Blíží se letní pařáky a nejen Češi už leští své klimatizační jednotky. Ty sice dokážou snížit červencové teploty na snesitelnou úroveň, ale za cenu ohromné elektrické spotřeby. Co kdybychom měli po ruce pasivní klimatizaci?
Technik a technologií je celá řada a k těm výhledově nejzajímavějším patří Passive Daytime Radiative Cooling (PDRC). Jedná se zpravidla o nejrůznější tenké filmy, nátěry, pigmenty a další povrchové úpravy, které jsou tak trochu kouzelné.
Nejen odrazit sluneční paprsky, ale i vyzářit teplo do vesmíru
Když na ně dopadne sluneční svit, podstatná část energie se vyzáří zpět do vesmíru, takže se povrch oproti okolí ochladí i o několik stupňů. Klimatizace zadarmo! Ovšem pozor, pokud vás teď napadlo, že stačí jen obalit barák dokonalým zrcadlem, anebo alespoň natřít bílou, až tak jednoduché to zase nebude.
Úkolem PDRC chlazení je sluneční energii nejen odrazit, ale i vyzářit již pohlcené teplo do vesmíru bez zpětného ohřevu atmosféry (tedy bez skleníkového efektu)
I bílý nátěr se zahřeje a odražené světlo ke všemu zahřeje okolní vzduch, protože jej pohltí molekuly atmosféry: voda a plyny. Suma sumárum, tepla se nezbavíme a stejně si tu klimatizaci nakonec koupíme.
Infračervené okno
Skutečné kouzlo PDRC spočívá v tom, že se snaží odrážet energii na frekvencích tzv. infračerveného okna zhruba v rozmezí 8 až 14 mikrometrů vlnové délky. Na těchto vlnových délkách totiž molekuly atmosféry pohlcují záření jen velmi málo, takže povrch budovy může přijaté teplo vyzářit až do vesmíru.
Modré oblasti představují vlnové délky s vysokou transmitancí – tedy oblasti, kde takové záření pohltí molekuly atmosféry jen velmi malou měrou a energie se vyzáří do vesmíru
Nevýhodou PDRC je zatím zvláště u tenkých filmů složitá až nemožná výroba ve větších plochách (drobná litografie, nanomateriály), takže podobným filmem nemůžeme obalit třeba konstrukci většího kancelářského domu, nicméně u automobilu by to už šlo.
Film z celulózy ochladí povrch o 4,4 °C
Jedním z nejnovějších počinů na poli PDRC je výzkum z univerzity v Cambridge, kde se inspirovali přírodou a vyrobili tenký dvouvrstvý film z celulózy. O management vyzáření tepla v infračerveném okně se v tomto případě stará struktura tzv. celulózních nanokrystalů (CNC) a výhodou je – alespoň teoreticky – levná výroba bez potřeby těžby vzácných surovin.
Dvouvrstvý film z celulózy funguje jako pasivní klimatizace
Při laboratorních zkouškách se ukázalo, že PDRC film z Cambridge má po ozáření slunečními paprsky o 4,44 °C nižší teplotu než okolní vzduch. To je ekvivalent 120W chladící síly srovnatelné s průměrnou klimatizační jednotkou.
Film nejen že odrazí část slunečního světla jako jiné povrchy, ale vyzáří i podstatnou část již přeměněného infračerveného tepla
Těžko říci, jestli by byl takový materiál použitelný i v každodenní praxi, technikami PDRC se ale zabývá hromada dalších týmů a je to jedna z potenciálně nejefektivnějších cest, jak v budoucnosti pasivně a levně zchladit naše metropole bez nutnosti externího zdroje energie.