Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 36 reacties

Onderzoekers van MIT zijn erin geslaagd om een zogenaamde 'zonneconcentrator' te ontwikkelen op basis van een transparante verflaag aangebracht op glas of plastic. De resultaten zijn gepubliceerd in Science.

De organische verfcoating, bestaande uit verschillende soorten verfmoleculen, absorbeert volgens de MIT-onderzoekers het invallende zonlicht en transporteert een deel hiervan gebundeld via het onderliggende transparante materiaal naar de randen van het paneel waar het licht valt op zonnecellen. "Het gefocuste licht verhoogt de elektriciteitsopbrengst van elke zonnecel met een factor van meer dan 40, zonder dat de stand van de zon van invloed is", aldus Marc Baldo, leider van het vierkoppige onderzoeksteam.

MIT Solar concentratorDoordat de zonnecellen, geplaatst aan de randen van het paneel, efficiŽnter benut worden dan bij een conventioneel zonnepaneel, zijn er minder van nodig waardoor een zonneconcentrator in principe goedkoper te produceren is. Ook heeft het als voordeel dat vanwege de transparantie solar concentrators in ramen verwerkt kunnen worden. Ook voor auto's zou deze technologie interessant kunnen zijn. Toyota ontwikkelt bijvoorbeeld een Prius met zonnepanelen verwerkt in het dak.

Omdat een deel van het invallende licht gewoon wordt doorgelaten, is de zonneconcentrator te combineren met een conventioneel zonnepaneel, waardoor de efficiŽntie van dit laatste met vijftig procent toe kan nemen, zo claimt MIT.

Het idee van 'luminescent solar concentrators' stamt al uit de jaren 70, maar vanwege een te grote absorbtie van het opgevangen licht door de transparante onderlaag bereikte maar een marginale hoeveelheid licht de randen van de glas- of plasticplaten. Tevens waren de gebruikte verfsoorten instabiel.

Het eerste probleem hebben de onderzoekers opgelost door speciale verfmoleculen toe te voegen die het geabsorbeerde licht van naburige verfmoleculen kunnen bundelen. Aan het stabiliteitsprobleem wordt gewerkt. In een testopstelling bleek een prototype na drie maanden nog 92 procent van de initiŽle prestaties te leveren. "Dit is nog niet goed genoeg voor serieproductie, maar we zijn ervan overtuigd dat technologie voor een langere levensduur van oled-panelen ook toepasbaar is op onze uitvinding", aldus Brado.

De technologie zal vercommercialiseerd worden door Covalent Solar, een bedrijf dat is opgericht door drie van de vier uitvinders. Het team denkt binnen drie jaar de technologie productierijp te hebben gemaakt.

MIT Solar concentrator groot

Lees meer over

Gerelateerde content

Alle gerelateerde content (27)
Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (36)

Deze uitvinding is echt waardevol. Als je dit gebruikt om het infra-rode gedeelte af te vangen, kan je dit per-fect in kassen gebruiken: Vang de warmte af en sla deze overdag op om s'avonds de kas weer mee op te warmen. Evt. restwarmte kan naar huizen.

Overigens was kortgeleden een uitvinding gepresenteerd die deze `warme straling` afvangt door een deel van het spectrum af te buigen en dat focussen op een centraal punt om water op te warmen. Dit liet dan de rest van het zonlicht door, die de planten gebruiken om te groeien.

Het voordeel van deze methode is dat het glas dit zelf naar de randen toe transporteert. Als je dit glas gebruikt om deze warmte straling af te vangen kun je metalen sponningen, met holle buisjes waardoor je water laat lopen, gebruiken. (Of perst, maar eerste is energiezuiniger en kan volgens mij ook, omdat verwarmt water automatisch gaat circuleren).
Dit is een stuk eenvoudiger dan die andere uitvinding, omdat het qua materiaal compacter is en daardoor zeer waarschijnlijk goedkoper.

EDIT: verduidelijking

[Reactie gewijzigd door danielcello op 12 juli 2008 14:00]

Dit is niet nieuw. Dit is mijn afstudeerproject van vorig jaar, toepassen van LSC als raam.

In Eindhoven is men eerlijk gezegt verder zowel op LSC als op raamgebied raam, LSC..

De hogere opbrengst van zonnecellen komt, doordat de verliezen reeds in het paneel plaatsvinden!. (edit)De verliezen zijn hier dan het deel van het licht wat niet word geconcentreert doordat de hoek waaronder het wordt gefluoresceert niet zorgt voor totale interne reflectie, en het verlies door de roodverschuiving die optreed bij fluorescentie.(/edit)

(editedit) Foutje van mijn kant; het rendement doel ik op dat toeneemt, als de frequentie (energieniveau) van het licht richting de band gap energie word verschoven. De opbrengst zoals in het artikel beschreven neemt toe doordat de lichtintensiteit op de cel toeneemt.(/editedit)

QE van een zonnecel is theoretisch 1, doordat een foton met een hogere energie (blauwer) ook 1 electron exciteert, net zoals een rode. De overige energie word warmte. Een Luminiscent Solar Concentrator (LSC) werkt op basis van fluorescentie, wat een roodverschuiving veroorzaakt.

Vermogen PV cel is ~foton flux*band gap, vermogen licht ~foton flux*energie foton. Band gap blijft gelijk, fotonen zijn roder. Dus verhouding vermogen PV cel/vermogen licht neemt toe.

[Reactie gewijzigd door Toontje_78 op 12 juli 2008 21:56]

"Het gefocuste licht verhoogt de elektriciteitsopbrengst van elke zonnecel met een factor van meer dan 40 procent"

Wat zijn nu de rendamenten van zonnecellen? 30% ofzo?
Wordt dit rendament door deze techniek dan in een klap (30 x 1,4 = ) 42%?

Dan zou het een zeer goede en goedkope innovatie zijn!
"Het gefocuste licht verhoogt de elektriciteitsopbrengst van elke zonnecel met een factor van meer dan 40 procent"

Wat zijn nu de rendamenten van zonnecellen? 30% ofzo?
Wordt dit rendament door deze techniek dan in een klap (30 x 1,4 = ) 42%?

Dan zou het een zeer goede en goedkope innovatie zijn!
Dat is een tikfout in het topic (is gerapporteerd). Het gaat om een factor van meer dan 40 (> 4000% procent dus).

Met deze innovatie is per strekkende meter veel minder zonneceloppervlak nodig om een bepaalde hoeveelheid elektriciteit op te wekken. De zonneconcentrator absorbeert het licht en geleidt het (onder een andere golflengte) naar zonnecellen die aan de rand van het glas/plastic geplaatst worden. Deze zonnecellen hoeven dus maar heel klein te zijn.

[Reactie gewijzigd door josh-hill op 12 juli 2008 22:49]

De kristallijn silicium zonnecellen hebben een rendement van 15%....sommige oplopend tot 18%.....amorf silicium 6 a 7%....micromorf gaat richting 9 a 10%....cigs zitten ook op 9 a 10%....

Alles boven 20% is experimenteel en niet productierijp....concentratorcels maken gebruiken van een groter oppervlakte...dus meer ingestraald vermogen dan de 1000W die geldt als wereldwijde standaard....

Het record staat rond de 45%....

De bovenstaande techniek is eigenlijk een concentrator manier...een groter dan de zonnecel oppervlak gebruiken....Dit is kostentechnisch interessant omdat je minder "duur" zonnecelmateriaal nodig hebt....

Maar als je 10m2 dakoppervlak op je huis hebt....en je gebruikt de gangbare kristallijn zonnecellen met 15% efficiency....wek je met goed zonlicht 1500W op....

