Uitstraling naar de hemel is te gebruiken als koelmethode, zo blijkt uit onderzoek van de Stanford University. Grootschalig toegepast is een elektriciteitsbesparing van 20 % mogelijk.
Het systeem dat de onderzoekers van het technische Edward L. Ginzton Laboratory van de Stanfoerd University ontwikkelden koelt door infrarode uitstraling naar de hemel. Elektriciteit is alleen nodig voor de circulatie van het te koelen water. Met hun koelmethode konden ze de temperatuur van dat water tot 5 °C onder die van de omgevingslucht brengen, aldus de website van Stanford.
Koelen via het uitzenden van infrarode straling is niets bijzonders: het gebeurt elke nacht wanneer bij een wolkeloze hemel de omgevingstemperatuur flink daalt: de stralingswarmte verdwijnt dan onbelemmerd de hemel in en verder weg naar het heelal. Voor dat koelen is geen energie nodig: het gebeurt vanzelf omdat een warm object, in dit geval de aarde, in temperatuurevenwicht wil komen met het koude heelal.
Spiegelende folie
Nu is het koelen van een gebouw vooral overdag nodig wanneer de zon schijnt. En dat maakt de nu gebruikte koelmethode in eerste instantie ongeschikt: via de zon komt er aanzienlijk meer infrarode straling binnen dan er mogelijk uit gaat.
Om toch overdag te kunnen koelen gebruiken de onderzoekers panelen die zijn voorzien van een spiegelend folie (3M Vikiuiti ESR film), dat 97 % van het zonlicht reflecteert en tegelijkertijd warmte kan uitstralen. Via een warmtewisselaar in het paneel staat het te koelen water warmte af. Het paneel zelf is thermisch geïsoleerd gemonteerd op het dak van het laboratorium. Op een paneel van 60 cm in het vierkant werd een waterstroom van 0,2 liter per minuut per m2 tot 5 °C gekoeld, wat overeenkomt met een koelvermogen van het paneel van 70 W/m2.
Dit resultaat bouwt voort op eerder onderzoek, waarin met een speciaal geprepareerde wafer het koelprincipe werd aangetoond. Met de nu ontworpen panelen is gebleken dat het praktisch bruikbaar is, zo schrijven de onderzoekers in hun artikel in Nature Energy.
Droge lucht
Het systeem werkt het beste in een omgeving met droge lucht. Met modellen berekenden de onderzoekers wat hun koelsysteem zou kunnen presteren op een gebouw van tweeverdiepingen in Las Vegas, met op het dak de koelpanelen. Ze kwamen uit op een besparing van ruim 20 % op het elektriciteitsgebruik dat nu voor de airconditioning nodig is.
Volgens de onderzoekers staats niets meer in de weg om hun systeem grootschalig toe te passen, waarvoor ze nu zelf het bedrijf Skycool Systems hebben opgericht.
Openingsfoto: de panelen waarmee het Skycool-team zijn proeven deed.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.