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輻射制冷(Radiative Cooling)是利用部分可以穿透大氣層的特定波長電磁波，將物體的多余熱量以紅外輻射的形式永久地“扔”進宇宙的制冷方式。由于其不耗能、不費電的特點，尤其是近幾年由于納米光學和超材料的研究，實現了在白天太陽直射下仍能將物體降溫，輻射制冷吸引了世界各國科研人員和社會有識人士的廣泛關注。

CSPPLAZA光熱發電網報道：為(wei)應對能源和氣候危機，全球正在向可(ke)持續能源經濟(ji)轉型，而完全清潔且具(ju)備基荷屬性的光熱電站也正在成為(wei)當前能源大形勢(shi)下的重要參(can)與者。

光(guang)熱(re)電站(zhan)需要(yao)(yao)利用大量反射鏡(jing)將陽光(guang)集(ji)中(zhong)到吸(xi)熱(re)器上，然后通過渦(wo)輪機或蒸汽機將太(tai)陽能轉化為電能。然而，蒸汽機需要(yao)(yao)均勻冷卻以保持較(jiao)高的能量轉換效率(lv)。

一般來(lai)(lai)說(shuo)，蒸(zheng)汽(qi)機發電項目(mu)利(li)用(yong)水密集型濕式冷卻技術來(lai)(lai)分散(san)產生的余熱。但由(you)于蒸(zheng)發作用(yong)該過程會損(sun)失大(da)量水，因(yin)此需要(yao)持續(xu)供水。

圖(tu)：正在用水(shui)清(qing)洗的(de)反射鏡

這帶來了一個嚴重的(de)問題——因為大多數光熱發電項目都建在炎熱、干燥、水資源有限的(de)地區。

那么，能否有(you)一種冷(leng)卻(que)方(fang)案，既可以使電廠的(de)濕式冷(leng)卻(que)用水量(liang)有(you)效(xiao)降低，同時讓系統保(bao)持較(jiao)高的(de)能量(liang)轉換效(xiao)率？由(you)華中科(ke)技大學楊榮貴教授領導的(de)一個研究小組對此給出了肯定答案。

據發(fa)表在2022年2月25日(ri)的《儲能與節(jie)能》雜志上(shang)的一項研(yan)究(jiu)報告顯示，由華中(zhong)科技(ji)大學楊榮貴(gui)教授領導的一個研(yan)究(jiu)小(xiao)組開發(fa)了一種結(jie)合了輻射冷(leng)(leng)卻(que)和冷(leng)(leng)庫的冷(leng)(leng)卻(que)方法，當該(gai)技(ji)術與濕式冷(leng)(leng)卻(que)技(ji)術一起使用(yong)時，用(yong)水量會(hui)有效減(jian)少，因此該(gai)技(ji)術可作為采(cai)用(yong)濕式冷(leng)(leng)卻(que)光熱電站(zhan)的補充冷(leng)(leng)卻(que)技(ji)術。

了(le)解(jie)該技術更多(duo)詳情，可查看如下(xia)報道：

而楊榮貴教授團隊開發的輔(fu)助冷(leng)卻方法融合(he)了干(gan)冷(leng)卻和濕冷(leng)卻的優點。冷(leng)庫(ku)輻射冷(leng)卻是一(yi)種干(gan)冷(leng)卻方法，它涉及由高度太(tai)陽反射材(cai)料制(zhi)成的冷(leng)卻器，具有(you)將選擇性紅外波長的熱量直接散熱到深(shen)空而不被周圍環境吸(xi)收的能力。

當被問及(ji)研究背(bei)后的(de)動(dong)機時(shi)，楊榮貴教(jiao)授表(biao)示，“惡(e)劣的(de)環境，以及(ji)農業、工業和家庭使(shi)用(yong)等其他部門(men)對(dui)水的(de)需(xu)求(qiu)日益增長，對(dui)發電廠的(de)水資(zi)源造成嚴重競爭(zheng)。因(yin)此，我們想(xiang)(xiang)開(kai)發一種(zhong)技(ji)術(shu)，既能(neng)(neng)減少發電廠的(de)濕冷卻耗水量，又能(neng)(neng)保(bao)持理想(xiang)(xiang)的(de)熱效率。”

冷(leng)(leng)庫輻(fu)射(she)冷(leng)(leng)卻是一(yi)種干冷(leng)(leng)卻方法，它涉(she)及由高度太陽反射(she)材料(liao)制(zhi)成(cheng)的冷(leng)(leng)卻器，具(ju)有將選(xuan)擇(ze)性紅外波長的熱量直接散熱到深(shen)空而不(bu)被(bei)周圍環境吸收的能力(li)。

研究人(ren)員(yuan)(yuan)在美(mei)(mei)國莫哈韋太陽(yang)能項目等參(can)考(kao)光熱電站的蒸發冷(leng)卻塔中(zhong)添加了(le)(le)輻(fu)射(she)冷(leng)卻系統(tong)(tong)。為了(le)(le)分析所(suo)設(she)計系統(tong)(tong)的潛力(li)，他們還(huan)制作了(le)(le)計算機模(mo)型，以(yi)監測只在白天使用輻(fu)射(she)冷(leng)卻系統(tong)(tong)和日(ri)夜使用輻(fu)射(she)冷(leng)卻系統(tong)(tong)等不同情景下的節水(shui)(shui)潛力(li)。同時，研究人(ren)員(yuan)(yuan)在美(mei)(mei)國3000多個(ge)地區的不同天氣(qi)條件下對其冷(leng)卻和節水(shui)(shui)潛力(li)進(jin)行了(le)(le)研究。

結(jie)果表明，在美國西南部炎(yan)熱的地區，如果僅白天采(cai)用(yong)輻射(she)冷卻技(ji)術，每年(nian)的用(yong)水(shui)量可以減少40%到60%；如果輻射(she)系統和冷庫(ku)能夠晝夜運轉，年(nian)節(jie)水(shui)潛力可高(gao)達65%至85%。

該技(ji)術(shu)為保持采用濕(shi)式冷(leng)卻技(ji)術(shu)光熱電站(zhan)熱效率的同時降低耗水量(liang)提(ti)供(gong)了一條(tiao)有效途(tu)徑(jing)，該項研究所(suo)獲得的知識(shi)可能(neng)有助(zhu)于為光熱發電項目開發復雜的全(quan)天候冷(leng)卻系統。

談到該技術的(de)(de)未(wei)來(lai)應用前景，楊榮貴(gui)教授表示(shi)：“未(wei)來(lai)40年，全球發電(dian)行業(ye)的(de)(de)用水量(liang)預(yu)計(ji)將(jiang)翻一番。我們的(de)(de)補充冷卻系(xi)統設計(ji)可(ke)以幫助解決位于沙漠和干旱地區(qu)缺水地區(qu)的(de)(de)發電(dian)廠日益增長的(de)(de)用水需求。”

附英文報道鏈接：//helioscsp.com/cooling-method-for-concentrated-solar-power-plants-saves-water-by-using-radiative-cooling-systems/