Energibesparelser stammer fra himlen

For tre år siden beskrev en forskergruppe ved Stanford University, Californien, i en artikel i Nature, at en tynd film kunne bruges til køling af bygninger på en varm sommerdag.

Forklaringen var, at filmen blokerede for Solens indstråling, men tillod varmen at slippe ud ved infrarøde bølgelængder, som blev sendt direkte ud gennem atmosfæren og dumpet i verdensrummet efter samme princip, som det, der gælder for, at Jordens natteside afgiver langbølget strålingsenergi til universet.

Læs også: Nyt materiale kan give enorme energibesparelser til køling af huse

Nu har samme forskergruppe fra Shanhui Fans laboratorium forsket videre i passiv køling af steder, hvor solindstrålingen er høj.

I en ny artikel i Nature Energy har de beskrevet et stort set passivt køleelement, der kan spare en femtedel af energiforbruget til køling af en standard toetages-kontorbygning - eller 14,3 MWh - hvis 60 pct. af tagoverfladen dækkes med de nye køleelementer.

Vandkøling på op til 5 grader

Denne gang har Stanford-forskerne taget udgangspunkt i et materiale, som Geoff Smith og Angus Gentle fra University of Technology Sydney, Australien, som de første har studeret til køling: en copolymer-film fra 3M (Vikuiti)

Shanhui Fan og hans kolleger har gennem en række forsøg vist, at denne film lagt oven på et sølvlag både har den ønskede høje refleksion af sollyset og en høj termisk udstråling på mellem 8 og 14 mikrometer, med et ‘vindue’, hvor strålingen kan passere uhindret til verdensrummet, som derved opsamler energien. På den måde stammer energibesparelserne så at sige fra himlen.

Stanford-forskerne har opnået en køling på mellem 40 og 70 watt pr. kvadratmeter. Hvis de lader vand passere under dette element med en hastighed på 0,2 liter pr. minut pr. kvadratmeter, kan de afkøle vandet op til 5 grader celsius - og ved at bygge kølesystemet sammen med en varmeveksler kan det bruges til at køle bygninger.

Den eneste eksterne energi, der skal tilføres, er til pumpning af vand - ellers er systemet helt passivt.

Til venstre ses en Sky Radiation Daytime Cooler (SRD), som stort set reflekterer alt indkommende sollys (mindst 97 pct.), og som desuden opfanger stråling fra atmosfæren og udsender stråling til atmosfæren og verdensrummet. Til højre ses, hvordan en SRD kan indgå i et kølesystem, hvor SRD’en afkøler vand med 2-5 grader celsius - selv under direkte sollys. Illustration: Nature
Emner : Klima
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

I at brede sig ud i atmosfæren? Virker den kun, når der er skyfrit i vinternætter?

Og hvordan nu med Termodynamikkens 2. lov? Pumpen vil da alt andet lige tilføre varme lokalt i systemet, der findes altså ikke "gratis" energi, der ikke forvandler sig til varme.

Men jeg forstår nok bare ikke forklaringen.

Mvh Tine

  • 0
  • 0

Det er klart, at et reflekterende materiale, som beskrevet, forhindrer solindstrålingen i at opvarme bygningen. Det er en allerede anerkendt foranstaltning til at reducere bygningsopvarmning (af småhuse, hvor tagarealet er dominerende og på bredgrader med høj solvinkel).

De nævnte bygninger akkumulerer også varme fra ande kilder: vinduer, elektronik, mennesker, og den bortskaffes så ved afkøling af luften til e.g. vand, som så afgiver energien som beskrevet.

Jeg er sikker på, at der kræves en "model" som beskriver de forskellige elementer før det er klart at dette måske er meget fin løsning på breddegrader, hvor køling sædvanligvis bruges.

Jeg tror også det kan påvises, at bortskaffelsen af energien ved stråling er miljø-neutral - den samme energi ville ende i miljøet aligevel (variant af loven om Energibevarelse - og hvis pumper drives af solceller, så kræves ikke ekstra energi). Mon ikke der også kræves et kuldelager ?

Men jeg så gerne en model med indflow og outflow, som naturligvis har en tidsdimension.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten