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  • Quali sono i climi migliori per le tecnologie di raffreddamento passivo?

    I ricercatori dell'UCSD hanno recentemente deciso di acquisire una migliore comprensione dell'equilibrio termico delle centrali elettriche e delle superfici, ma si resero presto conto che avrebbero dovuto determinare quali ruoli giocano la copertura nuvolosa e l'umidità relativa nella trasparenza dell'atmosfera alla radiazione. Nel Journal of Renewable and Sustainable Energy , il gruppo presenta mappe dettagliate delle risorse di raffreddamento radiativo che hanno creato per aiutare a determinare i migliori climi per l'implementazione su larga scala delle tecnologie di raffreddamento passivo. Questa immagine mostra il potenziale di raffreddamento passivo medio annuo in watt per metro quadrato per il territorio contiguo degli Stati Uniti. Attestazione:Carlos Coimbra

    Un gruppo dell'Università della California, I ricercatori di San Diego hanno deciso di acquisire una migliore comprensione dell'equilibrio termico delle centrali elettriche e delle superfici, come specchi eliostati o pannelli solari, quando esposto alla radiazione solare (onde corte) e atmosferica (onde lunghe). Si resero presto conto che avrebbero prima dovuto determinare quali ruoli giocano la copertura nuvolosa e l'umidità relativa nella trasparenza dell'atmosfera alle radiazioni a temperature comuni sulla Terra.

    Determinare quanto calore può essere respinto nello spazio esterno e quanto viene irradiato dall'atmosfera verso la superficie è importante quando si tratta di identificare il ruolo esatto svolto dall'acqua. si scopre acqua, che è presente in gas, fasi liquide e solide nell'atmosfera, non è solo l'attore principale ma anche l'unico elemento atmosferico che varia rapidamente in concentrazione e non si mescola bene in verticale.

    Nel Journal of Renewable and Sustainable Energy , il gruppo presenta mappe dettagliate delle risorse di raffreddamento radiativo che hanno creato per aiutare a determinare i migliori climi per l'implementazione su larga scala di tecnologie di raffreddamento passivo, che dipendono dalle variazioni giornaliere di temperatura e umidità.

    "Abbiamo usato correlazioni calibrate di recente, dati sperimentali e modelli per i valori al suolo del vapore acqueo e della temperatura con emissività del cielo per mappare i luoghi negli Stati Uniti dove possiamo respingere più efficacemente il calore dalla terra allo spazio esterno, " ha detto Carlos F.M. Coimbra, presidente del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale. "A causa dei processi fisici coinvolti, i luoghi con atmosfere più secche e cieli sereni più frequenti sono i più appropriati per l'implementazione di tecnologie di raffreddamento passivo."

    Il sud-ovest americano mostra un grande potenziale, mentre "altre aree in cui l'effetto dell'umidità relativa da solo esaurisce la capacità di utilizzare questa risorsa serbatoio freddo mostrano molto meno potenziale, " Ha detto Coimbra. "Nelle zone con un grande potenziale di raffreddamento, il consumo totale di energia e l'impronta di carbonio associata alle tecnologie di raffreddamento convenzionali, spesso la componente più elevata della domanda di elettricità, possono essere sostanzialmente ridotti."

    Questo lavoro è particolarmente significativo per l'area della progettazione termofotonica di superfici per il raffreddamento passivo, che ha attirato l'attenzione ultimamente a causa del potenziale di respingere il calore verso il cielo.

    "Fin dall'antichità, molte società hanno usato il cielo freddo a loro vantaggio, " ha detto. "Nelle zone desertiche, una combinazione intelligente di raffreddamento per traspirazione (un metodo evaporativo) con raffreddamento radiativo passivo a "freddo" (secco, chiaro) veniva spesso utilizzato per produrre ghiaccio e impedirne lo scioglimento."

    I recenti sviluppi nella progettazione di superfici per proprietà radiative specifiche significano che le superfici esposte potrebbero essere rivestite con vernici o altri trattamenti superficiali, come plastiche appositamente progettate, per migliorare sostanzialmente la capacità di queste superfici di respingere il calore durante l'asciugatura, condizioni di cielo sereno durante il giorno o la notte.

    "La progettazione di condensatori di raffreddamento a secco per centrali solari a concentrazione o sistemi di condizionamento dell'aria trarrà vantaggio dalla capacità di riflettere la selettività nel solare mentre emette fortemente all'interno delle parti infrarosse dello spettro, " Ha detto Coimbra. "Ma queste strategie sono più efficaci durante particolari stagioni e per particolari regioni del pianeta. Viviamo in un'era di farmaci mirati al DNA, ma utilizziamo ancora tecnologie energetiche generiche che non sono necessariamente adattate alle diverse esigenze regionali. È tempo di ripensare al modo in cui utilizziamo queste tecnologie di grande impatto".


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