放射性冷却は,直接の太陽光下での周りの空気温を下回る被動的な冷却です
Aaswath P Raman1, Marc Abou Anoma2, Linxiao Zhu3
1Ginzton Laboratory, Department of Electrical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.
パッシブ放射冷却技術は,環境温度を下回る,昼間の冷却を大幅に達成します. このイノベーションは,光子太陽光反射器と熱発射器を使用し,電力を投入せずにエネルギー効率の向上のための新しい道を提供します.
科学分野:
- 材料科学 材料科学とは
- 熱力学は熱力学である.
- エネルギー科学 エネルギー科学
背景:
- 冷却は,世界の主要なエネルギー消費であり,特に建物でのピーク電力需要を駆動しています.
- パッシブ・クーリング・戦略は,電力の投入を減らすことで,大幅なエネルギー節約を実現します.
- 地球の大気透明性の窓を活用した放射冷却は,夜には効果的だったが,昼間は効果的ではなかった.
研究 の 目的:
- 日中の放射性冷却を,直射太陽光下での周りの空気温より低い温度に示すために.
- ピーク需要時間に被動的な冷却を行うことができる光子装置の開発とテスト.
- 冷却のための再生可能な熱力学的資源として,宇宙の寒さを活用することを探求する.
主な方法:
- 直射太陽光下での受動的な冷却装置の実験デモ.
- 熱フォトニックのアプローチを用いて,統合された光フォトニック太陽反射器と熱エミッターを使用しています.
- 7層のHfO2およびSiO2装置を製造し,太陽光線を反射し,大気透明性窓内で熱放射線を放射するように設計しました.
主要な成果:
- 放射線による冷却は,直接の太陽光下では,周囲の気温よりほぼ5°C低い温度に達します.
- フォトニック放射冷却器は,発生する太陽光の97%を反射した.
- 極度の太陽放射線 (>850 W/m2) の環境温度で 40.1 W/m2 の冷却力を実証しました.
結論:
- 量身の定めたフォトニックのアプローチは,エネルギー効率を高めるための被動冷却技術を可能にすることができます.
- 周囲の温度を下回る昼間の放射性冷却は,実験的に実現可能である.
- 宇宙の寒さは,昼間でも冷却のための再生可能な熱力学的資源として活用できます.
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