Elektriksiz kendi kendini ısıtan ve soğutan: Elektriksiz 3 boyutlu akıllı enerji cihazı geliştirildi

Elektriksiz kendi kendini ısıtan ve soğutan: Elektriksiz 3 boyutlu akıllı enerji cihazı geliştirildi

Bir araştırma ekibi, elektrik veya harici bir güç kaynağı olmadan ısıtma ve soğutmayı otomatik olarak kontrol edebilen bir 3B Akıllı Bina Enerji Tasarrufu cihazı geliştirdi.

Bulgular Advanced Materials dergisinde yayınlandı. Çalışma, DGIST Robotik ve Mekatronik Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Kim Bong-hoon liderliğinde, KAIST, POSTECH, Kyung Hee Üniversitesi ve Kongju Ulusal Üniversitesi iş birliğiyle yürütüldü.

Binalar, dünyadaki toplam enerji kullanımının yaklaşık %30'unu oluşturuyor ve bunun %70'i ısıtma ve soğutma için kullanılıyor. Bu durum, sera gazı emisyonlarını ve hava kirliliğini artırıyor. Bu durum, ısıtma ve soğutmayı daha verimli hale getiren çevre dostu teknolojilere olan talebi artırıyor. Ancak mevcut ısıtma ve soğutma cihazları genellikle harici bir güç kaynağı gerektiriyor veya sınırlı kontrol seçeneklerine sahip.

3B akıllı cihaz nasıl çalışır?

Profesör Kim'in ekibi, bu sınırlamaları gidermek için güneş ışığının açılarına göre otomatik olarak açılıp kapanan ve böylece soğutma ve ısıtma arasında geçiş yapabilen bir 3B akıllı yapısal cihaz geliştirdi. Bu tasarım, saçak açılarının enleme göre değiştiği geleneksel mimari prensiplerine dayanmaktadır. Cihaz, harici bir güç kaynağı gerektirmeden açılıp kapanarak sıcaklık değişimlerine tepki veren bir şekil hafızalı alaşım (SMA) kullanmaktadır.

Özellikle, cihazın üç boyutlu yapısı kapalıyken, yüzeyi güneş ısısını yansıtır ve soğutma modunda çalışmak için orta kızılötesi ışık yayar. Tersine, yapı açıkken, güneş ışığını emen siyah yüzey açığa çıkar ve ısıtma moduna geçer. Kısacası, cihaz, binanın enerji kullanımını azaltmaya yardımcı olmak için mevsime veya dış sıcaklık değişikliklerine bağlı olarak ekstra bir işlem yapmadan soğutma ve ısıtma arasında otomatik olarak geçiş yapar.

Testler ve gelecekteki uygulamalar

Araştırma ekibi, gerçek bir dış mekan ortamında çeşitli açılardan ve farklı koşullar altında deneyler gerçekleştirerek, binanın yapısal formundan bağımsız olarak ısıtma ve soğutmayı istikrarlı bir şekilde kontrol edebildiğini doğrulamıştır. Gerçek binalara uygulandığında, ek güç kullanmadan etkili bir enerji tasarrufu çözümü olması beklenmektedir.

Profesör Kim, "Bu çalışma, güç kaynağı olmadan bağımsız olarak çalışan çevre dostu bir ısıtma ve soğutma sistemi sunuyor ve yeni nesil enerji tasarrufu sağlayan bina teknolojisi için yeni bir yön öneriyor. Dünyaca ünlü bir akademik derginin kapak çalışması olarak seçildiği için, pratik uygulamalar geliştirerek endüstriyel alanlarda ve kentsel binalarda enerji tasarrufuna katkıda bulunacağız." dedi.

Kaynak: TechXplore