سیستم تهویه بدون نیاز به برق

سرمایش بدون نیاز به برق
دانشمندان توانستند بدون نیاز به برق و تنها با "تاباندن گرمای مازاد به فضا"، آب را خنک کنند. صفحه‌های نوری ویژه‌ای که برای اینکار ساخته شده‌اند، گامی بزرگ بسوی کاربردی کردن این فناوری در صنعت تهویه و یخچال سازی هستند.

 در تصویر پشت بام ساختمان Packard مهندسی برق در دانشگاه استنفورد را می‌بینید. جایی که در آن کارهای برجسته‌ی پرشماری بر روی یک فناوری نوآورانه سرمایشی انجام شده است که شاید روزی بخشی از زندگی روزانه هر یک از ما باشد.

 

پروفسور مهندسی برق "Shanhui Fan" و دانشجویان و پژوهشگران زیر نظرش از سال ۲۰۱۳ از این پشت بام ویژه، برای آزمایش "سطح آینه مانند با فناوری پیشرفته‌ای" بهره می‌گیرند که میرود تا دستگاه‌های تهویه ویخچال‌های بسیار کم (و حتی بدون) مصرف انرژی آینده را شکل دهد.

 

پژوهش‌هایی که در سال ۲۰۱۴  منتشر شد برای نخستین بار، توانایی‌های یکتای "خنک کنندگی" این "سطح اپتیکی" را نشان داد. اکنون Fan و همکاران پیشین  "Aaswath Raman"  و "Eli Goldstein" از سیستمی رونمایی کرده‌اند که با بهره‌گیری از این صفحه‌ها میتواند "آب جاری" را تا "دمایی کمتر از دمای هوای محیط"، خنک کند. و جالب اینکه این فرایند خنک سازی بدون نیاز به الکتریسیته انجام میشود.

 

Raman که همکار سرپرست "نگارش مقاله" منتشر شده درباره این پژوهش درچهارم سپتامبر ۲۰۱۷ در بولتن Nature Energy بوده است، میگوید:این پژوهش تازه، بر پایه کار پیشین ما "خنک کننده نور تابشی radiative sky cooling" بوده است و آن را یک گام به پیش برده است. اکنون  برای نخستین بار "فناوریِ کارایی" برای کاربردی کردن یافته‌های پیشین در "خنک کردن مایع‌ها" ارایه کرده‌ایم و آن را به "سیستم‌های خنک کننده" مرتبط کرده‌ایم تا در مصرف برق صرفه جویی کند.

 

Fan ، Goldstein و Raman  برای انجام آزمایشهای بیشتر و تجاری کردن این فناوری شرکتی بنام "SkyCool Systems" را پایه گذاری کرده‌اند.

 

فرستادن گرما به فضا

 

فرایند "Radiative sky" یا "خنک کنندگی تابشی" یک فرایندی طبیعی است که در هر کس و یا هرچیزی رخ میدهد. این فرایند در نتیجه‌ی آزاد کردن گرما از مولکولها رخ میدهد.

 این پدیده را پس از غروب آفتاب، هنگامی که ساختمانها و جاده‌هایی که در برابر آفتاب بوده‌اند، گرما پس میدهند، به‌خوبی میتوان دید.

 

این پدیده در شبهای صاف بهتر مشاهده میشود چرا که در نبود ابرها، گرمایی که ما و هر آنچه در پیرامون ما هست، پس میدهیم، آسانتر به اتمسفر زمین و پس از آن به فضای سرد و بی پایان، تابیده میشود.

 

Fan  که سر پرست نویسندگان این گزارش است میگوید:وقتی فضایی به این سردی داریم که میتوانیم برای خنک کردن از آن بهره بگیریم چرا برای خنک سازی الکتریسیته بکار ببریم؟ گرما به سادگی جریان می‌یابد و برای همین گرمایی که از زمین به فضا می‌تابد بسیار زیاد است. بدن ما نیز گرما را به همین روش به محیط میدهد.

 

 همه ما می دانیم که این روش در روزهای گرم  آفتابی چندان پاسخگو نیست چرا که بخاطر تابش نور خورشید بیشتر از آنچه گرما از دست می‌دهیم، از خورشید دریافت می‌کنیم.

 

 پژوهشگران برای گذر از این چالش در صفحه‌ی ساخته شده از "فیلم اپتیکی چند لایه‌ای" بهره گرفته‌اند که نزدیک به ۹۷ درصد از نور خورشید را باز می‌تاباند و انرژی گرمایی آن سطح را به فضا می‌فرستد. با از میان برداشتن گرمای نور خورشید، فرایند "خنک سازی تابشی" در روزهای آفتابی نیز می‌تواند مایع را تا دمایی پایین تر از دمای پیرامون خود، خنک کند.

 

پژوهشگران در سال ۲۰۱۵ بر روی پشت بام ساختمان Packard  سیستمی ساخته بودند که در آن لوله‌هایی را با  پنل هایی که از این صفحه‌های اپتیکی ساخته شده بود پوشانده بودند. این پنل‌ها نزدیک به ۲ فوت درازا داشتند. چهار عدد از این پنل ها در طول سه روز آزمایش، همیشه دمای "آبی که به سرعت در لوله‌ها جریان داشت" را سه تا پنج درجه سلسیوس از دمای پیرامون پایین‌تر می‌آوردند.

 

همچنین داده‌های آزمایش این سیستم در ساختمان شرکتی در لاس‌وگاس نشان داد که این فناوری توانسته است بطور میانگین تا ۲۱ درصد در هزینه انرژی خنک سازی ساختمان صرفه جویی کند. میزان صرفه جویی بطور روزانه از ۱۸ تا ۵۰ درصد نوسان داشت.

 

آینده فرا رسیده است!

 

اکنون شرکت SkyCool System سرگرم اندازه‌گیری میزان صرفه جویی در انرژی با این فناوری در صورتی که با سیستم‌های تهویه و یخچالی کنونی ترکیب شود است و بنیانگذاران این شرکت به گسترش و همه گیر شدن این فناوری خوشبین و امیدوارند. برای همین میخواهند که سیستم را به گونه‌ای طراحی کنند که به آسانی در وسیله‌های "سرمایشی" و یخچال‌های کنونی ترکیب شود. این فناوری در "خنک سازی" سرورها و رایانه‌ها نیز کاربرد بسیاری خواهد داشت.

 

Fan  و Raman   همچنین سرگرم پژهش دیگری برای کاربردی کردن این فناوری در افزایش بهره وری سلولهای خورشیدی در تولید برق هستند.

 

شاید این ها را نیز بپسندید:

رکورد در سرمایش تشعشعی

کولر بدون مصرف برق

پنجرهایی برای تولید انرژی خانه

انرژی خورشیدی

لینک منبع خبر:

۱۸ شهریور ۱۳۹۶
ساینس دیلی |

اگر این خبر را پسندیدید "خوش خبریم" را به ۲ نفر از دوستانتان معرفی کنید : ارسال این خبر به دوستان

دیدگاه بازدیدکنندگان


تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید