Глобальное потепление — один из главных вызовов современности. Оно влияет на многие процессы, в том числе и на таяние вечной мерзлоты. Это, в свою очередь, приводит к повреждению и обрушению различных зданий и сооружений.
Сейчас для предотвращения таких ситуаций используют «охладители» на солнечных батареях. Эти устройства используют генерируемую энергию для замораживания грунта — за счёт неё тепловой насос качает воду и охлаждает фреон. Кроме того, в них есть и аккумуляторы, которые запасают энергию в солнечные дни и используют её в облачную погоду. Однако стоимость таких батарей довольно высокая, поэтому учёные предложили новый способ использовать «охладители».
Исследователи из МГТУ им. Н.Э. Баумана и САФУ им. М.В. Ломоносова вместе с коллегами из Швейцарии придумали установку с тепловым насосом, мощность которого зависит от количества вырабатываемой энергии. То есть, в солнечную погоду он будет качать воду в полную силу, а в облачную — слабее.
Эффективность такой адаптивной нагрузки учёные проверили с помощью метеорологических данных, которые собирались в течение года. Исследователи провели расчёты и сопоставили погодные условия с качеством работы устройств.
Оказалось, что адаптивные установки работают эффективнее обычных охладителей. При этом стоимость их использования ниже на целых 44%. Также учёные установили, что можно повысить время работы установки, если использовать не один мощный тепловой насос, а много небольших.
Сейчас специалисты собирают установку, которую будут использовать в Арктике. Учёные уверены, что в будущем она позволит отказаться от свай при сооружении зданий, а значит, удешевит строительство на вечной мерзлоте.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Energies.