Ga je de bovenstaande techniek gebruiken en leg je de helft van je dak vol met zonnecellen....dus de helft aan kosten...de andere helft van je dak leg je vol met dit materiaal danwel verven....verhoog je het rendement van je zonnecel met 40%....dat komt dus op 15*1,4= 21% uit...

daarmee wek je dus 1050W op.....tot zover de harde feiten...70% van een volledig zonnepaneel dak....

omdat je minder kosten aan zonnepanelen hebt maar wel de standaard 40% installatiekosten die bij een zonnepaneel horen gaat dus 60% van de Total Cost of Ownership omlaag....stel je voor dat dit materiaal de helft kost(de verf zal ook op panelen moeten worden aangebracht).....gaat dus de 60% met een kwart omlaag...omdat de gewone zonnecellen ook de helft van de kosten uit maken....dat is dus 15% op je TCO....

aangezien je opgewekte vermogen naar 70% is gegaan, zul je dus hoger rendement zonnecellen moeten gebruiken.....

deze rekensom is met een groot aantal aannames gemaakt....de bottleneck is dus eigenlijk het installeren en aansluiten(omvormer+bekabeling)....de prijs van zonnepanelen zakt wel maar daardoor stijgt het aandeel installatiekosten....
1 m2 Si zonnecel zit in de orde prijs van 500-600 euro voor 15-20% rendement. Een m2 glas/PMMA met coating zit in de orde prijs van 100 euro.

Zelfs al zou 30 foton% van het licht geconcentreert worden, en daarop op een 20% rendement cel vallen dan heb je nog een overall rendement van 6%. 1/3 rendement voor 1/5 van de kosten.
opbrengst != rendement..
Tenzij de verf duur is en veel energie kost om te produceren...
In het filmpje op de MIT-site wordt over zeer goedkope autolak gesproken.
Sjonge...onderzoekers in een lab tonen wat aan en denken binnen 3 jaar productierijp te zijn.Als ze eens zo'n traject in het echt hadden meegemaakt dan weet je dat dit tussen de 6 en 10 jaar duurt.....ze hebben niet eens een stabiel product...

Voor de rest is dit natuurlijk een goede ontwikkeling, al zul je dit echt goedkoop moeten maken...CIGS zonnecellen gaan richting 80cent per wp kostprijs....en zullen nog verder zakken....dunnefilm zonnecel productie aan de rol mikt hier ook op.....

reactie op jaapstobbe:
Ik werk meer dan 3 jaar bij Helianthos dus weet wel waar ik over praat....onze buren zijn Teijin Twaron en hebben er ook een jaar of 10 over gedaan. Allemaal onderzoek vanuit Akzo Nobel....onderzoek vanuit labschaal omzetten naar productie duurt gewoon echt lang....

[Reactie gewijzigd door coldasice op 12 juli 2008 10:26]

Ook de ontwikkeling van labtest naar realworld staat niet stil. Up-scalen van test omgevingen naar productie gaat steeds sneller (afhankelijk welk product natuurlijk), maar als men enkel innovatie zoekt in ontwikkeling en niet in nieuwe technieken om het op de markt te brengen, dan duurt het inderdaad jaaaaaaaaaren....
Wees blij dat men aan innovatie doet, anders kon jij nu niet eens achter jouw PCtje over een ADSL2 lijn jouw bericht posten.

Mooi onderzoek! ik zelf zit al jaren te wachten op zonnepanelen die eigenlijk ramen zijn voor een huis die een deel van het licht blokkeren of kunnen blokkeren. Heel handig in erg zonnige landen waarbij je sowieso minder licht binnen wilt laten vallen en tegelijkertijd die energie kan gebruiken voor iets nuttigs.
Er bestaat beglazing met geÔntegreerde ondoorzichtige vierkante vlakjes zonnecellen waar je tussendoor kun kijken. Het is natuurlijk iets anders dan waar nu over gesproken wordt, maar wellicht voor jou een optie. Echt efficiŽnt zijn zonnecellen in loodrecht opgestelde ramen natuurlijk niet.
Even goegelen zou resultaat op moeten leveren.

