Voor het omzetten van zonne-energie in elektriciteit zijn zonnepanelen nu erg populair. Collectoren die de warmte van de zon opslaan, krijgen veel minder aandacht. Dat komt mogelijk doordat de traditionele zonneboilers voor op het dak minder esthetisch verantwoord zijn dan zonnepanelen. Dat is niet nodig, schetst Anthonie Stuiver, senior scientist bij AkzoNobel. TNO, AkzoNobel en het bouwtechnisch bedrijf Emergo ontwikkelden de afgelopen jaren een gevelsysteem met een zeer efficiënte thermische zonnecollector die volledig opgaat in de architectuur.
“Met Calosol kunnen we tot bijna 95 procent van de zonnewarmte absorberen”, zegt Stuiver. “Vergelijk dat met PV-systemen [zonnepanelen, red.] die ongeveer 20 procent van de zonne-energie omzetten in elektriciteit.” Het Calosol-systeem komt voort uit het onderzoeksproject FITS (Façade panel with Invisible Thermal Solar collector) waaraan bijna tien jaar is gewerkt. Het principe komt overeen met dat van een traditionele zonneboiler. In een paneel zitten vloeistofgevulde buizen die de warmte van de zon absorberen. De verwarmde vloeistof kan via een warmtewisselaar in het gebouw een verwarmingssysteem voorverwarmen of voor warm tapwater zorgen.
Absorptie van infrarood licht
Nieuw aan de aanpak is dat het systeem onzichtbaar is verwerkt in gevelbeplating in plaats van in een installatie op het dak. Tegelijk zochten de FITS-deelnemers naar een maximale warmteabsorptie. Dat betekende onder meer dat AkzoNobel voor het project een speciale coating ontwikkelde die in principe in elke kleur kan worden aangebracht op de gevelbeplating. “Als je warmte wilt opvangen, dan kun je dat het beste doen met zwarte verf. Koolstofzwart absorbeert tot 95 procent, zowel in het zichtbare licht als in het nabij-infrarode licht.” Zwart is echter in veel gevallen esthetisch niet wenselijk. Daar is een oplossing voor, vertelt Stuiver. “Van het zonlicht is ongeveer 50 procent niet relevant voor de kleur. Door met toegevoegde stoffen specifiek dat nabij-infrarode licht te absorberen, kunnen we zelfs met een wit paneel tot bijna 50 procent rendement komen.”
Het zoeken naar de juiste formules was geen eenvoudig werk. “We hebben bijna per kleur gezocht naar de oplossing die het beste rendement gaf zonder dat de kosten direct sterk opliepen. Soms betekende het dat we een kleur moesten samenstellen uit andere pigmenten om in dezelfde kleurruimte te komen.” In het FITS-project hebben de partners bovendien gewerkt aan een ontwerp dat het plaatsen en koppelen van de gevelpanelen makkelijk maakt.
Elektriciteitsnet ontlast
Stuiver wijst op resultaten uit proefprojecten waaruit blijkt dat een warmtepompinstallatie tot wel 45 procent minder elektriciteit verbruikt door de koppeling aan het Calosol-gevelsysteem. Daarmee verlicht het systeem ook de druk op de stroomnetten, wat essentieel is voor de energietransitie.
Er zijn inmiddels diverse renovatieprojecten uitgevoerd, onder meer in Eindhoven en Helmond, die aantonen dat het systeem goed schaalbaar is. Stuiver: “Technisch gezien zaten er heel veel haken en ogen aan dit systeem. Geen van de drie partners in het project had ze alleen kunnen tackelen. Juist het feit dat we met zijn drieën zo goed hebben samengewerkt, maakt dat we een goed werkende oplossing hebben die meehelpt aan de energietransitie.”
R&D is doorgaans een onderneming van de lange adem. Veel projecten vragen jaren van onderzoek en ontwikkeling, waarbij de uitkomst nooit vanzelfsprekend is. Naar aanleiding van de R&D Top 50 zetten we in de reeks “R&D-projecten uitgelicht” opnieuw een selectie van bijzondere projecten in de schijnwerpers. Ze laten zien hoe bedrijven in Nederland werken aan vernieuwende technologieën en slimme oplossingen voor de toekomst.
