تولید گرمایش و سرمایش بوسیله یك سیستم واحد بدون نیاز به برق
مطالعات یک سیستم خنک کننده را نشان میدهد که هدف آن کمک به جوامع فقیر، کاهش هزینه های گرمایش و سرمایش و همین طور انتشار گاز دی اکسید کربن است.
به گزارش گردو دانلود به نقل از ایسنا و به نقل از سای تک دیلی، بتازگی پژوهشگران در حال کوشش برای یافتن چاره ای برای شارژ کردن یک سیستم خنک کننده ی غیرفعال به نام خنک کننده ی تابشی یا آسمانی هستند. آنها می خواهند از نانوموادی که از نور خورشید جلوگیری می کند و گرما را از پشت بام خانه ها بازتاب و دور می کند استفاه کنند. بااینکه پیشرفت هایی حاصل شده اما این فناوری سازگار با محیط زیست یک فناوری معمولی نیست برای اینکه پژوهشگران باید تلاش کنند تا بتوانند قابلیت سرمایشی این نانومواد را به حداکثر برسانند.
تحقیقات جدیدی که توسط مهندسان دانشگاه بوفالو انجام شده پیشرفت هایی دراین زمینه نشان میدهد.
بر طبق مقاله ای که در هشت فوریه ۲۰۲۱ در مجله ی "Cell Reports Physical Science" منتشر گردید این سیستم خنک کننده با طراحی منحصر به فرد توانست در یک سیستم آزمایشی در محیط خارج از خانه زیر نور مستقیم خورشید دما را بیش از ۱۲ درجه سانتیگراد کم کند و همین طور در آزمایشگاه که محیطی مشابه شب به وجود آورده بودند دما را بیش از ۱۴ درجه سانتیگراد کم کرد. در صورتیکه همزمان نیروی خورشیدی کافی برای گرم کردن آب تا ۶۰ درجه ی سانتیگراد جذب کرده بود.
مهندسان می گویند: در صورتیکه سیستم آزمایش شده ۷۰ سانتی متر مربع بوده است اما می توان آنرا جهت استفاده در پشت بام خانه ها در مقیاس بزرگ تر ساخت. هدف این کار کاهش وابستگی جوامع به سوخت های فسیلی برای گرمایش و سرمایش است و همین طور می تواند به جوامعی که دسترسی محدودی به برق دارند نیز کمک نماید.
چاکینگ گان(Qiaoqiang Gan) نویسنده ی اصلی مقاله که دکترای مهندسی برق از دانشگاه مهندسی و علوم کاربردی بوفالو دارد می گوید: در زندگی روزمره ما نیاز زیادی به سیستم گرمایشی و سرمایشی است. بخصوص سرمایشی از آنجائیکه زمین در حال گرم شدن است.
طراحی سیستم و موادی که موجب موفقیت آن شدند
این سیستم از دو آینه که از ۱۰ لایه فوق نازک از نقره و دی اکسید سیلیکون تولید شده که در مقابل هم به صورت زاویه دار قرار گرفته اند.
این آینه ها نورخورشید را جذب می کنند و انرژی مرئی خورشیدی و نزدیک به فروسرخ را به گرما تبدیل می کنند. این آینه ها همین طور امواج فروسرخ را توسط یک بازتاب کننده که در بین آنها قرار گرفته منعکس می کنند و گرما را به آسمان برمی گردانند.
گان می گوید: از آنجایی که از هر دو سطح بازتاب کننده ی مرکزی دما ساطع می شود بدین سبب قدرت سرمایشی افزایش یافته و دما به میزان بیشتری کاهش پیدا می کند.
او اضافه کرد: بیشتر سیستم های سرمایش خورشیدی نور خورشید را پراکنده می کنند که موجب کاهش قابلیت خنک کنندگی سیستم می شود و حتی با انتخاب طیف مناسب بیشترین حد توان خنک کنندگی در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد چیزی حدود ۱۶۰ وات در متر مربع است و انرژی خورشید که ۱۰۰۰ وات بر متر مربع است بسادگی هدر می رود.
شرکت اسپین اف می خواهد این فناوری را تجاری کند
لیو ژو(Lyu Zhou) که دیگر نویسنده ی اصلی مقاله است و دانشجوی دکترا در رشته ی مهندسی برق در دانشگاه مهندسی و علوم کاربردی است می گوید: یکی از نوآوری های اصلی سیستم ما توانایی جداسازی و حفظ گرمایش خورشیدی و سرمایش تابشی در بخش های مختلف یک سیستم واحد است. در طول شب کار سیستم تابش سرمایشی آسان تر است برای اینکه نیروی خورشید وجود ندارد اما در طول روز به سبب وجود نور خورشید این کار دشوارتر است و باید راهی برای جداسازی سیستم خنک کننده از گرم کننده ی خورشیدی پیدا نماییم.
این تحقیقات بر طبق تحقیقات قبلی آزمایشگاه گان انجام شد که در آن یک سیستم مخروطی شکل برای خنک کردن شهرهای شلوغ بدون نیاز به برق ساخته شد بود تا با تغییرات جوی نیز سازگار باشد.
هائومین سانگ(Haomin Song) استادیار مهندسی برق دانشگاه مهندسی و علوم کاربردی و از نویسندگان مقاله می گوید: ساختار دوطرفه ی جدید این سیستم توانی برابر ۲۸۰ وات در متر مربع دارد و در وضعیت جوی استاندارد در آزمایشگاه بیش از ۱۴ درجه کاهش دما و در محیط بیرون بیش از ۱۲ درجه کاهش دما مشاهده کردیم.
گان می گوید: از همه مهم تر این که سیستم ما انرژی خورشید را هدر نمی دهد بلکه آنرا به وسیله ی آینه ها جذب می کند و می تواند برای گرمایش خورشیدی استفاده گردد و می تواند هر دو سیستم سرمایشی و گرمایشی را در یک سیستم واحد بدون نیاز به برق داشته باشد.
این گروه به جستجو برای یافتن راه هایی برای بهبود سیستم ادامه خواهند داد تا بفهمند چگونه می توان نیروی خورشیدی لازم برای به جوش آوردن آب و آشامیدنی کردن آن جذب کرد.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب