التبريد الاشعاعي لتوليد الطاقة ليلا

التبريد الاشعاعي للسماء عملية طبيعية، تمكن العلماء من بناء نموذج عمل للمولد الذي يعمل على جمع طاقة التبريد الاشعاعي. ويقوم فكرة عمله من خلال التقاط الحرارة المتصاعدة من الأرض. الطاقة المتولدة التجريبية في الوقت الحالي بسيطة فيمكنها اضاءة مصباح LED أو شحن هاتف.

تكون درجة حرارة سطح الأرض مستقرة بشكل عام، عندما ترتفع موجات الحرارة عن الرصيف ، على سبيل المثال ، فإنها تتبدد في هواء أكثر برودة. تصل عملية التبريد هذه في نهاية المطاف إلى الغلاف الجوي العلوي ثم إلى المناطق المحيطة من البرد في الفضاء ، في عملية تسمى تبريد السماء الإشعاعية. يريد العلماء استخدام المبادئ الكامنة وراء تبريد السماء المشعة لإنشاء مصدر طاقة منخفض التكلفة يمكن أن يساعد الناس في جميع أنحاء العالم الذين يفتقرون إلى الكهرباء المستقرة.

يقول الباحثون في كلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا في سامويل “يحدث هذا التأثير بشكل طبيعي في جميع الأوقات ، خاصة في الليالي الصافية”. “والنتيجة هي أن الجسم الذي يخرج الحرارة، سواء كانت سيارة أو الأرض أو المبنى ، سيكون أكثر برودة قليلاً من درجة الحرارة المحيطة.”

يحدث التبريد الإشعاعي في السماء المحيطة بالأرض. السطح الذي يواجه السماء سوف يخرج في النهاية بعض حرارته، وهذا يأخذ شكل الإشعاع الحراري. لا يحتوي هواء الغلاف الجوي للأرض على درجة حرارة ثابتة مثل الأرض. تستخدم تقنية فريق UCLA اختلافات درجات الحرارة هذه لصالحهم. إنها تلتقط بعض الحرارة من الهواء المحيط والتي قد ترتفع إلى السماء. ثم يتم تحويل هذه الحرارة إلى كهرباء.

لإثبات أن التكنولوجيا الخاصة بهم يمكن أن توفر الكهرباء المتجددة بتكلفة منخفضة، قام الباحثون ببناء جهاز مكون من أجهزة ومستلزمات التوليد الإلكترونية بتكلفة أقل من 30 دولار.

عند اختبار النظام، استخدم العلماء سطحًا في ستانفورد ، كاليفورنيا ، في أواخر ديسمبر 2017 في ظروف السماء الصافية. كان في المساء وكان الجو باردا ، مع درجات حرارة تحوم بين -1 و -3 درجة مئوية أثناء الاختبار. بعد ذلك ، قاموا بإخراج قرص من الألمنيوم مطلي باللون الأسود على جانب واحد ، واجه السماء. ثم استخدم الفريق القرص الأسود لإشعاع الحرارة المنبعثة من الهواء المحيط. قام مولد كهربائي حراري ، ينتج الجهد الكهربائي استجابةً لفرق درجات الحرارة ، بتحويل الحرارة إلى كهرباء. وحصل الفريق على طاقة بمقدار 25 مللي واط لكل متر مربع ، مما قد يؤدي إلى تشغيل مصباح إضاءة LED واحد. هذا أقل من خلية شمسية واحدة.