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空调消耗了全球15%的电力,产生了全球10%的温室气体排放。
斯坦福大学的三位研究人员可能已经找到了一种方法,通过使用利用“辐射天空冷却”的面板来冷却温度低于空气的液体,蒸发损失为零,几乎不需要电力。
正如您可能已经猜到的那样,理解它的工作原理需要一些背景知识。我们让《麻省理工科技评论》解释一下:
所有物体都以红外辐射的形式发出热量,这是光谱中红色右边的一种不可见的光。夹克、连指手套和围巾的目的是尽可能多地保留辐射热,让我们在冬天保持温暖。大气本身,主要以水分子的形式存在,也会辐射回一部分热量。
但是在中红外范围内(波长在8到13微米之间,对于那些记分的人来说)的一小部分发射通过了,通过被称为“通往太空的窗口“在这个范围内发射辐射的物质实际上是将其投射到寒冷的太空中,或者至少是寒冷的上层大气中,使表面本身的温度降至周围空气的温度以下。这种自然现象是导致在开阔的夜空下表面形成霜的原因,比如车窗和草叶,即使在太空中也是如此。
利用这一机制的一个关键挑战是,在白天,来自太阳的热量通常会抵消任何冷却效果。但在2014年底首次发表在《自然》杂志上的一项研究中,SkyCool Systems公司的科学家们解决了这个问题,他们开发了一种先进的材料,可以辐射穿过大气的红外光,同时反射掉97%的阳光。将这种材料放在阳光直射下的屋顶上,其温度仍比环境温度低4.9摄氏度。冷却能力每平方米40.1瓦。”
Eli A. Goldstein, Aaswath P. Raman和Shanhui最近分享了他们的研究这篇论文发表在《自然能源》杂志上.
这篇论文描述了研究人员如何在加州斯坦福温暖潮湿的天气下测试他们的太阳能电池板,并利用收集到的数据来预测太阳能电池板在最佳条件下的工作效率:拉斯维加斯炎热干燥的气候。
他们的模型预测,在拉斯维加斯,一个典型的两层办公大楼配备了太阳能板,可以减少21%的夏季冷却所需的能源。
研究人员表示,该技术的放大版可用于冷却流动的水。水冷却器是安装在屋顶上的面板,由三部分组成:
通过在面板下方安装细水管,研究人员在三天的测试中将水温降低了5摄氏度(约9华氏度)。
结果表明,该技术可以通过替换或增加传统空调和制冷中使用的冷凝器组件来纳入现有的冷却机制。
该系统能够在现有建筑中进行改造,降低业主和租户的成本,这意味着潜在的市场是巨大的。美国大约14%的能源生产用于为住宅和商业建筑降温
参与这项工作的三位研究人员共同创立了SkyCool系统去年春天,为了将这项技术商业化:戈德斯坦是这家初创公司的首席技术官;拉曼担任首席执行官;斯坦福大学电气工程教授范担任顾问。