Ψυγείο που λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια κατασκεύασαν ερευνητές του ΜΙΤ
03/12/18, 15:43Ένα νέο, οικολογικό τρόπο για ψύξη τροφίμων ή φαρμάκων, ανέπτυξαν επιστήμονες. Η καινοτομία εντοπίζεται στο γεγονός ότι η συσκευή αυτή δεν καίει ορυκτά καύσιμα, αλλά «τραβάει» την ενέργεια του ήλιου.
Σύμφωνα με το MIT News, το παθητικό αυτό σύστημα, το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί βοηθητικά, μαζί με άλλα συστήματα κλιματισμού, για τη συντήρηση τροφίμων και φαρμάκων σε θερμές, απομακρυσμένες περιοχές, είναι στην ουσία μια υψηλής τεχνολογίας εκδοχή του...παρασόλ (ομπρέλα ηλίου). Το σύστημα αυτό επιτρέπει την εκπομπή θερμότητας σε μέσο υπέρυθρο μέρος του φάσματος του φωτός, με αποτέλεσμα αυτή να περνά από την ατμόσφαιρα και να διοχετεύεται στο διάστημα, περνώντας μέσα από τα αέρια θερμοκηπίου. Για την αποτροπή της θέρμανσης κατά την ευθεία έκθεση σε φως του ήλιου, ένα μικρό μεταλλικό τμήμα που κρέμεται από πάνω απορροφά τις «ευθείες» ακτίνες του ήλιου.
Το σύστημα αυτό περιγράφεται στο Nature Communications, σε επιστημονικό άρθρο από τον ερευνητή Μπίκραμ Μπάτια, τον τελειόφοιτο Άρνι Λιρόι, την καθηγήτρια Μηχανολογίας-Μηχανικής Έβελιν Γουάνγκ, τον καθηγητή Φυσικής Μαρίν Σολγιάτσιτς και άλλους έξι στο ΜΙΤ.
Θεωρητικά, θα μπορούσε να παρέχει ψύξη επιπέδου μέχρι και 20 βαθμών Κελσίου κάτω από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος σε περιοχές όπως η Βοστόνη. Ωστόσο, μέχρι τώρα στις δοκιμές τους έχουν πετύχει ψύξη μέχρι και έξι βαθμών Κελσίου. Για εφαρμογές που απαιτούν περαιτέρω ψύξη, ακόμα περισσότερη θα μπορούσε να επιτευχθεί μέσω χρήσης συμβατικών, θερμοηλεκτρικών συστημάτων.
Στο παρελθόν και άλλοι ερευνητές είχαν προσπαθήσει να σχεδιάσουν παθητικά συστήματα ψύξης, που εκπέμπουν θερμότητα σε αντίστοιχα μήκη κύματος. Ωστόσο, βασίζονταν σε πολύπλοκες μεθόδους, που είναι δαπανηρές και ακατάλληλες για ευρεία χρήση. Ο λόγος της πολυπλοκότητας είναι πως είναι σχεδιασμένα να ανακλούν όλα τα μήκη κύματος φωτός σχεδόν τέλεια, να εκπέμπουν θερμότητα μόνο στο μέσο υπέρυθρο φάσμα. Αυτό προϋποθέτει υλικά πολλαπλών στρώσεων, όπου το πάχος των στρωμάτων ελέγχεται με ακρίβεια νανομέτρου.
Ωστόσο, οι ερευνητές του ΜΙΤ διαπίστωσαν πως παρόμοια επιλεκτικότητα μπορεί να επιτευχθεί απλά και μόνο μέσω μπλοκαρίσματος των ακτίνων του ήλιου που πέφτουν κατευθείαν πάνω με ένα λεπτό κομμάτι μετάλλου που είναι τοποθετημένο ακριβώς στη γωνία που καλύπτει την κίνηση του ήλιου στον ουρανό, χωρίς να απαιτείται ενεργητική παρακολούθηση. Από εκεί και πέρα, μια απλή σχετικά συσκευή, από συνδυασμό φθηνού πλαστικού, γυαλισμένου αλουμινίου, λευκής μπογιάς και μόνωσης, επιτρέπει την απαιτούμενη εκπομπή θερμότητας, υπό τη μορφή μέσης υπέρυθρης ακτινοβολίας. Όπως υπογραμμίζεται στο MIT News, απλά συστήματα τέτοιου τύπου χρησιμοποιούνται από την αρχαιότητα. Ωστόσο, χρησιμοποιούνταν μόνο τη νύχτα, καθώς την ημέρα η θέρμανση από τον ήλιο ήταν κατά πολύ ισχυρότερη.
Πάντως, οι ακτίνες του ήλιου ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή και μπλοκάρονται εύκολα, όπως ξέρουν όλοι, οπότε, μέσω της σκίασης της συσκευής, χάρη - πρακτικά - στη χρήση μιας ομπρέλας, συν την υποστήριξή της με μόνωση για προστασία από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος χώρου, η ψύξη κατέστη πολύ πιο βιώσιμη.
«Είναι παραπλανητικά απλό» λέει η Γουάνγκ. «Έχοντας ξεχωριστά μια σκιά και έναν πομπό στην ατμόσφαιρα - δύο ξεχωριστά στοιχεία, που μπορούν να είναι πολύ χαμηλού κόστους - το σύστημα δε χρειάζεται κάποια ειδική δυνατότητα απορρόφησης και εκπομπής επιλεκτικά. Χρησιμοποιούμε επιλεκτικότητα γωνίας για να μπλοκάρουμε τον ήλιο απευθείας, καθώς συνεχίζουμε να εκπέμπουμε τα μήκη κύματος που φέρουν θερμότητα στον ουρανό» αναφέρει.
