Ученые Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали кровельное покрытие, которое может сохранять в здании тепло или прохладу, в зависимости от погоды. Когда требуется охладить помещения, материал будет отражать солнечный свет и тепло, вместе с тем эта функция будет автоматически отключаться зимой, сокращая потребление энергии на отопление.
Новая разработка представляет собой систему радиационного охлаждения, которая отбирает тепловое излучение (то есть тепло) от здания и направляет его в окружающее пространство. Поскольку атмосфера прозрачна для волн такой длины, тепло свободно уходит прямо в космос. Для этих же целей иногда используются отражающие поверхности, такие как супербелые краски, которые отражают солнечный свет и тепло, тем самым сохраняя прохладу внутри помещений.
И хотя подобные системы могут хорошо работать на охлаждение в летнее время года, они также способствуют прохладе зимой. Поэтому в своем исследовании инженеры создали покрытие, которое может автоматически переключаться на улавливание тепла с наступлением отопительного периода. Новый материал называется терморегулирующим радиационным покрытием (TARC).
Ключевым в предложенной технологии является необычное соединение диоксид ванадия (VO2). В 2017 году ученые обнаружили странное свойство VO2: с достижением температуры 67 C материал начинает проводить электричество, но не тепло, что не совсем стыкуется с законами классической физики.
Исследователи решили использовать эту особенность на практике. Идея состоит в том, что в теплое время года материал поглощает и отражает тепловое и инфракрасное излучение и, таким образом, удерживает его от попадания в здание. Но в прохладную погоду материал прозрачен для тепла, что позволяет ему проходить от Солнца прямо внутрь помещений.
Команда ученых протестировала устройство с использованием тонких пленок TARC размером 2 см2 и сравнила их с образцами коммерческих темных и белых кровельных материалов. Беспроводные устройства измеряли изменения инсоляции и температуры.
Выяснилось, что TARC оправдал ожидания. Согласно измерениям, материал отражал в среднем около 75% солнечного света, но когда температура окружающей среды превышала 30 C, он излучал до 90% своего тепла в небо. Когда температура окружающей среди опускалась ниже 15 C, TARC выделял только 20 % тепла.
Используя собранные данные, ученые смоделировали круглогодичную работу TARC в 15 различных климатических зонах по всей континентальной части США, и подсчитали, что среднестатистическое американское домохозяйство может сэкономить до 10% своих счетов за электроэнергию с помощью нового кровельного покрытия.
Исследователи говорят, что TARC также может быть адаптирован для использования в качестве терморегулирующего материала для автомобилей, электроники, спутников и даже тканей для одежды. Теперь они планируют провести эксперименты с более крупными образцами TARC для проверки целесообразности его применения в роли полноценной кровли.
Источник: lbl.gov
|
|
|
|
|
|
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Компания Satellite Vu из Великобритании намерена вывести на околоземную орбиту семь аппаратов с инфракрасными датчиками температуры, которые должны сыграть важную роль в борьбе с глобальным потеплением на снимках со спутников будут отчётливо видны источники утечки тепла в домах, офисах и городах в целом
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Международная группа ученых под руководством представителей Лундского университета в Швеции показала, как солнечная энергия может преобразовывать углекислый газ в топливо с использованием передовых материалов и сверхбыстро
Как известно, основное назначение фотоэлементов это преобразование света в энергию, но китайские ученые доказали, что их также можно использовать для обеспечения подводной беспроводной оптической связи с высокоскоростной передачей данных. Новый подход, в котором в качестве детекторов используется масс
