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  • ¿Qué climas son los mejores para las tecnologías de enfriamiento pasivo?

    Los investigadores de UCSD se propusieron recientemente obtener una mejor comprensión del equilibrio térmico de las plantas de energía y las superficies, pero rápidamente se dieron cuenta de que tendrían que determinar qué roles juegan la cobertura de nubes y la humedad relativa en la transparencia de la atmósfera a la radiación. En el Revista de energías renovables y sostenibles , el grupo presenta mapas detallados de recursos de enfriamiento radiativo que crearon para ayudar a determinar los mejores climas para el despliegue a gran escala de tecnologías de enfriamiento pasivo. Esta imagen muestra el potencial de enfriamiento pasivo promedio anual en vatios por metro cuadrado para el territorio contiguo de EE. UU. Crédito:Carlos Coimbra

    Un grupo de la Universidad de California, Los investigadores de San Diego se propusieron obtener una mejor comprensión del equilibrio térmico de las plantas de energía y las superficies, como espejos de helióstatos o paneles solares, cuando se expone a radiación solar (onda corta) y atmosférica (onda larga). Rápidamente se dieron cuenta de que primero tendrían que determinar qué roles juegan la cobertura de nubes y la humedad relativa en la transparencia de la atmósfera a la radiación a temperaturas comunes en la Tierra.

    Determinar cuánto calor se puede rechazar al espacio exterior y cuánto es irradiado por la atmósfera a la superficie es importante cuando se trata de identificar el papel exacto que juega el agua. Resulta agua, que está presente en forma gaseosa, fases líquidas y sólidas en la atmósfera, no solo es el actor principal, sino también el único elemento atmosférico que varía rápidamente en concentración y no se mezcla bien verticalmente.

    En el Revista de energías renovables y sostenibles , el grupo presenta mapas detallados de recursos de enfriamiento radiativo que crearon para ayudar a determinar los mejores climas para el despliegue a gran escala de tecnologías de enfriamiento pasivo, que dependen de los cambios diarios de temperatura y humedad.

    "Usamos correlaciones calibradas recientemente, datos y modelos experimentales para valores terrestres de vapor de agua y temperatura con emisividades del cielo para trazar un mapa de los lugares en los EE. UU. donde podemos rechazar de manera más efectiva el calor del suelo al espacio exterior, "dijo Carlos F.M. Coimbra, presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial. "Debido a los procesos físicos involucrados, los lugares con atmósferas más secas y los cielos despejados más frecuentes son los más apropiados para implementar tecnologías de enfriamiento pasivo ".

    El suroeste de Estados Unidos muestra un gran potencial, mientras que "otras áreas donde el efecto de la humedad relativa por sí solo agota la capacidad de utilizar este recurso de reservorio frío muestran un potencial mucho menor, "Coimbra dijo." En las áreas con gran potencial de enfriamiento, el consumo total de energía y la huella de carbono asociada de las tecnologías de refrigeración convencionales, a menudo el componente más alto de la demanda de electricidad, se pueden reducir sustancialmente ".

    Este trabajo es particularmente significativo para el área de diseño termofotónico de superficies para enfriamiento pasivo, que ha llamado la atención últimamente debido al potencial de rechazar el calor hacia el cielo.

    "Desde la antigüedad, muchas sociedades han aprovechado el frío cielo, ", dijo." En las zonas desérticas, una inteligente combinación de enfriamiento por transpiración (un método evaporativo) con enfriamiento radiativo pasivo a 'frío' (seco, cielo despejado) se utilizaba a menudo para producir hielo y evitar que se derrita ".

    Los desarrollos recientes en el diseño de superficies para propiedades radiantes específicas significan que las superficies expuestas podrían recubrirse con pinturas u otros tratamientos superficiales, como plásticos especialmente diseñados, para mejorar sustancialmente la capacidad de estas superficies para rechazar el calor durante el secado. condiciones de cielo despejado durante el día o la noche.

    "El diseño de condensadores de enfriamiento seco para plantas de energía solar concentrada o sistemas de aire acondicionado se beneficiará de la capacidad de reflejar la selectividad en la energía solar mientras emite fuertemente dentro de las partes infrarrojas del espectro, ", Dijo Coimbra." Pero estas estrategias son más efectivas durante temporadas particulares y para regiones particulares del planeta. Vivimos en una era de medicamentos dirigidos al ADN, pero seguimos utilizando tecnologías energéticas genéricas que no están necesariamente adaptadas a las diferentes necesidades regionales. Es hora de repensar la forma en que implementamos estas tecnologías impactantes ".


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