Jak działają lodówki zasilane energią słoneczną

W ciągu ostatniej dekady niektóre niezwykle „zielone” osoby zaczęły rezygnować ze sztucznego chłodzenia , aby ratować Ziemię . Albo przynajmniej zaoszczędzić kilkaset kilowatogodzin rocznie.

Większość ludzi uważa, że ​​taki krok wstecz w ewolucji współczesnej cywilizacji jest nieco nieuzasadniony, ale zwraca uwagę na wady nowoczesnych technik chłodniczych. Ale oprócz rezygnacji z ciepłego piwa są też inne opcje. Lodówki zasilane energią słoneczną są obecnie dość łatwe do zdobycia i omijają problemy związane ze zużyciem energii związane z tradycyjnymi lodówkami . Obchodzą również fakt, że 2 miliardy ludzi na całym świecie nie ma dostępu do elektryczności [źródło: NASA ].

Energia słoneczna, często nazywana fotowoltaiką , jest obecnie wszechobecna. Niektórzy z nas używają go do zasilania naszych domów; inni kupują kompensacje emisji dwutlenku węgla, które inwestują pieniądze w energię słoneczną i wiatrową, aby zrównoważyć tradycyjne zużycie energii (patrz Jak działają kompensacje emisji dwutlenku węgla ). Panele słoneczne znajdują się na dachach budynków, domów i namiotów oraz zasilają ładowarki do telefonów komórkowych, radia i Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Technologie te wykorzystują ogniwa fotowoltaiczne (PV) do przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną. Kiedy światło słoneczne pada na ogniwo fotowoltaiczne, nagrzewa je. Podgrzanie ogniwa powoduje, że elektrony wybijają się, a elektrony te są przekształcane w strumień elektryczności lub prądu (patrz Jak działają ogniwa słoneczne ).

Jedna z najpopularniejszych na rynku lodówek zasilanych energią słoneczną, licencjonowana przez NASA, SunDanzer, wykorzystuje tę technologię PV do zasilania w większości tradycyjnej konfiguracji chłodniczej. Ale jedno z najnowszych osiągnięć wykorzystuje „energię słoneczną” w znacznie bardziej podstawowy sposób.

W tym artykule przyjrzymy się obu tym chłodziarkom zasilanym energią słoneczną i dowiemy się, co je napędza. Zaczniemy od SunDanzer, który jest oparty na technologii opracowanej w celu zapewnienia klimatyzacji i chłodzenia na ISS.

­­

Podczas opracowywania zasilanych energią słoneczną systemów chłodniczych dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), kilku naukowców z NASA zdecydowało, że technologia dobrze sprawdzi się również w świecie ziemskim. Placówki naukowo-badawcze, eko-ośrodki, odległe domki myśliwskie, wózki z żywnością ulicznych sprzedawców i obszary rozwijającego się świata bez dostępu do elektryczności mogłyby skorzystać z chłodzenia zasilanego energią słoneczną. Nie tylko żywność, ale także wiele leków i szczepionek wymaga chłodnego środowiska, aby zachować żywotność. To dość istotna technologia.

Ci inżynierowie fotowoltaiki NASA stworzyli SunDanzer, linię chłodziarek i zamrażarek zasilanych energią słoneczną.

Lodówka SunDanzer działa podobnie jak tradycyjna, wykorzystując do chłodzenia system kompresji pary. Zasadniczo gaz chłodniczy, taki jak amoniak, jest sprężany (poddawany ciśnieniu), powodując jego rozgrzanie; gdy stygnie z powrotem, skrapla się w ciecz. Kiedy ta ciecz przemieszcza się do obszaru o niższym ciśnieniu, rozszerza się i odparowuje. Parowanie pochłania ciepło, szybko schładzając wężownice lodówki.

Tak prawdopodobnie działa Twoja lodówka . Różnica między lodówką a zasilanym energią słoneczną SunDanzer polega na tym, że zamiast uruchamiać wszystkie ruchome części systemu kompresji-rozprężania przez podłączenie do sieci energetycznej, podłączasz się do konfiguracji z panelem słonecznym. System po prostu wykorzystuje do wytwarzania energii elektrycznej ogniwa fotowoltaiczne zamiast węgla lub energii jądrowej. Uderza w temperaturę każdej innej lodówki (około 38 stopni F, czyli 3 stopnie C dla większości ludzi).

