Het idee van de temperatuurregulering via faseverandering (hier met vast/vloeibaar v.v.). Er zijn ook andere systemen zoals met zoutkristallen die bij opwarming het kristalwater kwijtraken en bij afkoeling weer kristalliseren. Bij die faseovergangen wordt warmte opgenomen of afgegeven.
Gebouwen zonder aansluiting op het elektriciteitsnet in warme klimaten zouden hun CO₂-uitstoot met meer dan de helft kunnen verminderen en de energiekosten kunnen verlagen tot slechts 0,13 euro per kilowattuur door een combinatie van zonneschermen op het dak en dunne lagen warmteabsorbe-rend materiaal in het dak, stellen, voornamelijk, Iraanse onderzoekers.
De onderzoekers testten dertig verschillende dakconfiguraties voor een vrijstaand gebouw en ontdekten dat het toevoegen van faseveranderingsmaterie (fvm) in een dak belangrijker is dan de hoeveelheid die wordt gebruikt. Dat zou (uiteraard) vooral belangrijk zijn voor afgelegen gebouwen
Fvm’s absorberen en geven warmte af tijdens het smelten en stollen, waardoor de binnentemperatuur wordt gereguleerd. De onderzoekers ontdekten dat het aanbrengen van een dunne laag faseveranderingsmateriaal (iets meer dan 1 cm) aan beide zijden van de dakisolatie, in combinatie met de natuurlijke schaduw van zonnepanelen op het dak, een jaarlijkse energiebesparing van 8,75% opleverde en de CO₂-uitstoot met 41% tot 54% verminderde in vergelijking met een standaarddak zonder fvm.
Verrassend genoeg bleek uit het onderzoek ook dat het aanbrengen van fvm alleen aan de buitenkant van het dak in de meeste gevallen de energiebehoefte juist verhoogde. Het materiaal absorbeerde de zonnewarmte overdag en gaf deze af op momenten dat deze niet nodig was, waardoor de koelbehoefte toenam in plaats van afnam.
“In sommige landen is zonne-energie in overvloed aanwezig, maar miljoenen huishoudens op het platteland zijn nog steeds afhankelijk van dieselgeneratoren”, zegt Mahmoud Shafiee, hoogleraar energiebestendigheid aan de faculteit ingenieurswetenschappen van de universiteit van Surrey. “Deze studie toont aan dat eenvoudige, goedkope aanpassingen aan het dak – een dunne laag warmteabsorberend materiaal op de juiste plek, in combinatie met de natuurlijke schaduw van zonnepanelen – de CO₂-uitstoot kunnen halveren en de energiekosten betaalbaar kunnen maken. Je hebt geen dure, complexe ingrepen nodig om echt een verschil te maken. Dat is enorm belangrijk voor gemeenschappen met beperkte middelen en zonder toegang tot het elektriciteitsnet.”
Simulatie
De onderzoekers gebruikten standaard simulatiesystemen (DesignBuilder geïntegreerd met EnergyPlus) om te modelleren hoe gebouwen zouden presteren. Vervolgens optimaliseerden ze het energievoorzieningssysteem – een combinatie van zonnepanelen, een brandstofgenerator en batterijopslag – met behulp van energieplanningsprogrammatuur (HOMER Pro). Het gebouw is ontworpen volgens een internationaal erkende norm voor energietesten .
Van de best presterende configuraties droegen zonneschermen op het dak ongeveer 55% bij aan de totale energiebesparing, terwijl faseveranderingsmaterialen de resterende 45% voor hun rekening namen. De studie wees uit dat strategieën die dunnere fvm-lagen combineerden met zonneschermen beter presteerden dan strategieën die alleen op dikkere fvm vertrouwden. Dit suggereert dat de integratie van zonnepanelen met bescheiden dakaanpassingen effectiever en betaalbaarder is dan ingrijpender veranderingen.
Ik(=as) kan me zo voorstellen dat deze fasematerialen ook van belang kunnen zijn voor aangesloten gebouwen. Wordt dat een volgend onderzoek?
Bron: Alpha Galileo