التبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار - ويكيبيديا

يُمكنُ للتبريدِ الإشعاعيّ السلبيّ خفضُ درجاتِ الحرارةِ دونَ استهلاكِ طاقةٍ أو تلوّثٍ من خلالِ إشعاعِ الحرارةِ إلى الفضاءِ الخارجيّ. وقد تمّ اقتراحُ تطبيقِهِ على نطاقٍ واسعٍ كحلٍّ لِلاحتباسِ الحراريّ.[1]

التبريد الإشعاعي النهاري السلبي (PDRC) هو استخدام أسطح عاكسة باعثة للحرارة غير مزودة بالطاقة لخفض درجة حرارة مبنى أو أي جسم آخر.[2][3][4][5][6]

تم اقتراحه كطريقة لتقليل ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عن غازات الاحتباس الحراري عن طريق تقليل الطاقة اللازمة لتكييف الهواء، [7][8] وخفض تأثير جزيرة الحرارة الحضرية، وخفض درجات حرارة جسم الانسان.[1][7][9][10][11]

يمكن أن تساعد أنظمة التبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار الأنظمة الأكثر كفاءة في درجات الحرارة المنخفضة مثل الأنظمة الكهروضوئية، [4][12] وأجهزة جمع الندى، والمولدات الحرارية الكهربائية.[4][12]

تقترح بعض التقديرات أن تخصيص 1-2% من مساحة سطح الأرض للتبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار من شأنه أن يُثبّت درجات حرارة السطح.[3][13] توفر الاختلافات الإقليمية إمكانات تبريد مختلفة حيث تستفيد المناخات الصحراوية والمعتدلة أكثر من المناخات الاستوائية، ويعزى ذلك إلى تأثيرات الرطوبة والغطاء السحابي.[14][15][16]

يمكن تضمين أنظمة التبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار في الأنظمة التكيفية، والتحول من التبريد إلى التدفئة لتخفيف أي تأثيرات محتملة "للبرودة الزائدة".[17][18] تزداد تطبيقات التبريد الإشعاعي السلبي أثناء النهار لتبريد المساحات الداخلية مع تقدير "حجم السوق بحوالي 27 مليار دولار في عام 2025".[19]

وظيفة

[عدل]
تعمل أنظمةُ التبريدِ الإشعاعيّ السلبيّ أثناءَ النّهار على تعظيم الإشعاع تحت الأحمر الصادر (كما هو موضح باللون البرتقالي) وتقلل منصاص الإشعاع الشمسي (كما هو موضح باللون الأصفر).

التغيرات المناخية

[عدل]

انظر أيضا

[عدل]

