Proef met slim raam dat zonnewarmte blokkeert en doorlaat succesvol

Het raam – ontwikkeld binnen het innovatieproject Sunovate – is geoptimaliseerd om het energieverbruik te beperken in een gematigd klimaat met koude winters en warme zomers, zoals in Nederland. Met het raam is een eerste pilot-praktijktest succesvol afgerond.

Ramen en zonnepanelen
Het Europese Interreg-project Sunovate richt zich op slim warmtebeheer in ramen en zonnepanelen. Binnen dit project dat tot eind 2022 duurt, worden nieuwe, warmtewerende folies ontwikkeld die actief zonnewarmte reguleren in slimme energiezuinige ramen en warmte weren voor zonnepanelen. Hierbij wordt ingezet op de ontwikkeling en integratie van infrarood-lichtregulerende, gepigmenteerde polymeerfolies. Partners van TNO zijn Brightlands Materials Center en Solliance, Universiteit Hasselt, imec, KU Leuven, Yparex, Everlam, Glass for Glass en Soltech.

De resultaten van de praktijkproef laten zien dat het slimme raam schakelt van infraroodlicht doorlatend naar blokkerend, zodra er direct zonlicht op het raam valt en de omgevingstemperatuur boven de 20 graden Celsius ligt. Terugschakelen naar doorlatend infraroodlicht gebeurt doorgaans ’s nachts, wanneer het glasoppervlak afkoelt. Zo wordt de zonnewarmte in het gebouw optimaal benut en is er minder energie nodig voor zowel verwarmen als koelen. De extra energie- en kostenbesparingen kunnen oplopen tot 8 procent en 23,70 euro per vierkante meter glas per jaar ten opzichte van de meest geavanceerde HR++-ramen. Wanneer de buitentemperatuur hoog is, wordt zonnewarmte tegengehouden. Zodra de temperatuur van het raam onder een bepaalde waarde daalt, wordt er warmte doorgelaten.

SunSmart-technologie
TNO en partners zijn in januari een pilot gestart om deze nieuwe SunSmart-technologie te testen en informatie te verzamelen over de adaptieve eigenschappen en prestaties van de energie-efficiënte ramen in realistische omstandigheden. Onlangs zijn 2 slimme demonstratieramen van 1 vierkante meter geproduceerd en geïnstalleerd op de testfaciliteit SolarBEAT in Eindhoven.

Dit is de eerste keer dat het adaptieve thermochrome effect van de nieuwe slimme ramen is gedemonstreerd in realistische omstandigheden. Tot nu toe zijn de resultaten veelbelovend. De demonstratieramen zullen verder worden getest tot het einde van het jaar om informatie te verzamelen over de schakelprestaties in alle vier de seizoenen.

Thermochroom
Het actieve materiaal in het slimme raam is thermochroom. Dit betekent dat bij een bepaalde temperatuur de optische eigenschappen ervan veranderen. TNO en partners hebben het materiaal ontwikkeld voor een goede doorzichtigheid en met een schakeltemperatuur van rond de 20 graden Celsius, waarbij alleen de transparantie voor infraroodlicht verandert. Daarmee is het raam geoptimaliseerd om zoveel mogelijk energie te besparen, terwijl het volledig doorzichtig blijft voor het menselijk oog. Het schakelen gebeurt autonoom en is een intrinsieke eigenschap van het gelamineerde glas, zodat het raam in gewone kozijnen kan worden geplaatst, zonder speciale installatie-eisen.

Effectief gebruik van zonlicht en zonnewarmte kan grote invloed hebben op de energie-efficiëntie van gebouwen. Het zorgt ervoor dat er in de winter minder verwarmd en in de zomer minder gekoeld hoeft te worden. Het nieuwe, slimme raam past de zoninstraling automatisch aan de veranderende seizoenen aan. De technologie is ontworpen op basis van betaalbare materialen en processen voor een terugverdientijd van minder dan 7 jaar voor eindgebruikers. Door deze technologie verder te ontwikkelen om binnen 2 à 3 jaar op de markt te kunnen worden gebracht, kan volgens TNO een grote bijdrage worden geleverd aan het behalen van de Europese energie- en klimaatdoelen, met als einddoel een energie- en klimaatneutrale gebouwde omgeving in 2050.