Sistem Pendingin Pasif Hemat Daya Capai 40°C di Bawah Suhu Lingkungan
- Sistem pendingin pasif baru memberikan pendinginan yang efektif di lingkungan panas tanpa menggunakan daya yang dihasilkan oleh bahan bakar.
- Di lingkungan kering, ia dapat memberikan pendinginan hingga 40°C di bawah suhu lingkungan.
- Ia dapat melengkapi sistem pendingin yang ada untuk menyimpan vaksin dan makanan di area panas dan off-grid.
Mekanisme pendingin yang ada bergantung pada sistem pendingin cair dan kompresi uap, yang cukup kompleks dan mahal. Sistem pendingin pasif, di sisi lain, seperti pendinginan radiasi atmosfer menggunakan atmosfer Bumi pada panjang gelombang mid-infrared untuk menurunkan suhu pada tingkat yang signifikan.
Selama bertahun-tahun, peneliti di seluruh dunia telah mencoba mengembangkan sistem pendingin pasif, dan sampai saat ini mereka telah mampu membangun sistem ini menggunakan instrumen fotonik yang kompleks yang mahal untuk diproduksi dan tidak dapat digunakan secara luas. Sebagian besar dikembangkan untuk mencerminkan semua panjang gelombang dengan sempurna dan memancarkan radiasi mid-infrared.
Namun, untuk mencapai ini, Anda perlu menambahkan beberapa lapisan material dan mengontrol ketebalannya dengan presisi nanometer.
Sekarang, peneliti di MIT telah mengembangkan sistem pasif baru yang murah yang memberikan pendinginan pada hari panas dan cerah, tanpa memerlukan daya yang dihasilkan oleh bahan bakar. Ini dapat melengkapi sistem pendingin lain untuk menyimpan/mengawetkan obat dan makanan di area off-grid.
Secara teoretis, sistem mampu memberikan pendinginan hingga 20°C di bawah suhu lingkungan. Namun, saat mendemonstrasikannya, peneliti mampu mencapai pendinginan 6°C. Untuk menurunkan suhu lebih lanjut, seseorang dapat menggunakan sistem pendingin termoelektrik atau pendingin konvensional.
Bagaimana Cara Kerjanya?
Sistem pendingin pasif baru ini hanya memblokir sinar matahari langsung, menggunakan sebuah potongan kecil yang ditempatkan pada 90 derajat untuk menutupi jalur Matahari di langit. Ini menghilangkan kebutuhan akan instrumen pelacak.
Alat sederhana berwarna putih, yang dikembangkan dengan menggabungkan aluminium halus, plastik film murah, dan isolasi, memungkinkan cukup emisi panas melalui radiasi dalam rentang mid-infrared. Secara lebih spesifik, ia memanfaatkan tumpang tindih spektral dari emisi radiasi objek bumi di dekat suhu lingkungan antara panjang gelombang 8 dan 13 mikrometer.
Dengan menempatkan payung di atas sistem dan melengkapinya dengan isolasi, peneliti membuat pendingin lebih efektif selama siang hari. Mereka melakukan eksperimen di luar ruangan dan menemukan bahwa sistem secara efektif memblokir sinar matahari sementara terus memancarkan panjang gelombang mid-infrared ke langit.
Referensi: Nature Communications | doi:10.1038/s41467-018-07293-9 | MIT
Beberapa dekade yang lalu, ilmuwan hanya mengembangkan sistem untuk mengurangi pemanasan. Tapi sekarang, mereka menggunakan bayangan dengan cerdas bersama dengan mekanisme penyaringan cahaya pendukung untuk menurunkan suhu.
Keterbatasan dan Aplikasi
Kredit citra: Bikram Bhatia / MIT
Sistem tidak bekerja dengan baik di atmosfer yang lembab. Ini mengurangi jumlah emisi inframerah melalui udara, membatasi jumlah pendinginan hingga 20°C (di bawah suhu lingkungan). Namun, jika lingkungan kering, ia dapat menghasilkan hingga 40°C pendinginan.
Juga, sistem ini tidak dapat digunakan untuk menyudutkan seluruh rumah atau gedung. Ini hanya dapat digunakan untuk aplikasi pendinginan, seperti menyimpan makanan dan obat di area panas dan off-grid. Meskipun pendekatan ini tidak cukup kuat untuk menurunkan suhu hingga tingkat yang diperlukan, ia setidaknya dapat mengurangi beban pada sistem pendingin yang ada, untuk menyediakan hanya fase pendinginan terakhir.
Ini juga dapat digunakan dalam sistem fotovoltaik konsentrasi, di mana cermin khusus memfokuskan sinar Matahari pada sel surya untuk meningkatkan efisiensi mereka. Sistem ini sering terlalu panas dan memerlukan pemeliharaan termal rutin. Sistem pendingin pasif dapat dengan mudah mengontrol masalah pemanasan ini, menghilangkan kebutuhan akan manajemen termal aktif.
Baca: Tanpa Modernisasi Radikal, AC Akan Membuat Bumi 1/2 Derajat Celsius Lebih Panas Pada Tahun 2100
Dalam beberapa tahun ke depan, peneliti akan mencoba untuk meningkatkan sistem. Tantangan terbesar dalam melakukannya adalah menemukan bahan isolasi yang mampu mencegah seluruh sistem terlalu panas dari udara eksternal.
