Geniálna klimatizácia funguje bez elektriny

Klimatizácia patrí v krajinách s horúcim letom prakticky k nevyhnutnosti, aspoň pokiaľ chcete mať tepelnú pohodu. Nakoniec, v posledných rokoch sa tropické dni aj noci vyskytujú aj u nás, takže určite budete súhlasiť, že ventilátor často nie je dostatočnou zárukou znesiteľného prostredia. Lenže klimatizácia patrí aj k veľkým požieračom elektrickej energie. V Kalifornii o tom vedia svoje, keď vďaka enormnému odberu v horúcich dňoch občas skolabujú rozvodné siete. Našťastie, teplo sa dá regulovať aj inak.

Santorini

Obyvatelia subtropických krajín vedia o odrazivosti povrchov na budovách svoje. Grécke Santorini. Obr.: Wikimedia

Nielen štúdie, ale aj tradícia tropických a subtropických krajín ukázala, ako bielo natreté strechy môžu pomôcť chladeniu budov tým, že odrážajú slnečné žiarenie. Aj dnes moderné „zelené“ strechy s rastlinami regulujú teplo tým, že blokujú slnečné svetlo a ochladzujú budovu odparovaním. Tím vedcov zo Stanford University vytvoril panel, ktorý nielen odráža slnečné svetlo, ale aj čerpá teplo zvnútra budovy a vyžaruje ho – do vesmíru. Ako?

Ak je tepelné žiarenie blokované zemskou atmosférou, ostáva v pasci, známej ako skleníkový efekt. Spomenutý panel je však vyrobený z nanoštruktúrovaných fotonických materiálov (vrátane kremíka a karbidu kremíka), ktoré zmenia vlnovú dĺžku vyžarovaného žiarenia, pre ktorú je atmosféra prakticky transparentná. Žiarenie preto unikne cez atmosféru do vákua kozmického priestoru.
Okrem odvodu tepla z budovy sa panel chová ako efektívne zrkadlo, ktoré odrazí veľkú časť slnečného žiarenia. Budova postavená z takýchto panelov sa bude teda chovať ako „termoska naopak“ , alebo ako akási polopriepustná membrána pre teplo.

nanofotonicky_panel

Štruktúra povrchu nanofotonického panelu. Obr.: Stanford University

Panel dosahuje čistý chladiaci výkon viac než 100 wattov na meter štvorcový. Podľa vedcov to znamená, že typický jednoposchodový rodinný dom s desať percentným pokrytím strechy chladiacimi panelmi môže kompenzovať 35 percent výkonu klimatizácie potrebnej počas najteplejších letných hodín. Geniálne pritom je, že ​​panely sú úplne pasívne –  bez pohyblivých častí a bez nároku na prívod elektrickej energie. Takéto chladiace panely by mohli nahradiť solárne panely, v súčasnej dobe používané na výrobu elektrickej energie pre prevádzku klimatizácie. Otázkou je, ako sa bude takáto strecha správať v zime, keďže pre pohyb tepla predstavuje jednoznačný tepelný most.

Autori projektu – profesor Shanhui Fan a jeho doktorandi Aaswath Raman a Eden Rephaeli zo Stanford University – sa domnievajú, že tieto nanotechnologické panely by sa mohli okrem komerčnej sféry uplatniť aj ako pomoc v rozvojových krajinách v tropických oblastiach na chladenie obydlí a iných budov, ktoré nemajú elektrické prípojky. Možno sa budú dať aplikovať aj v automobilovom priemysle, na redukciu prehrievania zaparkovaných automobilov a mohli by aj tu prispieť k zníženiu potreby klimatizácie. O výskume informoval časopis Nano Letters, podrobné informácie o výskume nájdete v tomto dokumente.

Komentáre k článku