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Klimatechnik: Kühlen mit dem Weltall

Auch Strahlung kann kühlen. Dazu muss aber erstmal die Strahlung der Sonne abgewehrt werden - eine neue Oberfläche macht's möglich.
Kühlschränke im Supermarkt

Um einen Ort zu kühlen, muss man Wärme irgendwo anders abladen – idealerweise an einem möglichst kühlen Ort. Bisher ist das meistens die Umgebungsluft, doch ein neues Kühlsystem zapft nun die tiefste Wärmesenke überhaupt an: Den leeren Raum zwischen den Sternen. Wie Eli A. Goldstein, Aaswath P. Raman und Shanhui Fan von der Stanford University in "Nature Energy" berichten, nutzt eine von ihnen entwickelte Kühlfläche die Strahlungskühlung, bei der Wärme nicht an die umgebende Luft abgegeben, sondern abgestrahlt wird – und so zum Teil direkt in den Weltraum entfleucht. Dadurch senken sie die Temperatur von Kühlwasser in der Mittagshitze bis zu drei Grad unter jene der Umgebungsluft. Das funktioniert nur dank einer besonderen Oberfläche, die nahezu 97 Prozent aller Strahlung zurückwirft und gleichzeitig Energie abstrahlt.

Bei der Technik geht es nicht darum, mit Hilfe der Strahlung Gebäude zu kühlen – dazu ist die Technik zu ineffektiv. Vielmehr soll der Effekt klassische Klimaanlagen unterstützen, indem er Wärme aus der Umgebung des Kondensers abführt, jenem Teil der Kühlung, der die Wärme nach außen abgibt. Jedes Grad, um das dieser Bereich kühler wird, spare drei bis fünf Prozent Energie beim Betrieb der Klimaanlage, schreiben Goldstein und sein Team. Damit eine Oberfläche selbst in der Mittagssonne mehr Energie abstrahlt, als sie einfängt, muss sie sehr effektiv Strahlung über einen großen Wellenlängenbereich zurückwerfen und gleichzeitig selbst abstrahlen. Das erreicht die Arbeitsgruppe durch einen speziellen Kunststoffspiegel, dessen Rückseite zusätzlich mit Silber beschichtet ist. Diese extrem reflektierende Oberfläche ist in Kontakt mit wassergefüllten Rohren, die wiederum gegen den Rest der Umgebung isoliert sind. Auf diesem Weg strahlt der Aufbau pro Quadratmeter etwa 40 bis 70 Watt Wärme ab – auch wenn mittags die Sonne bis zu 1000 Watt pro Quadratmeter einstrahlt.

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