Ayçiçeğini taklit edip soğutma sistemi kurdular

Çin’deki Nankin Güneydoğu Üniversitesi ile Devlet Şebekesi Elektrik Gücü Araştırma Enstitüsü bünyesindeki araştırmacılar, ayçiçeklerinin güneşi takip etme mekanizmasından esinlenerek geliştirdikleri yeni bir radyatif (ışımsal) soğutma sistemini tanıttı.

Dynamic Sky View Factor Steering (DSVFS – Dinamik Gökyüzü Görüş Faktörü Yönlendirmesi) adı verilen teknoloji, güneşin en tepede olduğu öğle vakitlerinde geleneksel sabit sistemlere kıyasla soğutma performansında önemli bir artış sağladı.

Radyatif soğutma teknolojisi yüzeylerin ısıyı kızılötesi radyasyon şeklinde gökyüzüne yayması esasına dayalı. Gündüz saatlerinde dik gelen güneş ışınlarının bu soğutma etkisini kırması nedeniyle DSVFS sistemi iki eksenli bir yalpa çemberi ve güneş sensörleri yardımıyla yüzey açısını otomatik olarak ayarlıyor.

Gelen güneş ışınlarıyla yüzey aynı hizaya getirilerek doğrudan maruz kalınan alan en aza indiriliyor, gökyüzüyle ısı alışverişi dengeleniyor. Sistem havanın kapalı olduğu durumlarda ışınımın her yöne eşit dağılması nedeniyle, geceleri ise güneş ışığının tamamen kaybolmasıyla birlikte otomatik olarak yatay konuma geri dönüyor.

Ölçülen güneş emilimi yüzde 4,6 olan özel bir soğutma boyasıyla yapılan testlerde DSVFS entegreli sistem güneş öğlesinde 71 W/m² soğutma akışı üretti. Aynı boyanın sabit ve yatay konumda kullanıldığı senaryoda değer 30 W/m²’de kaldı. Araştırmacılar bu farkın soğutma akışında yüzde 135’lik bir artışa denk geldiğini kaydetti.

Ayrıca sistemin hareket mekanizmasının ortalama 2 W/m² gibi düşük bir enerji tükettiği, buna karşın yüzey sıcaklığının öğle saatlerinde çevre havasının 2,2°C altına çekildiği belirlendi. Ticari siyah boyayla (yüzde 99,6 güneş emilimi) yapılan bir diğer deneyde sabit yatay panel gündüz soğutma sağlayamazken DSVFS sistemli panel ortam sıcaklığının ortalama 6,2°C altında kalmayı başardı.

Geliştirilen teknolojiye yönelik simülasyon ve modelleme çalışmaları sistemin binalarda kullanılması halinde yaz mevsiminde Çin ve Amerika Birleşik Devletleri’nin büyük bölümünde 150 kWh/m²’nin üstünde, belirli bölgelerde ise 200 kWh/m²’ye varan soğutma enerjisi tasarrufu sağlayabileceğini ortaya koydu.