракрасного света
часть тепла из инфракрасного света
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
фактически улетучивается,
унося с собой тепло воды из резервуара.
унося с собой тепло воды из резервуара.
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
А улетучивается оно туда,
где очень, очень холодно:
где очень, очень холодно:
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
в холод верхних слоёв атмосферы
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
и ещё дальше, в открытый космос,
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
где температура доходит
до -270 градусов по Цельсию
до -270 градусов по Цельсию
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
или -454 градусов по Фаренгейту.
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
Получается, что наш резервуар с водой
отдаёт в небо больше тепла,
отдаёт в небо больше тепла,
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
чем получает от неба в ответ.
06:22
And because of that,
115
370425
1150
И именно поэтому
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
в резервуаре более низкая температура,
чем в его окружении.
чем в его окружении.
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
Этот эффект известен как ночное охлаждение
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
или радиационное охлаждение.
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
Климатологи и метеорологи
всегда считали его
всегда считали его
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
очень важным природным явлением.
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
Обо всём этом я узнал,
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
когда заканчивал писать
диссертацию в Стэнфорде.
диссертацию в Стэнфорде.
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
Я был поражен кажущейся
простотой этого метода охлаждения,
простотой этого метода охлаждения,
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
а также весьма озадачен.
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
Почему мы этим не пользуемся?
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
В предыдущие десятилетия учёные и инженеры
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
исследовали эту идею.
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
Но обнаружилась как минимум
одна большая проблема.
одна большая проблема.
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
Эффект назван «ночным
охлаждением» не просто так.
охлаждением» не просто так.
07:06
Why?
130
414109
1174
Почему же?
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
Всё дело в одной мелочи
под названием Солнце.
под названием Солнце.
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
Чтобы поверхность могла охладиться,
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
она должна быть под открытым небом.
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
Но в середине дня,
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
когда нам больше всего
хочется чего-нибудь холодного,
хочется чего-нибудь холодного,
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
на небе, к несчастью, светит солнце.
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
А солнце так нагревает
большинство материалов,
большинство материалов,
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
что полностью нейтрализует
охлаждающий эффект.
охлаждающий эффект.
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
Мы с коллегами много думаем о том,
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
как строить материалы
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
в очень малых масштабах,
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
чтобы находить новое
и полезное применение свету —
и полезное применение свету —
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
в масштабах меньше,
чем длина волны самого света.
чем длина волны самого света.
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
С помощью открытий из науки
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
под названием нанофотоника,
или исследование метаматериалов,
или исследование метаматериалов,
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
мы поняли, что у нас
впервые появилась возможность
впервые появилась возможность
07:48
for the first time.
147
456657
1173
сделать это днём.
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
Для этого я разработал
многослойный оптический материал,
многослойный оптический материал,
показанный на этом изображении
из микроскопа.
из микроскопа.
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
Он более чем в 40 раз тоньше
человеческого волоса.
человеческого волоса.
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
И он может делать две вещи одновременно.
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
Во-первых, он отдаёт своё тепло
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
именно туда, где оно лучше всего
рассеивается в атмосфере.
рассеивается в атмосфере.
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
Наша цель — окно в космос.
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
Во-вторых, он не нагревается на солнце.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
Он отлично отражает солнечный свет.
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
Впервые я протестировал
этот материал на крыше Стэнфорда,
этот материал на крыше Стэнфорда,
которую вы видите на экране.
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
Я оставил там устройство
на несколько минут,
на несколько минут,
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
а когда подошёл к нему,
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
то в считанные секунды понял,
что оно работает.
что оно работает.
08:29
How?
162
497657
1158
Как?
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
На ощупь оно было холодным.
08:33
(Applause)
164
501395
4658
(Аплодисменты)
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
Просто подчеркну,
насколько это странно и нелогично:
насколько это странно и нелогично:
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
этот и другие подобные ему материалы
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
остывают, если вынести их из тени,
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
несмотря на то, что на них светит солнце.
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
Здесь показаны результаты
самого первого эксперимента,
самого первого эксперимента,
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
где материал оставался
на пять градусов по Цельсию
на пять градусов по Цельсию
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
или на девять градусов по Фаренгейту,
холоднее температуры воздуха,
холоднее температуры воздуха,
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
хотя находился под прямыми
солнечными лучами.
солнечными лучами.
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
Метод изготовления этого материала,
который использовали мы,
который использовали мы,
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
на самом деле уже существует
в крупных масштабах.
в крупных масштабах.
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
Поэтому я очень обрадовался,
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
ведь мы не только делаем что-то классное,
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
но у нас появилась возможность
сделать что-то по-настоящему полезное.
сделать что-то по-настоящему полезное.
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
Отсюда следует ещё один важный вопрос.
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
Как эта идея помогает
экономить электроэнергию?
экономить электроэнергию?
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
Мы считаем, что наша технология напрямую
помогает сэкономить электроэнергию,
помогает сэкономить электроэнергию,
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
повысив производительность
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
нынешних кондиционеров
и холодильных систем.
и холодильных систем.
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
Для этого мы сделали
панели жидкостного охлаждения,
панели жидкостного охлаждения,
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
как те, что показаны здесь.