مراجع

[عدل]
  1. ^ ا ب Chen، Meijie؛ Pang، Dan؛ Chen، Xingyu؛ Yan، Hongjie؛ Yang، Yuan (2022). "Passive daytime radiative cooling: Fundamentals, material designs, and applications". EcoMat. ج. 4. DOI:10.1002/eom2.12153. S2CID:240331557. Passive daytime radiative cooling (PDRC) dissipates terrestrial heat to the extremely cold outer space without using any energy input or producing pollution. It has the potential to simultaneously alleviate the two major problems of energy crisis and global warming.
  2. ^ Wang، Tong؛ Wu، Yi؛ Shi، Lan؛ Hu، Xinhua؛ Chen، Min؛ Wu، Limin (2021). "A structural polymer for highly efficient all-day passive radiative cooling". Nature Communications. ج. 12 ع. 365: 365. DOI:10.1038/s41467-020-20646-7. PMC:7809060. PMID:33446648. Accordingly, designing and fabricating efficient PDRC with sufficiently high solar reflectance (𝜌¯solar) (λ ~ 0.3–2.5 μm) to minimize solar heat gain and simultaneously strong LWIR thermal emittance (ε¯LWIR) to maximize radiative heat loss is highly desirable. When the incoming radiative heat from the Sun is balanced by the outgoing radiative heat emission, the temperature of the Earth can reach its steady state.
  3. ^ ا ب Zevenhovena، Ron؛ Fält، Martin (يونيو 2018). "Radiative cooling through the atmospheric window: A third, less intrusive geoengineering approach". Energy. ج. 152: 27. Bibcode:2018Ene...152...27Z. DOI:10.1016/j.energy.2018.03.084. S2CID:116318678. مؤرشف من الأصل في 2023-03-19. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct. An alternative, third geoengineering approach would be enhanced cooling by thermal radiation from the Earth's surface into space." [...] "With 100 W m2 as a demonstrated passive cooling effect, a surface coverage of 0.3% would then be needed, or 1% of Earth's land mass surface. If half of it would be installed in urban, built areas which cover roughly 3% of the Earth's land mass, a 17% coverage would be needed there, with the remainder being installed in rural areas.
  4. ^ ا ب ج Heo، Se-Yeon؛ Ju Lee، Gil؛ Song، Young Min (يونيو 2022). "Heat-shedding with photonic structures: radiative cooling and its potential". Journal of Materials Chemistry C. ج. 10 ع. 27: 9915–9937. DOI:10.1039/D2TC00318J. S2CID:249695930. مؤرشف من الأصل في 2024-07-10. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Royal Society of Chemistry.
  5. ^ Aili، Ablimit؛ Yin، Xiaobo؛ Yang، Ronggui (أكتوبر 2021). "Global Radiative Sky Cooling Potential Adjusted for Population Density and Cooling Demand". Atmosphere. ج. 12 ع. 11: 1379. Bibcode:2021Atmos..12.1379A. DOI:10.3390/atmos12111379.
  6. ^ Chen، Jianheng؛ Lu، Lin؛ Gong، Quan (يونيو 2021). "A new study on passive radiative sky cooling resource maps of China". Energy Conversion and Management. ج. 237: 114132. Bibcode:2021ECM...23714132C. DOI:10.1016/j.enconman.2021.114132. S2CID:234839652. مؤرشف من الأصل في 2022-09-29. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct. Passive radiative cooling utilizes atmospheric transparency window (8–13 μm) to discharge heat into outer space and inhibits solar absorption.
  7. ^ ا ب Bijarniya، Jay Prakash؛ Sarkar، Jahar؛ Maiti، Pralay (نوفمبر 2020). "Review on passive daytime radiative cooling: Fundamentals, recent researches, challenges and opportunities". Renewable and Sustainable Energy Reviews. ج. 133: 110263. Bibcode:2020RSERv.13310263B. DOI:10.1016/j.rser.2020.110263. S2CID:224874019. مؤرشف من الأصل في 2023-03-06. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  8. ^ Benmoussa، Youssef؛ Ezziani، Maria؛ Djire، All-Fousseni؛ Amine، Zaynab؛ Khaldoun، Asmae؛ Limami، Houssame (سبتمبر 2022). "Simulation of an energy-efficient cool roof with cellulose-based daytime radiative cooling material". Materials Today: Proceedings. ج. 72: 3632–3637. DOI:10.1016/j.matpr.2022.08.411. S2CID:252136357. مؤرشف من الأصل في 2023-03-06. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  9. ^ Liang، Jun؛ Wu، Jiawei؛ Guo، Jun؛ Li، Huagen؛ Zhou، Xianjun؛ Liang، Sheng؛ Qiu، Cheng-Wei؛ Tao، Guangming (سبتمبر 2022). "Radiative cooling for passive thermal management towards sustainable carbon neutrality". National Science Review. ج. 10 ع. 1: nwac208. DOI:10.1093/nsr/nwac208. PMC:9843130. PMID:36684522.
