Približne polovica spotreby energie priemernej americkej budovy sa minie na vykurovanie a chladenie. To je veľa vynaložených peňazí, spálených fosílnych palív a záťaže na starnúcu energetickú infraštruktúru v čase vysokých teplôt.

Vedci teraz predstavili adaptívnu škridlu, ktorá pri nasadení na strechách dokáže znížiť účty za kúrenie v zime a za chladenie v lete bez potreby elektroniky.

„Prepína sa medzi vykurovaním a chladením v závislosti od teploty škridle,“ povedal Xiao, hlavný autor štúdie. „Cieľová teplota je asi 65 ° F – asi 18 ° C.“

Toto pasívne termoregulačné zariadenie s rozlohou približne 10,16 cm štvorcových je zmesou odborných znalostí spoločnosti Liao v oblasti tepelnej vedy a Hawkesovej práce v oblasti navrhovania mechanizmov – pohyblivého povrchu, ktorý môže meniť svoje tepelné vlastnosti v reakcii na rozsah teplôt. Nápad na tento projekt im prišiel počas dlhých ciest medzi Santa Barbarou a severnou Kaliforniou pred niekoľkými rokmi.

Až po Xiaoovej nápade použiť voskový motor dostala myšlienka adaptívnych strešných škridiel svoj konečný tvar. Na základe zmeny objemu vosku v reakcii na teploty, ktorým je vystavený, voskový motor vytvára tlak, ktorý pohybuje mechanickými časťami a premieňa tepelnú energiu na mechanickú energiu. Voskové motory sa bežne vyskytujú v rôznych spotrebičoch, ako sú umývačky riadu a práčky, ako aj v špecializovanejších aplikáciách, ako je napríklad letecký priemysel.

V prípade škridle môže voskový motor v závislosti od jej stavu tlačiť alebo zasúvať piesty, ktoré zatvárajú alebo otvárajú žalúzie na povrchu škridle. Takže pri nižších teplotách, keď je vosk pevný, sú žalúzie zatvorené a ležia ploché, čím sa odhaľuje povrch, ktorý absorbuje slnečné svetlo a minimalizuje rozptyl tepla žiarením.

Ale akonáhle teploty dosiahnu okolo 18°C, vosk sa začne topiť a expandovať, čím sa lamely otvoria a odkryje sa povrch, ktorý odráža slnečné svetlo a vyžaruje teplo.

Okrem toho vosk počas procesu tavenia alebo mrazenia absorbuje alebo uvoľňuje veľké množstvo tepla, čím ďalej stabilizuje teplotu škridle a budovy.

„Takže máme veľmi predvídateľné spínacie správanie, ktoré funguje vo veľmi úzkom pásme,“ vysvetlil Xiao.

Podľa článku výskumníkov testovanie preukázalo 3,1-násobné zníženie spotreby energie na chladenie a 2,6-násobné zníženie spotreby energie v porovnaní so zariadeniami pokrytými konvenčnými reflexnými alebo absorpčnými vrstvami. Vďaka voskovému motoru nie je na prevádzku zariadenia potrebná žiadna elektronika, batérie ani externé zdroje energie a na rozdiel od iných podobných technológií reaguje v rámci niekoľkých stupňov svojho cieľového rozsahu. Jednoduchosť jeho dizajnu sa navyše hodí na prispôsobenie – možno použiť rôzne tepelné povlaky a rôzne typy vosku, aby zariadenie mohlo pracovať v požadovaných teplotných rozsahoch a zároveň sa mohlo použiť na hromadnú výrobu.

„Zariadenie je stále len konceptom, ale dúfame, že povedie k novým technológiám, ktoré by jedného dňa mohli mať pozitívny vplyv na spotrebu energie v budovách,“ povedal Hawkes.

Zdroj: www.nanowerk.com

​