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
По форме эти панели похожи
на солнечные нагреватели,
на солнечные нагреватели,
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
но их функция противоположна —
они пассивно охлаждают воду
они пассивно охлаждают воду
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
с помощью нашего специального материала.
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
Затем в эти панели
можно встроить конденсатор,
можно встроить конденсатор,
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
который есть почти в каждой
системе охлаждения,
системе охлаждения,
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
чтобы улучшить
её общую производительность.
её общую производительность.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
Наш стартап, 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
недавно закончил полевые испытания
в Дэвисе, Калифорния, что показано здесь.
в Дэвисе, Калифорния, что показано здесь.
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
В этой демонстрации
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
мы показали, что можем
улучшить производительность
улучшить производительность
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
этой системы охлаждения в поле
на целых 12 процентов.
на целых 12 процентов.
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
В следующие год–два
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
мне не терпится увидеть
наш первый выход на массовый рынок
наш первый выход на массовый рынок
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
в области и кондиционеров,
и холодильной техники.
и холодильной техники.
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
Возможно, в будущем
мы сможем встраивать такие панели
мы сможем встраивать такие панели
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
в более мощные системы охлаждения,
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
тем самым снизив расход
электроэнергии на две трети.
электроэнергии на две трети.
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
И, быть может, мы дойдём до того,
что изобретём систему охлаждения,
что изобретём систему охлаждения,
для работы которой
вообще не потребуется электричество.
вообще не потребуется электричество.
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
В качестве первого шага к этому
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
мы с коллегами в Стэнфорде
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
продемонстрировали,
что с лучшей техникой
что с лучшей техникой
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
можно поддерживать температуру,
более чем на 42 градуса по Цельсию
более чем на 42 градуса по Цельсию
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
ниже температуры воздуха.
10:45
Thank you.
209
633165
1150
Спасибо.
10:46
(Applause)
210
634339
4055
(Аплодисменты)
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
Только представьте —
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
что-то очень холодное
в жаркий летний день.
в жаркий летний день.
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
И хотя я очень рад тому,
чего мы можем добиться в охлаждении, —
чего мы можем добиться в охлаждении, —
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
и, я думаю, нам ещё многое
предстоит сделать, —
предстоит сделать, —
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
как учёного, меня привлекает
более глубокая возможность,
более глубокая возможность,
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
которая отражается в этой работе.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
Мы можем использовать
холодную тьму космоса,
холодную тьму космоса,
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
чтобы повысить эффективность
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
всего на Земле,
что связано с электроэнергией.
что связано с электроэнергией.
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
В частности, я бы хотел поговорить
о солнечных батареях.
о солнечных батареях.
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
Они нагреваются на солнце,
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
и чем горячее становятся,
тем менее эффективны.
тем менее эффективны.
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
В 2015 году мы показали,
как определённые виды микроструктур
как определённые виды микроструктур
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
поверх солнечной батареи
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
помогают нам лучше использовать
охлаждающий эффект
охлаждающий эффект
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
и пассивно поддерживать более низкую
температуру солнечной батареи.
температуру солнечной батареи.
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
Это обеспечивает более
эффективную работу батареи.
эффективную работу батареи.
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
Мы продолжаем изучать такие возможности.
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
Мы задумываемся об использовании
космического холода
космического холода
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
для экономии водных ресурсов.
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
Или в работе автономных
систем электроснабжения.
систем электроснабжения.
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
Возможно, с этим холодом мы даже сможем
напрямую создавать электроэнергию.
напрямую создавать электроэнергию.
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
Существует огромная разница
в температурах между нами на Земле
в температурах между нами на Земле
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
и в холодном космосе.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
Эту разницу, по крайней мере в теории,
можно использовать в работе
теплового двигателя,
теплового двигателя,
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
чтобы производить электричество.
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
Тогда возможно ли
изобрести ночное устройство,
изобрести ночное устройство,
которое производило бы
достаточно электроэнергии,
достаточно электроэнергии,
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
когда солнечные батареи не работают?
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
Возможно ли производить свет из тьмы?
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
В сердце этой способности —
возможность управлять
возможность управлять
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
тепловым излучением вокруг нас.
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
Мы постоянно окутаны инфракрасным светом;
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
подчинив его своей воле,
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
мы бы коренным образом
изменили потоки тепла и энергии,
изменили потоки тепла и энергии,
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
которые ежедневно пронизывают наш мир.
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
Вместе с холодной тьмой космоса
такая способность
такая способность
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
указывает на будущее, где наша цивилизация
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
может более разумно управлять
своим следом тепловой энергии
своим следом тепловой энергии
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
в самых крупных масштабах.
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
Я думаю, что в борьбе с изменением климата
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
такая способность в нашем арсенале
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
окажется жизненно необходимой.
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
Итак, когда вы в следующий раз
будете гулять по улице,
будете гулять по улице,
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
конечно, восхищайтесь важностью солнца
для самой жизни на земле,
для самой жизни на земле,
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
но не забывайте, что и остальному небу
есть что нам предложить.
есть что нам предложить.
13:20
Thank you.
258
788533
1151
Спасибо.
13:21
(Applause)
259
789708
4110
(Аплодисменты)
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