Het bundelen van zonlicht in thermische zonne-energiecentrales kan vele malen efficiënter. Gedreven door een groeiende vraag naar schone energie hebben wetenschappers gekeken naar de zonnebloem.
In de woestijnstreek van Andalusië bundelen honderden spiegels het zonlicht naar een centrale toren, waar de enorme hitte wordt omgezet in groene stroom. PS10, zoals deze centrale wordt genoemd, is een van de grootste thermische zonne-energiecentrales ter wereld. Nu de vraag naar schone energie groeit, willen bestaande centrales uitbreiden en staat de bouw van nieuwe zonnevelden al gepland. Eén probleem: een kleine zonnecentrale neemt toch al gauw dertig voetbalvelden in beslag. Waar halen we die ruimte vandaan? Gelukkig kunnen volgens nieuw onderzoek van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) de centrales kleiner en bovendien veel efficiënter werken als ze zijn gebaseerd op een andere zonaanbidder, de zonnebloem.
De spiegels of heliostats van PS10 staan, net als bij de meeste andere thermische zonnecentrales, keurig in gekromde rijen opgesteld bij de toren waarin de gebundelde energie wordt opgeslagen. De spiegels draaien mee met de zon, waardoor het grootste deel van de dag stroom wordt opgewekt. Toch is deze aanpak niet zo efficiënt als je zou verwachten: terwijl sommige spiegels juist het licht pakken, werpen andere een lange schaduw over nabijgelegen spiegels en blokkeren ze zo de zon. Alexander Mitsos en Corey Noone, beide verbonden aan de werktuigbouwkundedivisie van het MIT, zochten een oplossing voor dit probleem en kwamen uit bij een zonnebloem.
Het gouden hart van een zonnebloem is opgebouwd uit afzonderlijke bloemetjes in een ingenieus spiraalvormig patroon. Mitsos herschikte de vele spiegels van een zonnecentrale in ditzelfde patroon met behulp van een speciaal hiervoor ontwikkeld computermodel. Hieruit bleek dat bestaande zonnevelden dan niet alleen 20 procent compacter werden, ook blokkeerden de spiegels aanzienlijk minder zonlicht. Inmiddels hebben de wetenschappers hierop octrooi aangevraagd. Nu is het wachten op de eerste centrales die de zonnebloem daadwerkelijk als voorbeeld nemen.
Bronnen: Solar Energy, MIT
Beeld: afloresm/CC BY 2.0