Обмен передовым опытом в области радиационного охлаждения

Университет науки и технологий короля Абдаллы (KAUST)

Изображение: Устройства радиационного охлаждения обеспечивают охлаждение без использования электричества, излучая тепло, которое не поглощается атмосферой, а уходит из атмосферы Земли в космическое пространство.посмотреть больше

В мире, испытывающем повышенный тепловой стресс, технология охлаждения с нулевым выбросом углерода, которая не потребляет электроэнергию и вместо этого работает за счет отдачи тепла непосредственно в космическое пространство, стала бы новаторским достижением. Однако плохая стандартизация и отсутствие прозрачности препятствуют этой многообещающей технологии, известной как радиационное охлаждение. Рекомендации по передовой практике[1], изложенные ведущим исследователем радиационного охлаждения KAUST Цяоцяном Ганем, могут помочь вернуть исследовательскую область в нужное русло.

Устройства радиационного охлаждения обеспечивают охлаждение без использования электричества, излучая тепло в узком диапазоне длин волн, называемом прозрачным окном атмосферы. Внутри этого окна тепло не поглощается атмосферой, а уходит в космос, который при температуре в три градуса выше абсолютного нуля действует как огромный поглотитель тепла и легко поглощает излучаемое тепло. «Эта технология особенно привлекательна для удовлетворения местных потребностей в охлаждении в Саудовской Аравии», — говорит Ган.

Многие материалы демонстрируют радиационное охлаждение в ночное время. «Основная задача — добиться охлаждения до температуры ниже температуры окружающей среды под прямыми солнечными лучами», — говорит Ган. «Необходимо одновременно минимизировать нагревающий эффект поглощения солнечной энергии и максимизировать тепловое излучение в атмосферном окне». Несмотря на проблему, интерес к этой технологии устойчивого охлаждения быстро растет из-за ее потенциала противостоять воздействию глобального потепления.

Однако при тестировании и составлении отчетов о новых материалах радиационного охлаждения существует множество потенциальных ловушек, отмечает Ган. Поскольку радиационное охлаждение использует небо в качестве радиатора, большинство экспериментов проводится на открытом воздухе. «Из-за неконтролируемых погодных условий и различий в настройках измерения становится сложно сравнивать и понимать фактическую эффективность охлаждения различных технологий и, таким образом, определять лучшие стратегии среди различных изучаемых конструкций радиационного охлаждения», — говорит Ган.

«После обсуждения этих вопросов со старшим редактором журнала Nature Sustainability нас пригласили написать статью, предлагающую стандартизированные критерии и процедуры определения характеристик для оценки эффективности радиационного охлаждения», — добавляет Ган. Его команда разработала четкие рекомендации по характеристике материалов с радиационным охлаждением и процедурам расчета охлаждения, чтобы повысить надежность и сопоставимость исследований радиационного охлаждения.

«Мы надеемся, что эта структура будет способствовать развитию устойчивых и эффективных решений в области охлаждения», — говорит Ган. Он добавляет, что, учитывая экстремальную жару, наблюдавшуюся в 2022 году, и рекордно высокие температуры, наблюдавшиеся во многих крупных городах в первой половине 2023 года, потребность в решениях для охлаждения без электричества стала более острой, чем когда-либо. «Используя радиационное охлаждение, которое потенциально может обеспечить нулевые или даже отрицательные выбросы углерода, мы можем эффективно решить эту глобальную проблему и поддержать национальный стратегический план Саудовской Аравии «Видение 2030».

Устойчивое развитие природы

10.1038/s41893-023-01170-0

Лучшие практики радиационного охлаждения

3 июля 2023 г.

Отказ от ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за достоверность пресс-релизов, публикуемых на EurekAlert! содействующими учреждениями или за использование любой информации через систему EurekAlert.