  10. ^ Munday، Jeremy (2019). "Tackling Climate Change through Radiative Cooling". Joule. ج. 3 ع. 9: 2057–2060. Bibcode:2019Joule...3.2057M. DOI:10.1016/j.joule.2019.07.010. S2CID:201590290. By covering the Earth with a small fraction of thermally emitting materials, the heat flow away from the Earth can be increased, and the net radiative flux can be reduced to zero (or even made negative), thus stabilizing (or cooling) the Earth.
  11. ^ Yin، Xiaobo؛ Yang، Ronggui؛ Tan، Gang؛ Fan، Shanhui (نوفمبر 2020). "Terrestrial radiative cooling: Using the cold universe as a renewable and sustainable energy source". Science. ج. 370 ع. 6518: 786–791. Bibcode:2020Sci...370..786Y. DOI:10.1126/science.abb0971. PMID:33184205. S2CID:226308213. مؤرشف من الأصل في 2023-10-26. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16. ...terrestrial radiative cooling has emerged as a promising solution for mitigating urban heat islands and for potentially fighting against global warming if it can be implemented at a large scale.
  12. ^ ا ب Ahmed، Salman؛ Li، Zhenpeng؛ Javed، Muhammad Shahzad؛ Ma، Tao (سبتمبر 2021). "A review on the integration of radiative cooling and solar energy harvesting". Materials Today: Energy. ج. 21: 100776. Bibcode:2021MTEne..2100776A. DOI:10.1016/j.mtener.2021.100776. مؤرشف من الأصل في 2024-04-18. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  13. ^ Munday، Jeremy (2019). "Tackling Climate Change through Radiative Cooling". Joule. ج. 3 ع. 9: 2057–2060. Bibcode:2019Joule...3.2057M. DOI:10.1016/j.joule.2019.07.010. S2CID:201590290. If only 1%–2% of the Earth's surface were instead made to radiate at this rate rather than its current average value, the total heat fluxes into and away from the entire Earth would be balanced and warming would cease.
  14. ^ Han، Di؛ Fei، Jipeng؛ Li، Hong؛ Ng، Bing Feng (أغسطس 2022). "The criteria to achieving sub-ambient radiative cooling and its limits in tropical daytime". Building and Environment. ج. 221 ع. 1: 109281. Bibcode:2022BuEnv.22109281H. DOI:10.1016/j.buildenv.2022.109281. مؤرشف من الأصل في 2023-12-16. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  15. ^ Huang، Jingyuan؛ Lin، Chongjia؛ Li، Yang؛ Huang، Baoling (مايو 2022). "Effects of humidity, aerosol, and cloud on subambient radiative cooling". International Journal of Heat and Mass Transfer. ج. 186: 122438. Bibcode:2022IJHMT.18622438H. DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122438. S2CID:245805048. مؤرشف من الأصل في 2024-04-14. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  16. ^ Liu، Junwei؛ Zhang، Ji؛ Zhang، Debao؛ Jiao، Shifei؛ Xing، Jingcheng؛ Tang، Huajie؛ Zhang، Ying؛ Li، Shuai؛ Zhou، Zhihua (سبتمبر 2020). "Sub-ambient radiative cooling with wind cover". Renewable and Sustainable Energy Reviews. ج. 130: 109935. Bibcode:2020RSERv.13009935L. DOI:10.1016/j.rser.2020.109935. S2CID:219911962. مؤرشف من الأصل في 2023-12-16. اطلع عليه بتاريخ 2024-10-16 – عبر Elsevier Science Direct.
  17. ^ Wang، Zhaochen؛ Kim، Sun-Kyung؛ Hu، Run (مارس 2022). "Self-switchable radiative cooling". Matter. ج. 5 ع. 3: 780–782. DOI:10.1016/j.matt.2022.01.018. S2CID:247329090.
  18. ^ Chen، Meijie؛ Pang، Dan؛ Chen، Xingyu؛ Yan، Hongjie؛ Yang، Yuan (2022). "Passive daytime radiative cooling: Fundamentals, material designs, and applications". EcoMat. ج. 4. DOI:10.1002/eom2.12153. S2CID:240331557.
  19. ^ Yang، Yuan؛ Zhang، Yifan (2020). "Passive daytime radiative cooling: Principle, application, and economic analysis". MRS Energy & Sustainability. ج. 7 ع. 18. DOI:10.1557/mre.2020.18. S2CID:220008145. مؤرشف من الأصل في 2022-09-27. اطلع عليه بتاريخ 2022-09-27.
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=التبريد_الإشعاعي_السلبي_أثناء_النهار&oldid=68323075»