Tip: Zonnestraling kun je beter vůůr het glas wegvangen (luiken, sunscreens e.d.), anders vang je wel het licht weg maar komt de zonnewarmte toch nog je huis binnen.
In jouw geval lijken mij louvres met geÔntegreerde zonnecellen slimmer. Dan kun je de cellen ook nog eens in een betere hoek t.o.v. de zon plaatsen.
geen stabiel product, en wat wil je daarmee zeggen,
het glas in jouw woning is ook geen stabiel product, ga je immers na een maand of 20 eens voor het raam staan, denk ik dat het lastig word om nog veel te zien, dus totaal onzinnig lijkt me - ik ga er immers vanuit dat je geen onderhoud pleegt,(ramen lappen), want dat zou je ook niet doen met deze coating. (of wel),

ik verwacht in ieder geval dat het voorlopig nauwelijks mogelijk zal blijken een coating te bouwen die 50jr mee gaat, echter 2jaar zou bets moeten lukken??? -

een optie die ongetwijfeld overwogen zal worden is of de 'glazenwasser' eens per jaar of per 2jaar - derlijke coatings kan her-aanbrengen. -
Dat het langer duurt, is alleen zo als het productie proces ook nog ontwikkeld moet worden.

Als ik dit zo lees kun je met het productie proces van een spiegels een heel eindkomen. (dat is ook een laag op een glasplaat)
Regeren is voorruit zien.... De energieprijzen zullen waarschijnlijk nog wel doorstijgen. Het verschil in prijs tussen conventionele energie en zonne energie wordt steeds kleiner. De ontwikkeling moet je dus niet afmeten aan de huidige prijzen. Daar komt nog bij dat eenmaal in productie men blijft optimaliseren aan het proces en daar ook weer besparingen weet te realiseren. Je kunt dus al beginnen als het verschil een bepaalde waarde heeft bereikt. Er zijn nu ook al zonnencellen en ondanks dat ze duurder zijn verkopen ze wel, idealisme maakt een prijsverschil overbrugbaar.
Daar wordt ook meer geld ingepompt dan in het gemiddeld Hogeschool projectje hoor ;)
Wel grappig, XennOX reageerde bij het prius artikel (over zonnepanelen) met een soortgelijk verhaal (daar: zonnecollectoren in verf).

nieuws: Toyota werkt aan Prius met zonnepanelen

[Reactie gewijzigd door ffb op 12 juli 2008 11:15]

Als dat inderdaad een succes zou gaan worden, dan krijgt Henri Ford toch weer gelijk: "Je kunt alle kleuren krijgen, als het maar zwart is". In dit geval zou het dan om wat donkerdere tinten gaan als al het licht geabsorbeerd wordt en via zonne-cellen in energie omgezet kan worden...

In combinatie met mijn idee hierboven zou je -in de categorie zeer milleu vriendelijke auto's - dan een soort Kameleon-achtige auto krijgen, zodra de accu's vol zijn wordt er zo veel mogelijk licht geweerkaatst om er voor te zorgen het binnen in de auto niet te veel opwarmt...
Heb je weleens naar het productie proces van een hybride auto gekeken. Nikkel komt uit voornamelijk Canadese mijnen. Het nikkel wordt vervolgens verscheept naar Europa waar het wordt verwerkt tot een werkbaar product (zuiver nikkel) en vervolgens gaat het dan naar azie.

In Top Gear (Seizoen 11, aflevering 1) hebben ze ook al aan getoond dat een BMW M3 (V8 motor) zuiniger is dan een Toyota Prius op dezelfde snelheid.

Het valt mij op dat men steeds vaker alleen maar kijkt naar de uitstoot van CO2 van een enkele auto, maar vervolgens vergeet hoeveel vervuiling die 'milieu-vriendelijke' auto al heeft veroorzaakt voordat deze van de productie band afrolt. Daarnaast is de uitstoot van de Prius en Accord Hybrid op benzine ook een stuk hoger van van een gemiddelde auto. De enigste reden waarom deze auto's geen 'G'-label krijgen is omdat de CO2 uitstoot (g/km) per vierkante meter van de auto wordt berekend. Dat ik namelijk ook de reden waarom de BMW 5 serie een A-label kan krijgen, terwijl kleine auto's (VW Fox, Peugeot 107) met 3 cilinders een A-label kunnen krijgen.

