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Forschung: Dieser Sonnenkollektor ist gleichzeitig eine Klimaanlage

Credit: Linda Cicero, Stanford News
geschrieben von Felix Baumann

Der Klimawandel bringt immer mehr Herausforderungen in unseren Alltag. Eine davon ist, dass es immer wärmer wird und die Anzahl an Sonnentagen ansteigt. Profitieren würde hiervon die Energieerzeugung über Sonnenkollektoren, aber oft sind diese recht groß und lassen nach Einbau kaum noch Platz für andere Geräte. Der Professor Sanhui Fan und seine Forschungsgruppe von der Stanford-Universität zeigen nun, dass wir Wärme und Kälte aus dem gleichen Objekt bekommen können.

Was zunächst unglaublich klingt, demonstrierte Fan anhand eines frühen Prototypen. Logischerweise wird bei der Energiegewinnung durch Sonnenstrahlen Wärme produziert. Es gibt aber noch zusätzlich einen umgekehrten Prozess: Die Strahlungskälte. Diese entsteht, wenn Hitze von der Erde zurück in Richtung des Universum strahlt.

Grundsätzlich ist Wärme nichts anderes als für das menschliche Auge unsichtbare Infrarotstrahlung. Diese wird von jedem beliebigen Objekt ausgestrahlt und von der Atmosphäre zurück in Richtung Boden reflektiert, bevor diese in den Weltraum entweichen kann. Spezielle Wellenlängen der Strahlung werden dabei kälter als die Umgebungstemperatur und sorgen bspw. auch dafür, dass wir manchmal Frost auf unseren Scheiben haben, obwohl es noch gar nicht friert.

Liefert möglicherweise bald Wärme und Kälte: Sonnenkollektor (Credit: Samuel Zeller/Unsplash)

Genau dieses Prinzip will Shanhui Fan mit seiner Forschungsgruppe nutzen, um Klimaanlagen zu bauen, die keinerlei Emissionen verursachen. In der Wissenschaftszeitung Joule wurde das nachhaltige Panel kürzlich vorgestellt und erklärt. Die Frage, die sich dabei aber spätestens bei der Nutzung stellt ist, wie ein Gerät betrieben werden kann, das gleichzeitig heiß und kalt ist. Abhilfe wurde hier mit einem Vakuum geschaffen, das die kalte Komponente umschließt.

[mg_blockquote cite=“Shanhui Fan“]The bottom panel can radiate its heat out without being impeded by the top panel, And that allows the bottom panel to drop to a temperature substantially below ambient.[/mg_blockquote]

So soll es möglich sein, dass das auf der Oberseite angebrachte Panel sich auf bis zu 24 Grad Celsius über der Umgebungstemperatur erhitzt, während nur wenige Millimeter darunter ein weiteres Panel Kälte abstrahlt, die bis zu 29 Grad Celsius unter der Umgebungstemperatur liegen kann.

Das aktuell größte Problem sind die Kosten. Der eher klein ausfallende Prototyp lässt sich nicht so einfach skalieren, da die Materialien zur Herstellung eines größeren Panels aktuell noch sehr teuer sind. Fan sagt dazu, dass sich die Forschung trotzdem schon deswegen gelohnt hat, da man zeigen konnte, dass Sonnenkollektoren weiterhin deutlich optimiert werden können.

Dieses Beispiel zeigt, dass es auch nachhaltige, grüne Alternativen zu Stromschluckern wie Klimaanlagen in naher Zukunft auf den Markt kommen könnten und wir deshalb schon ziemlich bald beim Thema Nachhaltigkeit weltweit wieder ein Stückchen weiter sind.

Via The Verge

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Über den Autor

Felix Baumann

Felix Baumann ist seit März 2022 Redakteur bei Basic Thinking. Bereits vorher schrieb er 4 Jahre für den Online-Blog Mobilegeeks, der 2022 in Basic Thinking aufging. Nebenher arbeitet Felix in einem IT-Unternehmen und beschäftigt sich daher nicht nur beim Schreiben mit zukunftsfähigen Technologien.

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