Институт Rensselaer получил грант для изучения систем обогрева и охлаждения на солнечной энергии

Представьте для себя тепло, излучаемое стенками вашего дома в прохладную зимнюю ночь, либо стекло в окнах вашего дома, охлаждающее помещения в жаркий летний полдень. А сейчас представьте эти же системы, работающие от нескончаемого и доступного источника энергии – солнца. Три года вспять группа исследователей из Ренселеровского Политехнического Института (Rensselaer Polytechnic Institute, штат New-york, США) начали разработку «умной» системы подогрева и остывания, которая сделала реализацию приведенного выше сценария (кажущегося очень неописуемым, чтоб быть правдой) вероятной.

Сейчас та же команда работает над вероятностью увеличения эффективности системы и ее адаптацией к уменьшенной шкале микрометрических измерительных устройств. На финансирование данных исследовательских работ Государственным Научным Фондом (National Science Foundation – NSF) выделен грант в размере $300 тыс. сроком на три года.

Разработанная Стивеном Ван Десселем (Steven Van Dessel), доцентом архитектуры Ренселеровского Института, патентованная система активной оболочки строения (Active Building Envelope – ABE) употребляет фотоэлектрическую систему для сбора и преобразования солнечного света в электронную энергию. Эта электроэнергия подается потом на систему теплоэлектрических насосов, интегрированных в оболочку строения (стенки, окна и крыша). Зависимо от направления электронного тока, который подается на насосы, солнечная энергия может интенсивно употребляться для того, чтоб нагревать либо охлаждать внутренние помещения. Имеется также интегрированный механизм сохранения энергии, для хранения избытка электроэнергии и ее использования в случаях, когда солнечный свет слабенький либо отсутствует.

Уникальная система АВЕ употребляет солнечные панели, размещаемые снаружи на стенках либо крыше строения. Теплоэлектрические насосы, размерами приблизительно в один квадратный дюйм каждый, распределяются по всей поверхностной оболочке строения. Потому что эта система просит достаточно много разных материалов, ее внедрение может быть дорогим и непрактичным. Не считая того, система АВЕ может быть установлена лишь на строящихся зданиях, потому что термоэлектрические элементы нужно располагать снутри стенок, окон и крыши дома.

Г-н Ван Дессель отмечает, что отображение системы АВЕ на микрометрической шкале дает возможность использовать новый класс материалов, удельная термическая проводимость которых не будет определяться только их шириной. Заместо этого данные материалы будут впрямую вести взаимодействие с окружающей средой и держать под контролем поток энергии. Он также гласит, что на теоретическом уровне будущие системы, работающие на настолько малой шкале, будут, возможно, иметь преимущество перед большинством систем по цены и эффективности.

Система самообогрева и остывания, которую можно считать макетом уникальной системы АВЕ, установлена на крыше строения Студенческого Союза в Ренселеровском Политехническом Институте. Новый грант Государственного Научного Фонда дозволит создать и улучшить макет системы применительно к микрометрической шкале. В свете последних достижений в области нанотехнологий и биотехнологий, по воззрению г-на Ван Десселя, данное исследование может также открыть теоретическую дорогу к разработке будущих АВЕ-материалов, действующих на молекулярном уровне.