Международная группа инженеров совершила прорыв, разработав с помощью искусственного интеллекта (ИИ) уникальное покрытие для крыш, способное охлаждать здания до 20 градусов Цельсия больше по сравнению с обычными красками. Эта инновация может значительно сократить потребление электроэнергии на кондиционирование воздуха, снизить выбросы углерода и стать спасением для стран с жарким и аридным климатом, таких как Туркменистан.
Охлаждение на основе ИИ: как это работает?
Исследование, проведённое учёными из Техасского университета в Остине (США), Национального университета Сингапура, Шанхайского университета Цзяо Тун (Китай) и Университета Умео (Швеция), сосредоточено на создании так называемых «трёхмерных тепловых метаизлучателей». Это сложные материалы, способные выборочно излучать тепло на разных уровнях и способах, что делает их идеальными для энергоэффективности.
«Наша структура машинного обучения — это значительный шаг вперёд. Автоматизируя процесс, мы можем создавать материалы с превосходными характеристиками, которые ранее было невозможно представить», — отметил профессор Юэбин Чжэн, один из руководителей исследования.
Команда изготовила четыре таких материала. Тестирование одного из них на модельном доме показало впечатляющие результаты: после четырёхчасового полуденного воздействия прямых солнечных лучей крыша, покрытая метаизлучателем, была в среднем на 5–20 градусов Цельсия прохладнее, чем крыши, окрашенные белой и серой краской соответственно.
Исследователи подсчитали, что такой уровень охлаждения способен сэкономить до 15 800 киловатт электроэнергии в год в многоквартирном доме в жарком климате (для сравнения: типичный кондиционер потребляет около 1500 киловатт в год).
Гонка за охлаждением мира: широкие возможности применения
Разработка нового покрытия — это не просто прорыв для домов и офисов. Использование метода машинного обучения позволило создать семь классов метаизлучателей, каждый из которых обладает различной эффективностью и сферой применения:
• Городская среда: Материалы могут смягчать эффект городского «острова тепла», отражая солнечный свет и эффективно излучая тепло.
• Космос: Покрытие может регулировать температуру космических кораблей.
• Повседневная жизнь: Интеграция в текстиль и ткани может улучшить охлаждающие технологии одежды; нанесение на автомобили поможет снизить их нагрев на солнце.
Традиционно разработка таких материалов была трудоёмким процессом «проб и ошибок». Теперь же, как отмечает один из соавторов работы Кан Яо, машинное обучение значительно ускоряет и оптимизирует этот процесс.
Актуальность для Туркменистана
Для Туркменистана, где летние температуры часто превышают +40 градусов Цельсия, а энергопотребление на охлаждение зданий является значительной статьей расходов, подобные разработки имеют огромное стратегическое значение. Внедрение таких технологий может не только повысить комфорт жителей и снизить нагрузку на электросети, но и способствовать достижению целей в области устойчивого развития и снижения углеродного следа. Эта публикация, возможно, вдохновит туркменских учёных на актуальные исследования и поиски инновационных решений в борьбе с вызовами аридного климата.
ORIENT
