Je, Tunaweza Kuweka Joto Angani?

swali, Je, tunaweza kuangazia joto kwenye nafasi? ni moja ambayo imekuwa ikisumbua wanasayansi na wahandisi kwa miaka. Wakati tunajua kuwa paneli za jua hutoa joto, hatujui inaenda wapi.

Paneli za jua zinaweza kuinamishwa au kuunganishwa kwa vitu baridi, lakini shida ni kwamba wanaelekeza kwenye mazingira ya anga, ambapo halijoto ni baridi na joto ni taka. Kwa hiyo tunawezaje kuepuka tatizo?

Joto Katika Nafasi

Wazo la kuangazia nishati ya jua angani lilipendekezwa kwanza 1941 na Isaac Asimov, ambaye alielezea kituo cha anga ambacho kinaweza kutuma nishati ya jua kwa sayari zaidi ya Dunia.

Katika 1968, Watafiti wa NASA walitengeneza dhana ya satelaiti ya nishati ya jua, kutumia maili ya mraba ya vitoza nishati ya jua katika obiti ya juu ya geosynchronous. Paneli hizi zingenyonya nishati ya jua na kuigeuza kuwa miale ya microwave ambayo ingepitishwa kwenye antena kubwa za Dunia zinazopokea.. Sasa, NASA inafanya yake “Muonekano Mpya” kujifunza katika dhana ya nishati ya jua angani, ambayo inaweza kutumika kuangazia nishati ya jua angani.

Mionzi ya infrared

Wakati wa kupatwa kwa jua, miale ya jua ya infrared inaweza kupenya angahewa na kuhamisha joto kwenye Dunia.

Nishati hii ya joto hutolewa kama mwanga wa infrared, ambayo ina urefu wa mawimbi kati ya mikromita nane hadi kumi na tatu, laki chache za inchi.

Vile vile, miale ya infrared hutoka duniani kupitia angahewa ya juu, kufikia nafasi kwa wakati mmoja.

Satelaiti ya Dyson-Harrop

Setilaiti ya Dyson-Harrop ni kifaa cha wakati ujao ambacho kinaweza kusambaza joto angani. Inategemea upepo wa jua wa mara kwa mara juu ya ecliptic, ndege inayofafanuliwa na mzunguko wa Dunia kuzunguka jua. Ingekuwa mamilioni ya kilomita juu ya Dunia na kutoa boriti maelfu ya kilomita kote. Satelaiti ingehitaji lenzi kati ya kumi na 100 mita kwa kipenyo kuwa na ufanisi.

Paneli za infrared

Wanasayansi wanaamini paneli za infrared’ uwezo wa kuangazia joto kwenye nafasi. Wanasayansi waliohusika katika mradi huo, wakiongozwa na marehemu Profesa Raman, ilitengeneza muundo wa kibunifu unaotumia tabaka za polystyrene na dioksidi ya silicon.

Safu hii hufanya kama kioo cha hali ya juu, kuakisi miale ya jua na joto linalomulika kwa nafasi inayoizunguka. Paneli hizi zinaweza kupunguza joto la ndani kwa kadri 5 digrii Selsiasi. Safu hiyo huakisi karibu mwanga wote wa jua, kupita angahewa na angani.

Airgel msingi insulation ya radiators

Airgel ni tundu lenye vinyweleo, zaidi linajumuisha hewa. Nyenzo hizi ni kuhami sana kwa sababu ya conductivity yao ya chini ya mafuta na mtiririko wa chini wa hewa.

Ili kuwafanya, wanasayansi huondoa kioevu kutoka kwa suluhisho, lakini acha nafasi kati ya chembe. Nafasi hizi huwa pores airgel. Kisha kichocheo huunganisha chembe hizo pamoja, kuunda nyenzo za kuhami joto. Airgel inaweza kuwa kubwa kama mita mbili za mraba, au ndogo kama futi moja ya ujazo.

Filamu ya kutafakari

Wanasayansi katika Chuo Kikuu cha Stanford wameunda nyenzo mpya ambayo inaweza kuakisi anuwai ya mwanga. Nyenzo hii mpya ni 1.8 mikroni nene, ambayo hufanya hivyo 50 mara nyembamba kuliko karatasi.

Imeundwa na dioksidi ya silicon, oksidi ya hafnium, na fedha, na hufanya kazi kama kioo ili kuakisi karibu mwanga wote wa jua unaoingia. Filamu ni nyenzo inayoakisi sana, kuhamisha joto la infrared kutoka ndani ya jengo hadi nafasi inayozunguka. Ni njia inayofaa ya majengo ya baridi kwa sababu ya kiasi kikubwa cha jua ambacho kinaweza kunyonya.

Kupoeza majengo bila umeme

Uvumbuzi mpya unaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kiasi cha umeme kinachotumiwa kwa ajili ya kupoeza majengo wakati wa majira ya joto, shukrani kwa nyenzo mpya ya mapinduzi.

Nyenzo hii, ambayo ni 1.8 mikroni nene, huweka joto moja kwa moja kwenye anga ya juu na inaweza kutengenezwa kwa kiwango kikubwa cha kibiashara.

Nyenzo hii mpya inaweza kupunguza gharama za nishati na mahitaji ya umeme, kwani kiyoyozi hutumia takriban 15% ya matumizi ya umeme nchini Marekani. Teknolojia hii inaweza pia kupunguza uzalishaji wa gesi chafu.