Volgens een rapport van Natuur en Milieu hadden in 2022 anderhalf miljoen woningen in Nederland een energielabel E, F of G. Vanaf 2030 moeten alle woningen zodanig zuinig met energie kunnen omgaan, dat ze minstens in de categorie D vallen. En het liefst nog lager. De aankomende zeven jaar moet er dus heel wat gebeuren om al die huizen te verduurzamen. Maar als je de gevels van die woningen gaat gebruiken om zonne-energie op te slaan, kom je een heel eind in de goede richting.
AkzoNobel, Emergo en TNO ontwikkelden samen een nieuw soort warmtepomp die energie halen uit het voor de mens onzichtbare deel van het zonlicht. Deze wordt als een coating aangebracht op gevels van huizen en gebouwen. Als je alle beschikbare gevels in Nederland optelt, dan kom je op een oppervlakte uit ter grootte van de provincie Utrecht.
Een coating die warmte absorbeert
Emergo en TNO richtten samen de joint venture Calosol op, om dit product op de markt te brengen. De onderneming ontstond tijdens het ENVISION-project (2017-2021) van de EU, dat werd gecoördineerd door TNO. Het idee van een coating die warmte absorbeert was echter al eerder uitgewerkt. Bart Erich, senior scientist bij TNO en onderzoeker bij TU/e, zag acht jaar geleden op een bouwbeurs bij AkzoNobel een innovatieve verf die met donkere kleuren een groot deel van het zonlicht kan reflecteren. Slim. Maar vooral handig voor warme landen, waar gebouwen gekoeld moeten worden. “In het koele Nederland willen we zoveel mogelijk energie uit zonlicht opvangen. We moeten de zon dus juist gebruiken als bron. Met dat idee is Calosol geboren: we willen de warmte niet terugkaatsen, maar juist binnenhalen”, legt Erich uit, CTO van de joint venture.
Het grote voordeel is dat de coating zonnestraling meepakt, terwijl een luchtwarmtepomp alleen warmte uit de lucht gebruikt. Dit zorgt voor een hoog rendement, ook bij lichter gekleurde gevels. “Een rood paneel heeft maar vijftien procent rendementsverlies ten opzichte van zwarte collectoren. Maar in vergelijking met normale PV-panelen, is de energieoogst van rode panelen alsnog veel hoger”, aldus Gerrit Jan van Riessen, hoofd productontwikkeling bij Emergo Energiesystemen.
“In de zomer kunnen we met dit systeem woningen ook koel houden. Als de buitentemperatuur ’s nachts lager is dan de binnentemperatuur, kun je de panelen gebruiken om je huis af te koelen door nachtelijke uitstraling, of door de warmtepomp om te keren en daarmee de woning te koelen.”
Esthetisch verantwoorde energiewinning
Het is algemeen bekend dat zwart weinig licht weerkaatst en dus veel warmte of energie absorbeert. Maar een huis met zwarte zonnepanelen op het dak én de gevels is onaantrekkelijk. Dus ontwikkelde AkzoNobel een coating waarbij gekleurde panelen warmte absorberen.
Erich: “Ons uitgangspunt is altijd geweest dat we energie willen winnen op een esthetisch verantwoorde manier. Kijk bijvoorbeeld naar de gymzaal in Almere die is er met onze panelen alleen maar mooier op geworden.”
Onzichtbare energie benutten
De coating heeft zo’n hoog rendement, omdat het ook het ‘onzichtbare’ deel van zonlicht benut. In licht zit energie, maar wij zien maar 45 procent van het licht. Het onzichtbare deel van zonnestraling noemen we ‘nabij infrarood’ (NIR) en is dus ruim vijftig procent van de totale zonne-energie. De coating van Calosol kunnen de panelen – welke kleur ook – warmte optimaal en onzichtbaar absorberen.
In andere woorden: het systeem van Calosol benut de energie van NIR, doordat er pigmenten aan kleuren zijn toegevoegd die geen invloed hebben op de reflectie van het zichtbare deel van het licht. Je zou kunnen zeggen dat die pigmenten gedragen als de kleur zwart voor het onzichtbare deel van het licht.
Collectief systeem
Tijdens een pilot werd snel duidelijk dat de overlast voor bewoners zo beperkt mogelijk moet zijn. Om de procedure zo kort mogelijk te houden, werd een aparte warmtewinberging ontwikkeld. “Het dak en de gevels van de berging bestaan uit warmtewinelementen. De warmtepomp en de rest van de techniek kan allemaal in het huisje geborgen worden. Dat is geheel prefab en kan dus heel snel geplaatst worden”, legt Van Riessen uit. Emergo is gespecialiseerd in prefab-oplossingen voor de bouw.
De haalbaarheid werd getoetst in een laboratorium. Erich: “De meest simpele oplossing bleek de beste. Buisjes die achter de panelen warmte naar de warmtepomp vervoeren.” Die warmtepomp zorgt dat de gewonnen energie gebruikt kan worden voor verwarming en tapwater.
In Eindhoven werden drie woningen van woningcorporatie Sint Trudo voorzien van gevelelementen en de tuinhuisjes. Elke woning kreeg vijftien vierkante meter aan gevelcollectoren, verdeeld over de voor- en achterkant van het huis of berging. Na afloop kregen de woningen alle drie het A++++ label.
Op dit moment zijn er in totaal zeven woningen en een sporthal voorzien van het Calosol systeem. 2023 is een opstartjaar waarin het systeem bij meerdere bouwprojecten wordt geïntroduceerd. Van Riessen: “Onze ambitie is om over vijf jaar honderden woningen en tientallen grotere panden van ons systeem te voorzien.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
