Afstudeerder TU Delft verbetert hybride zonnecollector én brengt zonnesimulator op de markt

Hybride zonnecollectoren bevatten zowel fotovoltaïsche zonnecellen als een zonneboiler. Roest bouwde een prototype en ontwikkelde bovendien een zonnesimulator waarmee hij het rendement van zijn prototype kon testen. Voor deze zonnesimulator bleek veel interesse te bestaan op de markt. Daarom richtte Roest met een partner het bedrijf Eternal Sun op dat de zonnesimulator op de markt brengt. Eternal Sun won onlangs de BE.Project Europese finale, een wedstrijd voor ondernemende studenten van topuniversiteiten met een innovatieve ‘business case’ georganiseerd door technologieadviesbureau BearingPoint. 

Zonnecollector

Een hybride zonnecollector is een combinatie van een fotovoltaïsch zonnepaneel en een thermische zonnecollector. De restwarmte die vrijkomt uit het PV-zonnepaneel wordt gebruikt om water te verwarmen. Dit water stroomt door een systeem van buizen op een koperen plaat. Er is veel warmte voor nodig om het water in de buizen te verwarmen. Daarom ligt er nu een transparante deksel op de zonnecollector die warmte vasthoudt. Helaas degradeert het materiaal van de PV-zonnecel snel bij een temperatuur van zo’n 120 graden. Het verliest zo’n 20% van het rendement en heeft slechts een levensduur van tussen de 5 en 10 jaar.

Afstudeerder van de TU Delft masteropleiding Sustainable Energy Technologie, Stefan Roest, ontwikkelde voor zijn afstudeeronderzoek een nieuw type hybride zonnecollector met een beter elektrisch rendement en een langere levensduur. Roests zonnecollector heeft allereerst geen transparante deksel nodig. Het water stroomt door vele kleine aluminiumkanaaltjes direct onder het zonnepaneel in plaats van door een aantal koperen buizen onder een koperen plaat. Daardoor is minder warmte nodig om het water voldoende te verwarmen voor huishoudelijk gebruik. Ook gebruikt hij geen kristallijn silicium PV-zonnepaneel, maar een dunnefilm zonnepaneel. Aan dit type zonnecel kan gemakkelijker warmte worden onttrokken. Zonder deksel kan de temperatuur van het zonnepaneel worden beperkt tot ongeveer 80 graden.

Langere levensduur

Een bijkomend voordeel van een dunne film zonnecel is dat het relatief beter presteert bij hoge temperaturen. Bij een temperatuur van 80 graden is er een rendementsverlies van ongeveer 10% in plaats van 20% bij kristallijn silicium zonnepanelen. Roests hybride zonnecollector heeft een geschatte levensduur van 15 tot 20 jaar.

Begeleidend hoogleraar PV-materialen en systemen, Miro Zeman, zegt: "Dit innovatieve ontwerp kan een grote rol spelen bij de ontwikkeling van goedkope en efficiënte hybride systemen voor huishoudens."

Zonnesimulator

Roest ontwikkelde een speciale zonnesimulator om het rendement van zijn prototype te kunnen meten. Er bleek direct commerciële belangstelling te zijn voor deze simulator en de techniek werd snel door de TU Delft gepatenteerd. Roest en partner Chokri Mousaoui hebben de simulator inmiddels op de markt gebracht via hun TU Delft spin-off bedrijf Eternal Sun. Het team van dit bedrijf is inmiddels uitgebreid naar zes studenten en pas-afgestudeerden. Er zijn sinds januari al vijf zonnesimulatoren verkocht.  

Affiniteit met zonne-energie heeft Roest al langer. In 2007 was hij teamleider van het Nuon Solar Team dat in Australië de World Solar Challenge won met zonnewagen Nuna4.