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Erneuerbare Energie von der Sonne und vom Weltraum gleichzeitig ernten

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Wissenschaftler haben zum ersten Mal gezeigt, dass Hitze von der Sonne und Kälte vom Weltraum mit einem Einzelgeräte gleichzeitig gesammelt werden können. Ihre Forschung schlägt vor, dass Geräte für das Ernten Solar und Raumenergie nicht für Landraum konkurrieren und wirklich sich helfen können, leistungsfähiger zu arbeiten.

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Wissenschaftler bei Stanford University haben zum ersten Mal gezeigt, dass Hitze von der Sonne und Kälte vom Weltraum mit einem Einzelgeräte gleichzeitig gesammelt werden können. Ihre Forschung, veröffentlicht am 8. November im Zeitschrift Joule, schlägt vor, dass Geräte für das Ernten Solar und Raumenergie nicht für Landraum konkurrieren und wirklich sich helfen können, leistungsfähiger zu arbeiten.

Erneuerbare Energie ist als wirtschaftliche und leistungsfähige Alternative zu den Fossilienbrennstoffen in zunehmendem Maße populär, wenn die Solarenergie Diagramme als der weltweite Liebling übersteigt. Aber es gibt eine andere starke Energiequelle oben, die gerade die gegenüberliegende Aufgabe wahrnehmen kann -- Weltraum.

„Es wird überall anerkannt, dass die Sonne eine perfekte Wärmequellenatur anbietet Menschen auf Erde ist,“ sagt Zhen Chen, der erste Autor der Studie, die ein ehemaliger Habilitationswissenschaftlicher mitarbeiter bei Stanford in der Gruppe von Shanhui-Fan ist und z.Z. ein Professor an der Südostuniversität von China ist. „Es wird weniger überall anerkannt, dass Natur anbietet Menschen Weltraum auch als perfekter Kühlkörper.“

Gegenstände geben Hitze als Infrarotstrahlung ab -- eine Form von hellem unsichtbarem zum menschlichen Auge. Die meisten dieser Strahlung wird zurück zu Erde durch Partikel in der Atmosphäre reflektiert, aber etwas von ihm entgeht in Raum und erlaubt Oberflächen, die genügend Strahlung innerhalb des Infrarotbereiches ausstrahlen, um unterhalb der Temperatur ihrer Umgebungen zu fallen. Strahlungskühltechnik reflektiert die reichlichen Mengen des Infrarotlichtes und stellt eine Klimaanlagenalternative bereit, die nicht Treibhausgase ausstrahlt. Sie hilft möglicherweise auch, Solarzellen-Leistungsfähigkeit zu verbessern, die die heißeren Solarzellen werden verringert -- wenn nur die zwei Technologien auf einer Dachspitze friedlich koexistieren können.

Chen und seine Kollegen entwickelten ein Gerät, welches das Strahlungsabkühlen mit Solarabsorptionstechnologie kombiniert. Das Gerät besteht aus einem Germaniumsolarabsorber auf eine Strahlungskühlvorrichtung mit Silikonnitrid, Silikon, und Aluminiumschichten schlossen in einem Vakuum ein, um den unerwünschten Wärmeverlust herabzusetzen. sind der Solarabsorber und die Atmosphäre in der mittel-Infrarotstrecke 8-13 Mikrometer transparent und bieten einen Kanal für Infrarotstrahlung von der Strahlungskühlvorrichtung an, um zum Weltraum durch zu überschreiten. Das Team zeigte, dass das kombinierte Gerät 24 gleichzeitig zur Verfügung stellen kann? C in der Solarheizung und in 29? C im Strahlungsabkühlen, wenn der Solarabsorber die Strahlungsleistung der kühlvorrichtung verbessert, indem er blockiert, Hitze von der Sonne.

„Auf einer Dachspitze, stellen uns wir vor, dass eine Solarzelle Strom liefern kann, während die Strahlungskühlvorrichtung das Haus an den heißen Sommertagen unten abkühlen kann,“ sagt Chen.

Während diese Technologie versprechend aussieht, glaubt Chen, dass es noch viel der Arbeit gibt, zu tun, bevor es für gewerbliche Nutzung oben eingestuft werden kann. Während das Vakuum, welches das Gerät einschlägt, mit relativer Leichtigkeit oben eingestuft werden könnte, machte das Infrarot-transparente Fenster vom Zinkselenid ist noch zu teuer, und der Solarabsorber und die Strahlungskühlvorrichtung konnten von den billigeren hoch-Ausführungsmaterialien auch entworfen sein. Chen denkt, dass es auch wichtig ist, den Gebrauch von Solarzellen anstatt eines Solarabsorbers zu prüfen -- eine Idee, die, hat schon demonstriert zu werden. Aber trotz aller dieser praktischen Herausforderungen, glaubt das Team, dass diese Forschung, dass erneuerbare Energie sogar noch mehr Dachspitzenpotential hat, als dachte vorher zeigt.

„Ich denke, dass diese Technologie die gegenwärtige Solarzellentechnologie möglicherweise revolutionieren könnte,“ sagt Chen. „Wenn unser Konzept oben demonstriert und eingestuft wird, hat die zukünftige Solarzelle zwei Funktionen in einer: Strom und Abkühlen.“