Rad solární chlazení – solární ohřev z jednoho systému. Není nutná elektřina

Systém snížil teplotu uvnitř testovacího systému ve venkovním prostředí vystaveném přímému slunečnímu záření o více než 12 stupňů Celsia (22 stupňů Fahrenheita). Půjčka University of Buffalo

Studie popisuje pasivní chladicí systém, jehož cílem je pomoci chudým komunitám, snížit náklady na chlazení a vytápění a snížit emise CO2.

Pasivní chlazení, protože strom poskytuje stín, trvá věčně.

Vědci nedávno studovali, jak lze pomocí turbodmychadel nabíjet pasivní chladicí zařízení, známé jako sálavé nebo oblohové chlazení, nanočásticemi blokujícími nanočástice, které uvolňují teplo ze střechy. Ačkoli bylo dosaženo pokroku, tato ekologická technologie není neobvyklá, protože vědci se snažili maximalizovat chladicí kapacitu materiálů.

Nový výzkum vedený: University of Buffalo Inženýři v této oblasti dosahují významného pokroku.

Studie zveřejněná v časopise 8. února 2021 Fyzikální věda je mobilní zpráva popisuje jedinečně navržený systém sálavého chlazení, který:

  • Ve venkovním prostředí vystaveném přímému slunečnímu záření byla teplota uvnitř testovacího systému snížena o více než 12 stupňů. Celsia (22 stupňů Fahrenheita)
  • V laboratoři snížila teplotu vzorku, což znamenalo modelování v noci na více než 14 stupňů Celsia (25 stupňů Fahrenheita).
  • Souběžně zachytil dostatek sluneční energie, kterou bylo možné použít k ohřevu vody na přibližně 60 stupňů Celsia (140 stupňů Fahrenheita).

Ačkoli testovaný systém měl plochu pouze 70 centimetrů (27,5 palce), mohl nakonec pokrýt střechy ve velkém měřítku, říkají inženýři, s cílem snížit závislost veřejnosti na chlazení a vytápění fosilními palivy. Může také pomoci komunitám s omezenou kapacitou elektřiny.

„V našem každodenním životě je velká potřeba vytápění a chlazení, zejména ve světě vytápění,“ řekl Xiaoyang Gan, hlavní autor studie, profesor elektrotechniky na UB School of Engineering and Applied Sciences.

Výzkumný tým zahrnuje ong ongfu Yun, PhD, University of Wisconsin-Madison; Král Abdulláh ze Saudské Arábie na University of Science and Technology (KAUST) Bon Oo, PhD, ան Members of Gan Laboratory at UB, և Ooi Laboratory ve společnosti KAUST.

Iativní solární chlazení և solární ohřev

Nová technologie, která zajišťuje sálavé chlazení i solární ohřev, je vše v jednom systému bez použití elektřiny nebo paliva. Půjčka University of Buffalo

Systémové stavební materiály jsou klíčem k úspěchu

Systém se skládá v zásadě ze dvou zrcadel vyrobených z 10 ultratenkého stříbra և oxidu křemičitého namontovaných do tvaru V.

Tato zrcadla absorbují přicházející sluneční světlo a přeměňují sluneční energii na viditelné teplo z blízkých infračervených vln. Zrcadla také odrážejí infračervené vlny z „emitoru“ (svislé pole mezi oběma zrcadly), které se pak odrážejí od tepla, které je přenáší na oblohu.

„Jelikož se teplo emitované z obou povrchů centrálního tepelného emitoru odráží na oblohu, hustota místní chladicí energie tohoto emitoru se zdvojnásobuje, což vede k rekordně vysokému poklesu teploty,“ říká Gann.

„Většina chladicích systémů s paprskem Rad rozptyluje sluneční energii, což omezuje chladicí schopnosti systému,“ říká Gann. „I při dokonalém spektrálním výběru je horní hranice chladicího výkonu při 25 stupních Celsia asi 160 wattů na metr čtvereční. Naproti tomu v těchto systémech bylo jednoduše promarněno asi 1 000 wattů / metr sluneční energie. “

Spinoff si klade za cíl komercializovat technologii

Gann založil spinoffovou společnost Sunny Clean Water LLC, která hledá partnery pro komercializaci této technologie.

