Klein apparaat haalt energie uit de nacht: geen zon, wind of brandstof nodig
In dit artikel:
Onderzoekers van de University of California, Davis hebben een compact apparaat ontwikkeld dat ’s nachts elektriciteit kan leveren door gebruik te maken van radiatieve koeling — de natuurlijke afvoer van aardewarmte naar de koude hemel. In een recent artikel in Science Advances beschrijven ze een proefopstelling waarbij een kleine Stirling-motor op een koelplaat is geplaatst die direct naar de open hemel wijst; de onderzijde van de motor rust op de nog warme grond. Dat kleine temperatuurverschil van vaak slechts enkele graden laat het gas in de motor uitzetten en krimpen, waardoor een zuiger en vliegwiel worden aangedreven.
Tijdens een jaar aan nachtelijke proeven leverde het systeem ongeveer 400 milliwatt mechanisch vermogen per vierkante meter. Hoewel dat vermogen laag lijkt, is het voldoende voor laagvermogen-toepassingen zoals kleine ventilatoren, pompen, sensoren of het aandrijven van een mini-generator — precies de momenten waarop zonnepanelen ’s nachts niets kunnen bijdragen. De techniek werkt het best bij heldere, droge nachten, wanneer radiatieve koeling maximaal is.
Het bijzondere aan deze benadering is dat de onderzoekers niet zoeken naar een extra warmtebron, maar juist de koude kant versterken met passieve koeling richting de ruimte. De Stirling-motor leent zich hiervoor omdat hij al bij geringe temperatuurverschillen kan werken; hoogleraar Jeremy Munday benadrukt dat “deze motoren kunnen al functioneren bij zeer kleine temperatuurverschillen.” Stirling-techniek zelf is oud maar wordt nog steeds toegepast in nichegebieden, wat het concept praktijkrijp maakt voor specifieke toepassingen.
UC Davis heeft een voorlopige patentaanvraag ingediend en wil het ontwerp verder optimaliseren, andere materialen uittesten en opschalen om te zien of grotere panelen genoeg vermogen kunnen leveren voor bijvoorbeeld kasventilatie of nachtelijke luchtcirculatie in gebouwen. De proef toont aan dat de nachtelijke warmteafvoer naar de ruimte een bruikbare, permanente energiestroom kan zijn voor passieve, onderhoudsarme systemen op afgelegen locaties of in situaties waar conventionele energiebronnen ontbreken.