Acoperișul inteligent care reflectă căldura vara și o absoarbe iarna

Inginerii Berkeley Lab au dezvoltat o acoperire pentru acoperiș care poate menține o clădire mai caldă sau mai rece, în funcție de vreme. Când este cald afară, materialul va reflecta lumina soarelui și căldura, dar această răcire radiativă se oprește automat iarna, reducând consumul de energie atât pentru încălzire, cât și pentru răcire. Sistemele de răcire prin radiație funcționează prin atragerea radiației termice (adică căldura) dintr-o clădire, apoi emitând-o către cer. Deoarece atmosfera este transparentă la aceste lungimi de undă, căldura scapă direct în spațiu. Alte versiuni folosesc suprafețe reflectorizante, cum ar fi vopselele super-albe, pentru a respinge lumina soarelui și căldura departe, menținând clădirea mai rece. Dar, deși aceste sisteme ar putea funcționa bine pentru a vă menține casa rece vara, ele o mențin și mai răcoroasă iarna. Deci, pentru noul studiu, echipa a dezvoltat o acoperire care ar putea trece automat la captarea căldurii atunci când mercurul scade.

Mostre din noul acoperiș adaptabil la temperatură (TARC)

Ei numesc materialul ”acoperire radiativă adaptabilă la temperatură (TARC)”. Cheia tehnologiei este un compus ciudat numit dioxid de vanadiu (VO2). În 2017, echipa a descoperit o proprietate neobișnuită a VO2 – atunci când ajunge la 67 °C (153 °F), materialul va conduce electricitatea, dar nu și căldura, încălcând aparentă fizica cunoscută. Acum, echipa a pus această ciudățenie la lucru. . Ideea este că atunci când vremea se încălzește, materialul absoarbe și emite lumină infraroșie termică și astfel îl ține departe de clădire. Dar când vremea este rece, materialul este transparent la căldură, permițându-i să treacă direct de la Soare la clădire. Echipa a testat dispozitivul folosind plasturi de TARC cu peliculă subțire de 2 cm pătrați și le-a comparat cu mostre de materiale comerciale pentru acoperișuri albe și închise la culoare. Dispozitivele wireless au măsurat schimbările în lumina directă a soarelui și a temperaturii. Și, destul de sigur, TARC a funcționat surprinzător de bine. Conform măsurătorilor, TARC a reflectat aproximativ 75 la sută din lumina soarelui, indiferent de vreme, dar când temperatura ambiantă era peste 30 °C , a emis până la 90 la sută din căldura sa către cer. Când temperatura era sub 15 °C , TARC a emis doar 20% din căldură. Folosind datele culese, echipa a simulat modul în care TARC ar funcționa pe tot parcursul anului în 15 zone climatice diferite de pe teritoriul SUA continental și a estimat că o gospodărie medie din SUA ar putea economisi până la 10% din factura de energie electrică folosind TARC.

Probele TARC sunt testate într-un experiment pe acoperiș

Cercetătorii spun că TARC ar putea fi, de asemenea, adaptat ca material de reglare a temperaturii pentru mașini, electronice, sateliți și chiar țesături pentru corturi sau îmbrăcăminte. Interesant este că o echipă independentă tocmai a anunțat o acoperire similară pentru sticlă și ferestre, folosind nanoparticule de dioxid de vanadiu ca unul dintre ingredientele sale active. Apoi, echipa intenționează să efectueze experimente folosind prototipuri TARC mai mari, pentru a testa cât de practic ar putea fi ca acoperire pentru acoperiș. Cercetarea a fost publicată în revista Science.

Sursa: newatlas.com