„Jednou z klíčových inovací našeho systému je schopnost ohřívat, oddělit a ochladit teplo na různé komponenty v jednom systému,“ říká spoluautorka Liu Woo, PhD v oboru elektrotechniky. և Aplikované vědy. „Radiační chlazení je v noci snadné, protože nemáme proud vzduchu, takže emise tepla jednoduše zhasnou. Sálavé chlazení si snadno uvědomíme. Denní chlazení je ale výzvou, jak svítí slunce. V této situaci je nutné najít strategie pro oddělení solárního ohřevu od chladicí oblasti.

Práce vychází z předchozí studie Gan Laboratory, která navrhla vytvoření kónického systému volného chlazení v přeplněných městech, který by se přizpůsobil změně klimatu.

„Nová oboustranná architektura dosáhla rekordní hustoty lokální chladicí energie více než 280 wattů na metr čtvereční. „Za standardního atmosférického tlaku bez vakuové tepelné izolace jsme byli schopni dosáhnout 14,5 stupňů Celsia v laboratoři při okolní teplotě vyšší než 12 stupňů Celsia ve venkovním experimentu pomocí jednoduchého experimentálního systému,“ řekl Haomin Song, Ph.D ., Výzkumný pracovník v oblasti elektrotechniky, School of Engineering and Applied Sciences, Assistant.

„Prostě jsme si všimli, že náš systém neplýtvá energií. “Místo toho je sluneční energie absorbována selektivními solárními spektrálními zrcadly. Může být použita k ohřevu solární vody, která je v rozvojových zemích široce používána jako energeticky účinné zařízení,” uvedl Gann. „Může udržovat účinky solárního vytápění i sálavého chlazení v jednom systému bez potřeby elektřiny. Je to opravdu „magický“ systém ledové palby.

Výzkumný tým bude i nadále zkoumat způsoby, jak tuto technologii vylepšit, včetně toho, jak čerpat dostatek sluneční energie k vaření vody, aby byla pitná.

Odkaz. „Hybridní koncentrované sálavé chlazení vytápění v jednom systému“ od Liu Zhou, Haomin Song, Nan Hang Angi, Jacob Rada, Matthew Singer, Huafan Hang Angi, Bun S. Fyzikální věda je mobilní zpráva,
DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100338:

Práce byla podpořena financováním z rm termálního transportního programu US National Science Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mimořádný příklad toho, jak voda a led mohou formovat zemi

29. května 2021 Jedna z největších delt na světě je pozoruhodným příkladem toho, jak voda a led mohou formovat pevninu. Delta Yukon-Kuskokswim je jednou z největších...

Prehistorický typ člověka, který byl dříve vědě neznámý

Statická lebka, dolní čelist a temenní pravopis. Fotografický kredit: Tel Avivská univerzita Dramatický objev během izraelských vykopávek Objev nové homo skupiny v této oblasti, která...

Jak vznikla supermasivní černá díra

Výzkum vedený Kalifornskou univerzitou, Riverside poukázal na semeno černé díry vytvořené zhroucením halo temné hmoty. Supermasivní černé díry neboli SMBH jsou černé díry s hmotností...

MIT dosahuje významného pokroku směrem k plné implementaci kvantového výpočtu

Nastavitelná spojka může zapnout a vypnout interakci qubit-qubit. Nežádoucí, zbytkové (ZZ) interakce mezi dvěma qubity jsou eliminovány použitím vyšších úrovní energie v konektoru....

Rakovina prostaty související s obezitou – skutečné rozdělení tělesného tuku se zdá být důležitým faktorem

Tým INRS zkoumá souvislost mezi tělesnou hmotností a rizikem rakoviny. Rakovina prostaty je nejčastější formou rakoviny u kanadských mužů a třetí nejčastější příčinou úmrtí na...

Newsletter

Subscribe to stay updated.