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新型太陽能設備可邊加熱邊制冷


新華社華盛頓11月11日電(記者周舟)中美科學家日前發表在美國《焦耳》雜志上的研究顯示,他們開發出一種新型設備,在利用太陽能加熱的同時,可利用輻射制冷原理制冷。在屋頂上安裝這種設備有助于節約能源。

輻射制冷利用了地球上物體通過熱輻射的方式散熱至極冷的外太空的自然現象。通常地球大氣層會阻礙熱輻射,空氣像一條“毯子”包裹在我們周圍,所以輻射制冷的效果不明顯。但研究人員發現,空氣“毯子”中有“漏洞”,特定波段的紅外輻射能穿過“漏洞”,帶走熱量,這種制冷方式的優點在于不消耗電能。

另一方面,用太陽能加熱的太陽能板則已常見。美國斯坦福大學范汕洄教授團隊和中國東南大學陳震教授等人在最新研究中說,他們將太陽能加熱板和輻射制冷板垂直疊加放置,開發出一種可同時加熱和制冷的設備。

陳震對新華社記者說,用半導體材料鍺制作的太陽能板在吸收太陽能波段光子的同時,可讓底部的輻射制冷板輻射的中紅外波段光子暢通無阻地通過,輻射制冷板與周圍環境之間用真空裝置實現熱隔離。

實驗顯示,這種設備的下部和上部可說是“冷熱兩重天”。上部的太陽能板在吸收太陽能后,溫度可比周圍環境高出24攝氏度;而下部的輻射制冷板降溫效果明顯,溫度可比周圍環境低29攝氏度。

陳震說,實驗中的太陽能板將太陽能轉化為熱能,也可以將其替換成太陽能電池板,將太陽能轉化為電能。

這種設備如應用在建筑屋頂等處,有望一方面提供加熱或發電的能源,另一方面節約空調制冷的能源。研究團隊接下來希望能尋找更加廉價的材料,以推動這種技術的大規模應用。



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