哪種氣候最適合被動冷卻技術

加利福尼亞大學圣地亞哥分校的一組研究人員著手更好地了解發電廠和表面(如定日鏡或太陽能電池板)在暴露于太陽(短波)和大氣(長波)輻射下的熱平衡。他們很快意識到，他們首先需要確定云層和相對濕度在大氣對地球上常見溫度的輻射透明性中起什么作用。

當要確定水的確切作用時，確定有多少熱量可以排到外層空間以及有多少熱量被大氣輻射回地面非常重要。事實證明，存在于大氣中的氣相，液相和固相中的水不僅是主要因素，而且是濃度變化迅速且垂直混合不充分的唯一大氣元素。

該小組在《可再生和可持續能源雜志》中介紹了他們創建的詳細輻射冷卻資源圖，以幫助確定大規模部署被動冷卻技術的最佳氣候，而被動冷卻技術依賴于溫度和濕度的每日變化。

“我們使用了最近校準的相關性，實驗數據和水汽和溫度的地面值與天空發射率的模型，以繪制出我們可以最有效地將熱量從地面排到外層空間的位置，” Carlos FM Coimbra說，機械和航空航天工程系系主任。“由于涉及的物理過程，大氣較干燥且天空最頻繁的位置最適合部署被動冷卻技術。”

科英布拉說，西南部地區顯示出巨大的潛力，而“僅靠相對濕度的影響耗盡了這種冷庫資源利用能力的其他地區則顯示出較小的潛力”。“在具有巨大制冷潛力的地區，傳統制冷技術的總能耗和相關碳足跡(通常是電力需求的最高組成部分)可以大大降低。”

這項工作對于被動冷卻表面的熱光子設計領域尤其重要，由于具有向天空散熱的潛力，近來引起了人們的關注。

他說：“自古以來，許多社會就利用寒冷的天空來獲得好處。” “在沙漠地區，蒸發冷卻(一種蒸發方法)與被動輻射冷卻到'冷'(干燥，晴朗)天空的巧妙組合經常被用來生產冰并使之不融化。”

具有特定輻射特性的表面設計的最新發展意味著可以在裸露的表面涂上油漆或其他表面處理方法(例如專門設計的塑料)，以顯著提高這些表面在干燥，晴朗的天空條件下散熱的能力。白天或黑夜。

科英布拉說：“用于集中式太陽能發電廠或空調系統的干式冷卻冷凝器的設計將受益于反射太陽能選擇性的能力，同時在光譜的紅外部分強烈發射。” “但是這些策略在地球的特定季節和特定區域最有效。我們生活在以DNA為目標的藥物時代，但我們仍在使用不一定適合不同地區需求的通用能源技術。現在是時候了重新思考我們部署這些有影響力的技術的方式。”