นักวิจัยพัฒนาอุปกรณ์ใหม่เพื่อผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์พร้อมกับทำให้อาคารเย็นลง

radiative-cooling-solar-energy-1
ดูเหมือนว่าชาวโลกกำลังเผชิญกับปัญหาที่แก้ไขลำบาก เมื่อโลกกำลังร้อนขึ้นผู้คนก็หันมาใช้เครื่องปรับอากาศมากขึ้น พอใช้เครื่องปรับอากาศกันมากมันส่งผลให้โลกร้อนขึ้นไปอีก โลกยิ่งร้อนก็ยิ่งต้องใช้เครื่องปรับอากาศมากขึ้น วนเวียนไปอย่างนี้จนมีแนวโน้มว่าถ้าเป็นอย่างนี้ไปเรื่อยๆคงแย่แน่เพราะมันต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาล ตอนนี้นักวิจัยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่อาจช่วยลดปัญหานี้และยังมีของแถมที่มีประโยชน์มากอีกด้วย
ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดนำโดย Shanhui Fan ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าได้พัฒนาระบบทำความเย็นที่สามารถดึงเอาความร้อนออกจากอาคารและส่งออกไปสู่อวกาศด้วยวิธีแผ่รังสีโดยไม่ต้องใช้พลังงานใดช่วยเลยที่เรียกว่า Radiative Cooling System มาหลายปีแล้ว และคราวนี้พวกเขานำเทคโนโลยีที่คิดค้นนั้นมารวมกับแผ่นโซลาร์เซลล์แบบที่ใช้บนหลังคาเพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าและระบายความร้อนให้กับอาคารในเวลาเดียวกัน

“เราสร้างอุปกรณ์ตัวแรกที่ในวันข้างหน้าจะสามารถผลิตพลังงานและประหยัดพลังงานในสถานที่เดียวกันและเวลาเดียวกันด้วยการควบคุมคุณสมบัติสองประการของแสงที่แตกต่างกันอย่างมาก” Fan กล่าว

อุปกรณ์ไฮบริดของ Fan มีลักษณะเป็นเหมือนแผ่นโซลาร์เซลล์ 2 ชั้น ชั้นบนที่สัมผัสกับแสงอาทิตย์ประกอบด้วยวัสดุสารกึ่งตัวนำแบบเดียวกับที่ใช้ในแผ่นโซลาร์เซลล์บนหลังคา ส่วนชั้นล่างทำจากวัสดุที่เปลี่ยนความร้อนของอาคารไปเป็นแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นเฉพาะซึ่งสามารถแผ่รังสีผ่านชั้นบรรยากาศไปสู่อวกาศได้โดยตรง

ปกติแล้วชั้นบรรยากาศของโลกเปรียบเสมือนผ้าห่มผืนใหญ่ที่คลุมอยู่รอบโลก ผ้าห่มนี้จะป้องกันไม่ให้ความร้อนออกไปสู่อวกาศที่เยือกเย็นได้ง่ายๆ แต่ผ้าห่มมีรูเล็กๆอยู่และแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นเฉพาะเท่านั้นสามารถเล็ดลอดผ่านรูนั้นออกไปได้

ทีมวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ต้นแบบเพื่อการทดสอบแนวคิดมีขนาดเท่าแผ่นซีดีติดตั้งบนหลังคาอาคารที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด แล้ววัดอุณหภูมิของชั้นบนกับชั้นล่างของอุปกรณ์เปรียบเทียบกับอุณหภูมิของอากาศ ผลปรากฏว่าที่ชั้นบนซึ่งดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศโดยรอบ 24° C ขณะที่ชั้นล่างซึ่งเป็นชั้นระบายความร้อนมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศโดยรอบถึง 29° C ซึ่งนั่นแสดงว่าความร้อนแผ่ขึ้นจากชั้นล่างผ่านชั้นบนไปสู่อวกาศ

radiative-cooling-solar-energy-2
แต่การทดสอบครั้งนี้ยังไม่ได้ทดสอบในเรื่องการผลิตไฟฟ้าเพราะว่าชั้นบนของอุปกรณ์ต้นแบบนี้ไม่มีฟอยล์โลหะซึ่งตามปกติจะมีอยู่ในแผ่นโซลาร์เซลล์ เนื่องจากฟอยล์โลหะเป็นตัวป้องกันไม่ให้แสงอินฟราเรดหนีออกไปได้ ทีมวิจัยกำลังออกแบบโซลาร์เซลล์ที่ไม่จำเป็นต้องมีฟอยล์โลหะเพื่อให้อุปกรณ์นี้ผลิตไฟฟ้าได้พร้อมกับระบายความร้อนของอาคารตามที่ตั้งเป้าเอาไว้ซึ่งพวกเขามั่นใจว่าจะสามารถทำได้สำเร็จ และเมื่อถึงตอนนั้นมันจะเป็นการปฏิวัติวงการโซลาร์เซลล์บนหลังคาได้เลย

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดของความร้อนตามธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบสำหรับมนุษย์ที่อาศัยบนโลกมาเนิ่นนาน ในอนาคตเราอาจใช้อวกาศเป็นแหล่งระบายความร้อนตามธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบสำหรับพวกเราก็เป็นได้

ข้อมูลและภาพจาก stanford.edu, sciencealert

แจกเครดิตฟรี ไม่ต้องฝาก ถอนได้ 2019
โดย UFA369 เว็บเกมส์ UFABET อันดับ 1 ของไทย
สมัคร แทงบอลออนไลน์ กับเว็บที่ดีที่สุด