George Ni met warmtespons/zonnevanger (afb: Jeremy Cho)

Het lijkt een beetje op een spons van belletjesfolie dat voor het vervoer van kwetsbare spullen wordt gebruikt, de zonnevanger van onderzoekers van het MIT in Cambridge (VS). Met die ‘warmtespons’ kun je water aan de kook brengen. Op de een vrij ingenieuze edoch simpele wijze concentreert de ‘zonnevanger’ de zonne-energie, ook als er helemaal geen zon is te zien omdat die achter de wolken is verdwenen. De ‘zonnevanger’ zou goedkoop zijn en is bedoeld voor het minder bedeelde deel van de wereld: om mee te koken, water te ontzilten, voor drinkwater- of voor de warmwatervoorziening.
Zonneboilers bestaan en er zijn ook energiecentrales die met zonnewarmte werken. Voor die laatste zijn dure spiegels e.d. nodig. Natuurlijk kennen we de truc met het vergrootglas om, bijvoorbeeld, een veter in brand te steken. “Met optische hulpmiddelen kun je de zonne-energie met een factor duizend concentreren en zeer hoge temperaturen bereiken”, zegt onderzoeker George Ni van het MIT.
Die systemen zijn duur en voor minder bedeelde landen onhaalbaar.
“Ik vroeg me af of we onder normale omstandigheden water op een dak aan de kook konden brengen, zonder het zonlicht optisch te concentreren”, zegt Ni’s baas Gang Chen. Na wat experimentjes kwamen de onderzoekers met een soort warmtespons die op het water drijft en van de bovenkant van speciaal absorberend materiaal is voorzien. Dat blauwige materiaal wordt nu al vaak voor zonneboilers gebruikt. Die materialen absorberen zonlicht heel sterk en geven maar weinig stralingswarmte af aan de lucht af.
Om de warmte-afgifte aan de bovenkant (de luchtkant) nog verder te verminderen, bedekten de onderzoekers de zonnevanger met een simpel laagje belletjesfolie. Ni: “Ik was eerst sceptisch, maar dat bleek prima te functioneren.” De folie laat de zonne-energie door, maar houdt de warmte tegen, zoiets als wat een broeikasgas doet in de atmosfeer.

Absorptiefolie

Het belangrijkste onderdeel van de zonnevanger is de absorptiefolie. Die vangt de warmtestraling op en geeft die door aan met water gevulde poriën van de warmtespons. Doordat er weinig water in die poriën zit is er maar weinig energie voor nodig dat sterk te verhitten. Daarom is er ook geen lichtconcentrator nodig, verklaren de onderzoekers.
Als de zonnevanger direct op het aan de kook te brengen water zou worden gelegd, dan zou de ingevangen warmte verdeeld worden, waardoor het wel wat warmer wordt, maar niet aan de kook raakt. Als het water in de poriën aan de kook raakt zoekt het zich een weg naar buiten en komt er plaats voor nog niet opgewarmde watermoleculen.
Het schijnt te werken. Dat hebben de bezoekers zelf uitgeprobeerd op het dak van het lab bij een niet wolkenloze hemel. Al na enkele minuten was de bak met water opgewarmd tot 95°C. Dat scheen ook te werken met een lager staande zon bij heldere hemel. Volgens de onderzoekers kookt met de zonnevanger het water snel, zelfs bij geringe of wisselende zonnestraling.

De kosten kunnen het niet zijn. Volgens de onderzoekers kost een vierkante meter warmtespons zo’n 6 dollar (iets meer dan 5 euro) en die prijs kan nog zakken naar 2 dollar. Vrijwel alle materialen van de zonnevanger zijn goedkoop en kunnen zelfs uit afval gemaakt worden. Alleen de absorptiefolie moet gekocht worden, maar dat zou de kop niet gaan kosten.

Bron: bdw