Un grupo de investigadores de la Universidad de California en San Diego se propuso comprender mejor el equilibrio térmico de las plantas y superficies de energía, como los espejos de heliostatos o los paneles solares, cuando se exponen a la radiación solar onda corta y atmosférica onda largaRápidamente se dieron cuenta de que primero tendrían que determinar qué papel juegan la capa de nubes y la humedad relativa en la transparencia de la atmósfera a la radiación a temperaturas comunes en la Tierra.
Es importante determinar cuánto calor puede ser rechazado al espacio exterior y cuánto es irradiado por la atmósfera a la superficie cuando se trata de identificar el papel exacto que juega el agua. Resulta que el agua, que está presente en gases, líquidos y gasesfases sólidas dentro de la atmósfera, no solo es el jugador principal sino también el único elemento atmosférico que varía rápidamente en concentración y no se mezcla bien verticalmente.
en el Revista de energía renovable y sostenible , de AIP Publishing, el grupo presenta mapas detallados de recursos de enfriamiento radiativo que crearon para ayudar a determinar los mejores climas para el despliegue a gran escala de tecnologías de enfriamiento pasivo, que dependen de los cambios diarios de temperatura y humedad.
"Utilizamos correlaciones recientemente calibradas, datos experimentales y modelos de valores del suelo de vapor de agua y temperatura con emisividades del cielo para mapear los lugares en los EE. UU. Donde podemos rechazar de manera más efectiva el calor del suelo al espacio exterior", dijo Carlos FMCoimbra, presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. "Debido a los procesos físicos involucrados, las ubicaciones con atmósferas más secas y los cielos despejados más frecuentes son las más apropiadas para implementar tecnologías de enfriamiento pasivo".
El suroeste de Estados Unidos muestra un gran potencial, mientras que "otras áreas donde solo el efecto de la humedad relativa agota la capacidad de usar este recurso de reservorio frío muestran mucho menos potencial", dijo Coimbra. "En las áreas con gran potencial de enfriamiento, la energía totalel consumo y la huella de carbono asociada de las tecnologías de enfriamiento convencionales, a menudo el componente más alto de la demanda de electricidad, pueden reducirse sustancialmente ".
Este trabajo es particularmente significativo para el área de diseño termofotónico de superficies para enfriamiento pasivo, que últimamente ha llamado la atención debido al potencial de rechazar el calor al cielo.
"Desde la antigüedad, muchas sociedades han utilizado el cielo frío para su ventaja", dijo. "En las zonas desérticas, una combinación inteligente de enfriamiento por transpiración un método de evaporación con enfriamiento radiativo pasivo a 'frío' seco, clarolos cielos a menudo se usaban para producir hielo y evitar que se derritiera "
Los desarrollos recientes en el diseño de superficies para propiedades radiactivas específicas significan que las superficies expuestas podrían recubrirse con pinturas u otros tratamientos superficiales, como plásticos especialmente diseñados para mejorar sustancialmente la capacidad de estas superficies para rechazar el calor durante el secado, clarocondiciones del cielo durante el día o la noche.
"El diseño de condensadores de enfriamiento en seco para plantas de energía solar concentradas o sistemas de aire acondicionado se beneficiará de la capacidad de reflejar la selectividad en el sol mientras se emite fuertemente dentro de las partes infrarrojas del espectro", dijo Coimbra. "Pero estas estrategias son las más importantesefectivo durante temporadas particulares y para regiones particulares del planeta. Vivimos en una era de medicamentos dirigidos al ADN, pero aún utilizamos tecnologías energéticas genéricas que no están necesariamente adaptadas a las diferentes necesidades regionales. Es hora de repensar la forma en que implementamosestas tecnologías impactantes "
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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