Потенциальная замена кондиционерам
Исследователи из Стенфордского Университета (Stanford University) спроектировали совершенно новый охлаждающий материал, который работает даже при свете Солнца, устраняя необходимость в традиционных воздушных кондиционерах. Материал структурирован для отражения солнечного света и может помочь значительно улучшить охлаждение зданий, автомобилей и других объектов.
«Мы разработали новый тип материала, который отражает основной спектр солнечного света, одновременно превращая тепло в холод, что приводит к охлаждению искусственных сооружений даже в дневное время», объясняет Shanhui Fan, профессор электротехники и главный автор статьи.
Секрет изобретения в комбинированном эффекте: материал отражает солнечный свет и излучает тепло обратно в атмосферу. Также эти процессы должны протекать в определенном диапазоне волн, для которого атмосфера имеет наименьшее сопротивление.
Новый материал выполняет обе задачи. Он выполняет функции зеркала для солнечного света, а также излучает тепло в эффективном диапазоне волн. Вне этого диапазона, земная атмосфера отражает свет обратно, подобно эффекту парниковых газов – причины глобального потепления.
«До сих пор никому не удавалось преодолеть вызовы дневного радиационного охлаждения, когда Солнце светит», говорит Eden Rephaeli, докторант в лаборатории Shanhui Fan и соавтор статьи. «Это большое препятствие».
Коэффициент излучения/поглощения (черный) нового материала.
Команда Стенфордского Университета использовала наноструктурированные фотонные материалы. Эти материалы могут быть спроектированы для усиления или подавления отражающего эффекта в определенных спектрах.
«Мы использовали совершенно иной подход в сравнение с другими работами в этой области», говорит Aaswath Raman, соавтор статьи и докторант в лаборатории Shanhui Fan. «Мы совместили термоэмиттер и солнечный отражатель в одном устройстве, достигнув более высокой производительности и надежности. В особенности мы очень рады тому, что наш дизайн жизнеспособен как в локальных, так и в промышленных масштабах».
Структура материала.
Новый материал способен достичь полезной мощности охлаждения свыше 100 ватт на квадратный метр. Для примера, традиционные солнечные батареи с 10% эффективности генерируют примерно столько же энергии. Это значит, что охлаждающие панели могут теоретически заменить существующие солнечные батареи на крышах, которые генерируют электричество для воздушных систем кондиционирования.
Еще одним преимуществом новой технологии является ее пассивность. Она не требует энергии. У нее нет движущихся частей. Она легко монтируется. Вы ставите ее на крышу, и она сразу же начинает работать.
Среднестатистический дом для одной семьи с 10% покрытия крыши охлаждающими панелями может компенсировать 35% от воздушного кондиционирования в самые горячие часы лета.
Также новое изобретение можно применять в развивающихся регионах, не имеющих доступа к электрическим сетям, питающих воздушные кондиционеры.
Источник “ScienceReview”
Автор: Maksim Tarasevich
Комментариев нет:
Отправить комментарий