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Une nouvelle méthode de refroidissement envoie la chaleur littéralement hors de ce monde

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Traduit de l’anglais par Melanie Beauchesne

Des chercheurs de l’Université de Stanford ont développé des panneaux de refroidissement montés sur des toits qui pourraient aider les systèmes de climatisation en diffusant l’excès de chaleur dans l’espace.

Les panneaux, qui ne nécessitent pratiquement aucune énergie, pourraient réduire l’électricité nécessaire pour refroidir les bâtiments de 20 %, selon les calculs des chercheurs présentés dans la revue Nature Energy.

Les systèmes de refroidissement consomment 15 % de l’électricité générée à l’échelle mondiale et représentent 10 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, écrivent les chercheurs. Et la demande de refroidissement devrait se multiplier par dix d’ici 2050, à mesure que la planète se réchauffe et qu’un plus grand nombre de personnes peuvent se permettre la climatisation et la réfrigération.

Le nouveau système de refroidissement passif est basé sur le concept bien connu de refroidissement radiatif : tous les objets qui ont été réchauffés par le soleil émettent de la chaleur. Mais cela ne peut se produire que la nuit et lorsque l’air n’est pas chaud.

Ainsi, l’équipe de Stanford a conçu un panneau spécial, composé de couches d’oxyde métallique ultrafines, qui absorbe la chaleur et l’émet à une longueur d’onde qui traverse l’atmosphère terrestre et s’échappe dans l’espace. Le panneau renvoie également presque toute la lumière du soleil captée par celui-ci, si bien qu’il peut même fonctionner lors des journées chaudes et ensoleillées.

Les chercheurs ont placé les panneaux sur des tubes en cuivre à travers lesquels de l’eau était pompée et ont clos l’installation dans une boîte de plastique transparent. Testé sur un toit de bâtiment de Stanford, le système prototype a amené la température de l’eau entre 3 et 5 °C en dessous de la température de l’air ambiant.

Des simulations informatiques ont montré que si les panneaux montés sur les toits étaient utilisés pour refroidir le condensateur – l’unité qui libère la chaleur à l’extérieur – d’un système de climatisation d’un bâtiment de deux étages à Las Vegas pendant les jours d’été, cela réduirait l’énergie nécessaire pour refroidir le bâtiment par plus de 20 %, économisant environ 14.3 MWh d’électricité.

« Bien qu’éventuellement il y aura sans doute de la concurrence pour l’espace sur les toits, nous prévoyons qu’au début, les panneaux de refroidissement complèteront les panneaux solaires en occupant les zones ombragées des toits », disent les chercheurs.

Source: Eli A. Goldstein, Aaswath P. Raman, and Shanhui Fan. Sub-ambient non-evaporative fluid cooling with the sky. Nature Energy 2017.

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