Hệ thống năng lượng hybrid: Giải pháp mới cho điện, nước nóng và làm mát

Hệ thống năng lượng hybrid mới được phát triển bởi Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đang tạo ra sự chú ý trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Hệ thống này không chỉ cung cấp điện và nước nóng mà còn giúp làm mát cho các tòa nhà, điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh mùa hè ngày càng nóng hơn.

Hệ thống này kết hợp giữa năng lượng mặt trời và công nghệ làm mát thụ động, được gọi là Passive Daytime Radiative Cooling (PDRC). Theo Gan Huang, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, hệ thống này cho phép tận dụng cả năng lượng mặt trời và nhiệt độ lạnh từ không gian vũ trụ. Điều này giúp tạo ra một giải pháp năng lượng đa chức năng từ một bề mặt duy nhất.

Cấu trúc chính của hệ thống là một tấm silicon dioxide trong suốt, được phủ bằng polymer silicone Polydimethylsiloxan (PDMS). Lớp phủ này có khả năng phản xạ nhiệt dưới dạng bức xạ hồng ngoại ra ngoài không gian. Trong khi đó, ánh sáng mặt trời có thể đi qua lớp phủ này mà không bị cản trở, và được tập trung vào một bộ thu năng lượng mặt trời, từ đó tạo ra điện và nhiệt.

Trong các thử nghiệm thực địa, hệ thống đã cho thấy khả năng làm mát lên đến 6,5 độ C so với nhiệt độ môi trường xung quanh. Đặc biệt, mật độ công suất điện của bộ thu năng lượng mặt trời đạt 60,6 watt mỗi mét vuông, và hệ thống có thể cung cấp nhiệt độ lên đến 110,8 độ C cho các ứng dụng sử dụng nhiệt.

Hệ thống mới này là sự cải tiến từ một phiên bản trước đó ra mắt vào năm 2024, chỉ có chức năng làm mát. Với việc thêm khả năng thu thập năng lượng mặt trời, hệ thống hiện nay đã trở thành một giải pháp năng lượng đa chức năng, theo lời Gan Huang.

Việc kết hợp hai quá trình đối lập là một thách thức lớn. Bộ thu năng lượng mặt trời cần phải thu thập tối đa năng lượng mặt trời, trong khi bộ làm mát cần giữ cho mình ở nhiệt độ thấp nhất có thể. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết vấn đề này bằng cách cho ánh sáng mặt trời đi qua lớp làm mát trong suốt trước khi được một thấu kính Fresnel tập trung vào bộ thu năng lượng mặt trời nhỏ hơn. Điều này giúp tách biệt bộ thu năng lượng nóng và lớp làm mát.

“Tầm nhìn của chúng tôi là biến mái nhà và mặt tiền thành các bề mặt năng lượng chủ động, cung cấp đồng thời điện, nhiệt và làm mát,” Gan Huang cho biết. Ông cũng nhấn mạnh rằng khái niệm này có thể hữu ích cho các ứng dụng tiêu tốn nhiều năng lượng như các trung tâm dữ liệu AI, nơi cần nhiều điện và làm mát.

Hệ thống này không chỉ là một bước tiến trong công nghệ năng lượng tái tạo mà còn mở ra nhiều khả năng mới cho việc sử dụng hiệu quả năng lượng trong các tòa nhà hiện đại. Với việc áp dụng công nghệ này, chúng ta có thể kỳ vọng vào một tương lai bền vững hơn, nơi mà năng lượng được sử dụng một cách hiệu quả và tiết kiệm hơn.

TH (phapluatxahoi.kinhtedothi.vn)