طراحی دستگاه تهویه با کمترین مصرف انرژی

ایسنا: دانشمندان دانشگاه کلرادو بولدر و دانشگاه وایومینگ یک ماده ارزان و باریک با ویژگی‌های خارق‌العاده ساخته‌اند که حتی در زیر نور مستقیم خورشید نیز مانند یک سیستم تهویه هوا به خنک‌سازی سازه پرداخته و کمترین میزان انرژی یا آب را مصرف می‌کند.

به نقل از زی‌نیوز، وقتی این متا ماده روی سطح اعمال می‌شود، انرژی خورشیدی دریافتی را بطور موثری به فضا منعکس کرده و همزمان به سطح اجازه می‌دهد حرارت داخلی‌اش را به شکل تابش حرارتی مادون قرمز به بیرون رها کند. از این طریق، سازه مذکور به شکل کارآمدی خنک خواهد شد.

این ماده جدید می‌تواند ابزار زیست‌سازگاری برای خنک‌سازی مکمل نیروگاههای حرارتی ارائه کند که در حال حاضر به مقادیر زیادی آب و برق برای حفظ دمای اجرایی دستگاههایشان نیاز دارند.

ضخامت این ماده ترکیبی شیشه-پلیمر فقط ۵۰ میکرومتر بوده که برای مقایسه، تنها کمی ضخیم‌تر از فویل‌های آلومینیومی آشپزخانه است و می‌تواند به شکل رولی تولید شود که آن را به یک فناوری عملی در مقیاس بزرگ برای کاربردهای خانگی و تجاری تبدیل خواهد کرد.

این ماده از فرآیند خنک‌سازی تابشی منفعل بهره می‌برد که در آن، اجسام بطور طبیعی حرارت خود را به شکل تابش مادون قرمز و بدون مصرف انرژی از دست می‌دهند.

تابش حرارتی به ارائه خنک‌سازی طبیعی شبانه پرداخته و در برخی مناطق برای خنک کردن خانه‌های مسکونی استفاده می‌شود، اما خنک‌سازی روزانه از قدیم چالش‌برانگیز بوده است.

برای سازه‌ای که در معرض نور خورشید قرار دارد، حتی مقادیر کوچکی از انرژی خورشیدی مستقیما جذب شده برای خنثی کردن تابش منفعل کافی است.

چالش محققان، ساخت ماده‌ای بود که بتواند با یک تیر دو نشان بزند. یعنی پرتوهای خورشیدی دریافتی را به جو منعکس کرده و همزمان ابزاری برای رهایی از تابش مادون قرمز ارائه کند.

آن‌ها برای حل این مساله، کُره‌های کوچک شیشه‌ای را در یک غشای پلیمری تعبیه کرده و سپس یک پوشش نقره‌ای نازک را در زیر آن به منظور دستیابی به حداکثر بازتابندگی طیفی افزودند.

به گفته محققان، ۱۰ تا ۲۰ متر مربع از این ماده روی سقف می‌تواند به خوبی یک خانه مسکونی را در تابستان خنک کند. این ماده همچنین می‌تواند عملکرد و طول عمر پنل‌های خورشیدی را ارتقا ببخشد زیرا این صفحات در مواجهه با نور مستقیم خورشید، حرارت بسیار بالایی پیدا می‌کنند که توانایی آن‌ها در تبدیل پرتوها به برق را مختل می‌کند.