从炽热的太阳和寒冷的宇宙中采集能量的基本原理最近才被探索出来，并引起了广泛关注。本文针对地表太阳能加热和辐射冷却，提出了一种考虑大气辐射特性及动态光谱调制效应的热力学分析方法，该分析表明，可切换的太阳能加热与辐射冷却是一种能够高效、持续地从太阳和宇宙中采集能量的替代方案。在具有超低非辐射传热过程的真空系统中，针对能量采集的演示，对自适应吸收器/发射器（SSA/E）与黑色涂料进行了对比实验测试。SSA/E 实现了比环境温度高 150.0 °C 的太阳能加热和比环境温度低 17.1 °C 的辐射冷却，分别比黑色涂料高出 70 °C 和低 2.7 °C，显示出更优异的清洁热能和冷能采集性能。可切换的地面太阳能加热和辐射冷却为广泛的应用提供了新的机遇，例如为离网地区发电以及为建筑物提供清洁的供暖/制冷。
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