Nieuwe ontwikkelingen

Alleen met duurzame innovaties is een energie- en klimaatneutrale gebouwde omgeving in 2050 mogelijk. SunSmart slimme ramen van TNO kunnen het energieverbruik van woningen fors beperken. Een thermochrome coating houdt zonnewarmte in de zomer buiten en laat deze ’s winters binnen. Zo bespaart een gemiddeld huishouden jaarlijks 400 kg CO2.

Nederland telt ruim 7 miljoen gebouwen, die samen momenteel verantwoordelijk zijn voor 40% van ons energieverbruik. Bovendien zorgt de gebouwde omgeving voor bijna eenderde van de CO2-emissies. Om te voldoen aan de eisen uit het Klimaatakkoord van Parijs, moeten alle woningen en kantoren fors verduurzamen.

Het beoogde eindresultaat is een energie- en klimaatneutrale gebouwde omgeving in 2050. Daarvoor zijn innovaties nodig die helpen het energieverbruik te reduceren. Naast zonnepanelen en warmtepompen kunnen straks slimme ramen een belangrijke bijdrage gaan leveren aan de energie- en emissiebeperking.

Airco en verwarming kunnen vaker uit

TNO werkt momenteel aan het SunSmart slimme raam, dat voorzien is van een speciale coating. Dit thermochrome laagje helpt bij het reguleren van de binnentemperatuur door in de zomer zonnewarmte tegen te houden, en in de winter juist zonnewarmte door te laten. Hierdoor kunnen slimme ramen het gebruik van airco en verwarming beperken en dus het energieverbruik verlagen. Een gemiddeld huishouden kan met deze innovatie op jaarbasis circa 400 kg CO2 besparen, plus honderden euro’s op de energierekening.

Dit maakt de ramen slim

Bijzonder aan de door TNO ontwikkelde SunSmart slimme ramen is dat de thermochrome coating zelf bij een vaste temperatuur schakelt tussen het doorlaten en tegenhouden van zonnewarmte. De huidige elektrochrome oplossingen maken gebruik van een motortje of elektriciteit en zijn dus duurder en minder duurzaam.

Dat de SunSmart slimme ramen kunnen schakelen is een intrinsieke eigenschap van het coatingmateriaal, dat na jaren van onderzoek is geoptimaliseerd voor gebruik in deze toepassing.

Voordelen ten opzichte van elektrochrome glascoatings

Elektrochrome glascoatings zijn kostbaar omdat ze gebruikmaken van elektronica om te schakelen tussen het doorlaten en tegenhouden van zonnewarmte. Bovendien veranderen deze ramen dan ook van kleur. De SunSmart slimme ramen waar TNO aan werkt, zijn betaalbaar en voorzien van geïntegreerde temperatuurregulatie. Bovendien is de coating transparant en het raam verandert niet van kleur, wat de toepasbaarheid voor architecten vergroot.

Zo werken slimme ramen

De slimme ramen zijn voorzien van een temperatuurgevoelige glascoating van vanadiumdioxide, gemengd met andere ingrediënten. Afhankelijk van de temperatuur laat deze laag het infrarode licht van de zon door of juist niet. TNO is er in geslaagd om de schakeltemperatuur op precies 20 graden Celsius te krijgen: kamertemperatuur.

Is het buiten kouder, dan laat het slimme raam de zonnewarmte door, zodat de verwarming minder hard hoeft te werken. Is het buiten warmer dan 20 graden, dan houdt de coating de warmtestraling tegen. Het blijft dan aangenamer binnen en de airconditioning hoeft minder vaak aan.

In alle seizoenen biedt het slimme raam dus voordelen. De thermochrome coating is voornamelijk ontworpen voor de gematigde klimaten in grote delen van Europa en de VS. Maar de schakeltemperatuur kan relatief eenvoudig worden aangepast aan andere klimaatgebieden.

Betaalbare innovatie

Bij de ontwikkeling van de slimme ramen keek TNO nadrukkelijk naar de betaalbaarheid van de grondstoffen én het productieproces. Het resultaat is dat de SunSmart thermochrome ramen een terugverdientijd hebben van 5 tot 7 jaar. Dat is ongeveer vergelijkbaar met de investering in zonnepanelen.

Volgens TNO kunnen woningen met airconditioning jaarlijks circa 500 euro besparen op hun energierekening dankzij thermochrome ramen. Ook duurzaam: de thermochrome ramen gaan lang mee met een garandeerde levensduur van 20 jaar.

Van pilot naar grootschalige productie

Nu TNO heeft aangetoond dat de Sun Smart slimme ramen effectief kunnen bijdragen aan de klimaatopgave, is het zaak om het productieproces op te schalen. Bij TNO-Brightlands Materials Center in Geleen maakt een mini-testfabriek inmiddels overuren.

In een stofvrije brengt TNO de thermochrome laag via de roller-coater techniek aan op het perfect schone glas. In de oven hardt de coating vervolgens uit. Uiterlijk 2025 zijn de thermochrome ramen gereed voor grootschalige productie, waardoor de technologie ook commercieel interessant wordt.

Zet samen met ons de volgende stap

TNO is op zoek naar partners om de SunSmart slimme ramen te produceren en naar de markt te brengen. Voor meer informatie over de mogelijkheden, of een demonstratie van de pilot line in Geleen, kun je contact opnemen met Eugene Veerkamp, Business Developer bij TNO.

Bron ; TNO.nl 2023