Het gevolg van deze kromme manier van meten is dat vrijwel alle auto fabrikanten zijn gestopt met diesel varianten van hun kleine modellen in Nederland en dat terwijl een diesel motor minder CO2 uitstoot geeft dan een benzine motor. In Spanje hebben ze ook een energie label, maar dat kijken ze puur naar de uitstoot van de motor. En hoe minder uitstoot de motor heeft (ongeacht de afmetingen), hoe zuiniger deze wordt beoordeeld. Ook worden elk jaar de definitie van de labels herzien. De zuinigste motor van dat moment wordt dan de norm.

In mijn boek mag je pas van een milieu vriendelijke auto spreken als zowel het productie proces en de uitstoot van een auto minder milieu vervuilend is dan van een 'gewone' auto.
Daar hebben we airco voor als je aan het rijden bent :)
En ook die zullen steeds beter worden, vroeger was het nog nagenoeg onmogelijk om op kleinere motoren airco te krijgen, laat staan volledig climatronic.
Tegenwoordig kan dit al met de meest gangbare 1 liter motortjes of motoren met weinig vermogen.
Maar ook airco kan natuurlijk door de cellen aangedreven worden.
Er is recent een airco gedemonstreerd die werkte op de restwarmte van de motor. Dat scheelt ťcht energie.
Ik weet nog wel toen we vroeger op vakantie gingen naar Frankrijk met een Peugeot 405 Break voorzien van airco.
Stond de airco aan, dan kwam de auto (+vouwwagen) gewoon niet meer omhoog (Frans landschap ;)). Als de airco uit stond was er verder niets aan de hand. En dat voor een diesel!!

Even ontopic: wel een mooie en vooral nuttige ontwikkeling! Het staat veel beter dan die (naar mijn mening) ontzettend lelijke zonnepanelen op de daken.

[Reactie gewijzigd door Tjebakka op 12 juli 2008 13:01]

Het zal wel niet mogelijk zijn om de hoeveelheid geabsorbeerd licht instellbaar te maken, omdat het om een verflaag gaat. Als men zoiets zo kunnen uitvinden, dan zou je dit kunnen combineren met een raam en er zowel een zonnecollector als een normaal raam - met zonnewering - van kunnen maken.

Maar misschien dat men zoiets ook nog eens kan uitvinden, hoewel de productiekosten van de zonnecollectoren wel naar beneden zullen moeten om zo'n idee succesvol te kunnen vermarkten - dat snap ik ook wel :)
kan vast wel. polarisatie filtertje. Of een plastic ervoor dat licht doorlat afhankelijk van spanning.
Straks kun je je zonnebril gebruiken om je mp3-speler of telefoon van prik te voorzien!
leuker zou zijn als die van de energetische stralingen rondom zich heen opnieuw weet te gebruiken via een radiatie-collector, of via een serie kleine spoeltjes en ferro-magnetische kernen mijn stappen/wandelbeweging weet te gebruiken om energie op te wekken.
Wat voor een hoeveelheid gaan die flatgebouwen uit glas niet kunnen produceren, zeg!
handig ,, om op het schermpje te maken van je PDA/GSM/Laptop die best fijn vind om de accu tussen tijds bij te laden of de gebruiksduur te verlengen
Ik ben wel benieuwd hoeveel dat nou oplevert, als je de techniek toepast op een gemiddelde vooruit van een woonkamer. Ik kan me niet voorstellen dat dat erg veel is, want in licht zit nou eenmaal niet veel energie, en dan komt het rendement van de cellen er ook nog eens bij.

Daarnaast zal de verf zeker niet AL het licht naar de randen transporteren, anders zou het nooit in auto's toepasbaar kunnen worden. Maar als de verf nou dynamisch te gebruiken is, zou je elektronisch blindeerbare ramen kunnen maken die ook nog es stroom opleveren.

Maar of het genoeg is voor je TV ofzo? Ik denk het niet.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True