Máy điều hòa không khí không dùng điện bền vững có thể khai thác năng lượng mặt trời để giảm nhiệt độ vào những ngày nắng nóng

Sức mạnh ánh sáng mặt trời mạnh mẽ Thiết bị làm mát thụ động

Một hệ thống làm mát đơn giản được điều khiển bằng cách thu năng lượng mặt trời thụ động có thể cung cấp khả năng làm lạnh thực phẩm với chi phí thấp và làm mát không gian sống cho các cộng đồng nghèo khó không có điện lưới. Hệ thống này, không có các thành phần điện, khai thác hiệu quả làm mát mạnh mẽ xảy ra khi một số muối được hòa tan trong nước. Sau mỗi chu kỳ làm mát, hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời để làm bay hơi nước và tái tạo muối, sẵn sàng để tái sử dụng.

Wenbin Wang, một postdoc trong phòng thí nghiệm của Peng Wang, cho biết: “Các vùng nóng có mức năng lượng mặt trời cao, vì vậy sẽ rất hấp dẫn nếu sử dụng năng lượng mặt trời đó để làm mát. Ở nhiều nơi trên thế giới, nhu cầu làm mát ngày càng lớn do biến đổi khí hậu, nhưng không phải cộng đồng nào cũng có thể tiếp cận điện để điều hòa không khí và làm lạnh. Giáo sư Wang nói: “Chúng tôi đã lên ý tưởng về một thiết kế chuyển đổi và lưu trữ và chuyển đổi năng lượng mặt trời ngoài lưới điện để làm mát xanh và không tốn kém.

Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống làm mát và tái tạo hai bước, với bước làm mát dựa trên thực tế là hòa tan một số muối thông thường trong nước sẽ hấp thụ năng lượng, làm nước nhanh chóng nguội đi. Sau khi so sánh một loạt các muối, amoni nitrat (NH ₄ NO ₃ ) được chứng minh là có hiệu suất nổi bật hơn, với khả năng làm lạnh lớn hơn bốn lần so với đối thủ cạnh tranh gần nhất của nó, amoni clorua (NH ₄ Cl). Khả năng làm mát đặc biệt của muối amoni nitrat có thể là do độ hòa tan cao của nó. “Độ _{hòa tan của NH 4} NO ₃ đạt 208 gam trên 100 gam nước, trong khi các muối khác thường dưới 100 gam,” Wenbin nói. “Ưu điểm khác của muối này là nó rất rẻ và đã được sử dụng rộng rãi làm phân bón,” ông nói thêm.

Hệ thống này có tiềm năng tốt cho các ứng dụng lưu trữ thực phẩm, nhóm nghiên cứu cho thấy. Khi muối được hòa tan dần vào nước trong một cốc kim loại đặt bên trong hộp xốp polystyrene , nhiệt độ của cốc giảm từ nhiệt độ phòng xuống khoảng 3,6 độ C và duy trì dưới 15 độ C trong hơn 15 giờ.

Khi dung dịch muối đạt đến nhiệt độ phòng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng năng lượng mặt trời để làm bay hơi nước bằng cách sử dụng máy tái tạo năng lượng mặt trời 3D hình chiếc cốc đặt riêng. Chiếc cốc được làm từ một vật liệu được thiết kế để hấp thụ càng nhiều quang phổ mặt trời càng tốt. Khi nước bay hơi, các _{tinh thể NH 4} NO ₃ lớn lên trên thành ngoài của cốc. Wenbin nói: “Muối kết tinh có thể được thu thập tự động khi muối rơi ra do trọng lực.

Sau khi được thu gom, muối thể hiện một cách hiệu quả dạng năng lượng mặt trời được lưu trữ, sẵn sàng được tái sử dụng để làm mát trở lại khi được yêu cầu.

Tham khảo: “Chuyển đổi và lưu trữ năng lượng mặt trời để làm mát” của Wenbin Wang, Yusuf Shi, Chenlin Zhang, Renyuan Li, Mengchun Wu, Sifei Zhuo Sara Aleida và Peng Wang, ngày 1 tháng 9 năm 2021, Khoa học Năng lượng & Môi trường .
DOI: 10.1039 / D1EE01688A

Theo Scitechdaily