Um grupo da Universidade da Califórnia, Os pesquisadores de San Diego se empenharam para obter uma melhor compreensão do equilíbrio térmico de usinas e superfícies, como espelhos heliostáticos ou painéis solares, quando exposto à radiação solar (ondas curtas) e atmosférica (ondas longas). Eles rapidamente perceberam que primeiro precisariam determinar quais papéis a cobertura de nuvens e a umidade relativa desempenham na transparência da atmosfera para a radiação em temperaturas comuns na Terra.

Determinar quanto calor pode ser rejeitado para o espaço sideral e quanto é irradiado de volta pela atmosfera para a superfície é importante quando se trata de identificar o papel exato que a água desempenha. Acontece que a água, que está presente no gás, fases líquidas e sólidas na atmosfera, não é apenas o jogador principal, mas também o único elemento atmosférico que varia rapidamente em concentração e não é bem misturado verticalmente.

No Jornal de energia renovável e sustentável , o grupo apresenta mapas detalhados de recursos de resfriamento radiativo que eles criaram para ajudar a determinar os melhores climas para implantação em larga escala de tecnologias de resfriamento passivo, que dependem de mudanças diárias de temperatura e umidade.

"Usamos correlações calibradas recentemente, dados experimentais e modelos para valores do solo de vapor de água e temperatura com emissividades do céu para mapear os lugares nos EUA onde podemos rejeitar com mais eficácia o calor do solo para o espaço sideral, "disse Carlos F.M. Coimbra, catedrático do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial. "Por causa dos processos físicos envolvidos, locais com atmosferas mais secas e céu limpo mais frequente são os mais apropriados para implantar tecnologias de resfriamento passivo. "

O sudoeste americano mostra um grande potencial, enquanto "outras áreas onde o efeito da umidade relativa por si só esgota a capacidade de usar este recurso de reservatório frio mostram muito menos potencial, "Coimbra disse." Nas zonas com grande potencial de refrigeração, o consumo total de energia e a pegada de carbono associada às tecnologias de resfriamento convencionais - muitas vezes o componente mais alto da demanda de eletricidade - podem ser substancialmente reduzidos. "

Este trabalho é particularmente significativo para a área de projeto termofotônico de superfícies para resfriamento passivo, que tem atraído atenção ultimamente devido ao potencial de rejeição do calor para o céu.

"Desde a antiguidade, muitas sociedades usaram o céu frio a seu favor, "disse ele." Em áreas desérticas, uma combinação inteligente de resfriamento por transpiração (um método evaporativo) com resfriamento radiativo passivo para 'frio' (seco, claro) o céu era freqüentemente usado para produzir gelo e evitar que derretesse. "

Desenvolvimentos recentes no design de superfícies para propriedades radiativas específicas significa que as superfícies expostas podem ser revestidas com tintas ou outros tratamentos de superfície - como plásticos especialmente projetados - para melhorar substancialmente a capacidade dessas superfícies de rejeitar o calor durante a secagem, condições de céu claro durante o dia ou a noite.

"O projeto de condensadores de resfriamento a seco para usinas de energia solar concentrada ou sistemas de ar condicionado se beneficiará da capacidade de refletir seletividade na energia solar enquanto emitem fortemente dentro das partes infravermelhas do espectro, "Coimbra disse." Mas essas estratégias são mais eficazes durante determinadas épocas do ano e para determinadas regiões do planeta. Vivemos em uma era de medicamentos direcionados ao DNA, mas ainda usamos tecnologias genéricas de energia que não são necessariamente adaptadas às diferentes necessidades regionais. É hora de repensar a maneira como implementamos essas tecnologias impactantes. "