Dispositivo ibrido sul tetto per raccogliere energia solare e raffreddare passivamente gli edifici allo stesso tempo

Negli ultimi anni, abbiamo tenuto d'occhio a sistema di raffreddamento sviluppato da un team guidato dal professor Shanhui Fan dell'Università di Stanford che estrae il calore termico da un edificio e lo irradia nello spazio attraverso un processo chiamato raffreddamento radiativo, il tutto senza richiedere alcuna fonte di alimentazione esterna. Ora i ricercatori hanno abbinato questa tecnologia a un pannello solare, progettare un sistema con la stessa impronta sul tetto in grado di generare elettricità e raffreddare passivamente un edificio allo stesso tempo.

I condizionatori d’aria sono i principali divoratori di energia, e con l’aumento delle temperature globali il problema è destinato a peggiorare. Quando noi ho esaminato per la prima volta il sistema di raffreddamento radiativo sviluppato da Fan e dai suoi associati in 2013, è stato suggerito che i pannelli passivi sul tetto potrebbero essere utilizzati al posto dei pannelli solari utilizzati per generare elettricità per far funzionare i sistemi CA, o per rinfrescare edifici in aree off-grid. Ma ora il team ha trovato una soluzione ancora migliore, in un dispositivo a duplice scopo, ciò significa che il raffreddamento passivo non deve significare sacrificare la generazione di elettricità per gli immobili sui tetti.

“Abbiamo costruito il primo dispositivo che un giorno potrebbe produrre energia e risparmiare energia, nello stesso posto e nello stesso momento, controllando due proprietà molto diverse della luce,” dice Fan.

Il dispositivo ibrido assume la forma di un pannello solare a doppio strato, con lo strato superiore rivolto al sole costituito dagli stessi materiali semiconduttori utilizzati sui pannelli solari sul tetto esistenti, mentre lo strato inferiore è costituito da materiali che convertono il calore termico di un edificio in una particolare lunghezza d’onda della luce infrarossa in grado di passare direttamente attraverso l’atmosfera, permettendogli di essere teletrasportato nello spazio.

Per testare il potenziale del concetto, il team ha costruito un prototipo di dispositivo con un diametro all'incirca pari a quello di un piatto da torta e lo ha montato sul tetto di un edificio a Stanford. Perché il prototipo non includeva uno strato di lamina metallica come si trova normalmente nelle celle solari, che avrebbe impedito la fuoriuscita della luce infrarossa, non è stato possibile verificare se il dispositivo producesse elettricità. tuttavia, lo strato superiore, che assorbiva la luce del sole, raggiunto i 24° C (43° F) sopra la temperatura ambiente, mentre lo strato di raffreddamento radiativo schermato sottostante scese a 29° C (52° F) al di sotto della temperatura ambiente.

“Ciò dimostra che il calore si irradia dal basso, attraverso lo strato superiore e nello spazio,” dice Zhen Chen, che ora è professore alla Southeast University of China ma che ha guidato gli esperimenti come studioso post-dottorato nel laboratorio di Fan.

Dopo aver dimostrato le capacità di raffreddamento del sistema, il team sta ora lavorando per progettare celle solari che non richiedano rivestimenti metallici in modo che un singolo dispositivo possa sia raffreddare un edificio che generare elettricità.

fonte: un processo fondamentale del metabolismo dei grassi, di Darren Quick