布法罗(纽约州)大学乔强甘教授和他的团队开发出一个独特的双向系统,使用太阳能同时冷却和加热 - 没有电力。

金宝搏官网:你开始在这个项目中得到了什么?

乔强甘教授:我们一直在努力实现可持续技术,很长一段时间,专注于太阳能和水处理。我们致力于使用太阳能净化水。事实上,我们拥有一个创业公司,阳光清洁水,使用太阳能蒸发水来生产水分,这可以冷凝以获得清洁水。这将我们带到了无电冷却技术,这是在这一刻的紧急研究区。

Gan教授

金宝搏官网你能描述你的系统吗?

甘:我们构建了一种具有两个太阳能吸收镜的V形结构,每个倾斜角度为45°。镜子由10层非常薄的混合银和二氧化硅制成。在镜子之间,是由透明聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜制成的垂直对齐的双面热发射器。

镜子的特殊组成允许它们具有双重功能。来自热发射器的热量从其两侧辐射到镜子,镜子将其重定向到天空中。与此同时,他们吸收了入射的阳光,使其不会加热发射器。

我们的特殊双结构使系统达到270以上2,与自然冷却极限相比约为160 w / m2对于典型的辐射冷却系统。我们能够最大限度地提高辐射冷却效果,因为能量吸收镜屏蔽热发射器从阳光下屏蔽。例如,在布法罗的夏季,我们的屋顶是黑色和下午的时候,当我们有很强的光线时,我们的二楼是因为太阳能加热而非常热。在辐射冷却中,一个大挑战之一就是如何去除太阳的热量,但仍然保持热排放,使我们能够实现这种辐射冷却效果。

金宝搏官网你是如何测试系统的?

甘:我们实际上在两个不同的条件下进行了测试,在室内和另一个户外。对于室内测试,来自发射器的热量辐射到散热器以模拟夜间条件。对于户外测试,天空用作散热器。

为了进行室外测试,我们将该结构放入聚苯乙烯泡沫箱中,用聚乙烯薄膜密封。

辐射冷却系统的模拟。(图片信用:水大学)

金宝搏官网你的结果是什么?

甘:在室外条件下,我们能够将测试箱中的温度降低约12°C以下。对于室内测试,我们能够做出约14°C。

金宝搏官网如果这是在屋顶上的话,冷却效果会如何传播冷却效果?

甘:我们必须引入一个非常类似于用于标准空调的冷却液。冷却的液体将被运送到房间,在那里它将吸收环境热量。

金宝搏官网您解释了系统如何降温;如何同时进行加热?

甘:以前的辐射冷却系统只挡住了阳光 - 他们没有充分利用它。太阳能约为1000 w / m2。我们的冷却技术仅为100至150 w / m2。由于我们的特殊镜子吸收入射的阳光,我们可以利用该能量加热水。

金宝搏官网您如何物理地扩展系统?我想象它看起来像缩放到全屋顶的大小。

甘:好问题。可能我们将设计一系列小型系统来覆盖整个屋顶。可扩展性的一个重要因素是我们的系统是低成本的。

金宝搏官网在您可以将系统商业化之前,您是否有大致的想法?

甘:目前我们的创业公司正在寻找联邦或私人机构的机会。所以,如果有人有兴趣和投入资源,我相信我们可以在一年内开发一些东西。

这次面试的编辑版本出现在4月2021年的技术简报金宝搏官网


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本文首先出现在4月2021号问题中金宝搏官网杂志。

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