Aby zapewnić wystarczającą ilość energii do utrzymania tej temperatury, panel słoneczny urządzenia potrzebuje około pięciu godzin światła słonecznego dziennie [źródło: NASA ]. Ale może przechowywać nadmiar energii słonecznej, dzięki czemu przez tydzień pozostanie zimny bez światła słonecznego. Dostępna jest też opcja dodatkowego zasilania bateryjnego , dzięki czemu jedzenie nadal będzie zimne w mgnieniu oka. Większość systemów chłodzenia zasilanych energią słoneczną jest wyposażonych w ten rodzaj kopii zapasowej.

Jednym z modeli lodówki na energię słoneczną, który nie ma tak zaawansowanego technologicznie wsparcia, jest tak zwana „eko-lodówka” opracowana przez 21-letniego studenta z Wielkiej Brytanii. Ten model w ogóle nie ma ruchomych części.

Kiedy większość z nas myśli o „ energii słonecznej ”, myślimy o panelach ogniw fotowoltaicznych. Lodówka wprowadzona w 2009 roku przez brytyjską studentkę Emily Cummins wykorzystywała znacznie bardziej dosłowną wersję energii słonecznej.

Lodówka Cummins nie wykorzystuje fotowoltaiki, elektryczności , chemicznego czynnika chłodniczego ani ruchomych części, aby uzyskać efekt chłodzenia. Zamiast tego wykorzystuje system chłodzenia wyparnego oparty wyłącznie na cieple słonecznym i odrobinie wody . To idealna konfiguracja dla dotkniętych biedą mieszkańców Trzeciego Świata, którzy nie mają elektryczności i pieniędzy na wymyślny system fotowoltaiczny. Jest już używany w Afryce Południowej i Namibii. (Może również zadziałać dla zagorzałego ekologa, który szuka przeziębienia bez poczucia winy po długim dniu w pracy).

Lodówka jest genialnie prosta. Składa się z dwóch cylindrów, jeden w drugim. Zewnętrzny cylinder może być wykonany z niemal wszystkiego, co jest w zasięgu ręki – tektury, drewna lub plastiku , zazwyczaj z otworami, aby zapewnić jak największy dostęp słońca. Wewnętrzny cylinder jest metalowy. Przestrzeń pomiędzy cylindrem wewnętrznym i zewnętrznym wypełniona jest materiałami takimi jak wełna, piasek czy brud.

System chłodzenia ewaporacyjnego działa w następujący sposób: umieszczasz żywność lub lekarstwa w wewnętrznym metalowym cylindrze i zamykasz go. Następnie wlewasz świeżą wodę do obszaru między cylindrami, nasycając materiał organiczny i umieszczasz całość na słońcu. Gdy słońce ogrzewa zewnętrzny cylinder i podgrzewa mokry materiał organiczny, woda paruje. Podobnie jak w tradycyjnej lodówce, parowanie usuwa ciepło (dlatego się pocimy – gdy pot odparowuje, ochładzamy się). Materiał organiczny styka się z wewnętrznym cylindrem, więc ta wymiana ciepła wyciąga ciepło z wewnętrznego cylindra, w którym znajduje się żywność. Rezultatem jest bardzo zimna komora wewnętrzna.

Proces ten powtarza się, gdy woda całkowicie wyparowuje, więc woda jest stale uzupełniana, a chłodzenie jest kontynuowane. Lodówka może pozostać w temperaturze 43 stopni F (6 stopni C) przez kilka dni na jednym naparze wody [źródło: Flahiff ].

Ten system nie ma podtrzymania bateryjnego, więc opiera się na dobrym dopływie światła słonecznego. Kraje takie jak Namibia, w których w niektórych rejonach świeci średnio około 10 godzin dziennie, są idealnymi kandydatami do tego układu zasilanego energią słoneczną [źródło: BBC ].

To zawsze potencjalna wada każdej potrzeby zasilanej energią słoneczną: światło słoneczne rzadko jest gwarantowane. W bardziej zaawansowanych technologicznie lodówkach fotowoltaicznych powszechne są rezerwy w postaci baterii lub generatorów, aby uniknąć awarii systemu. Ekologiczna lodówka o niskiej technologii opiera się całkowicie na naturze, aby utrzymać chłód.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków