Apparaten op zonnecellen efficiënter door energy matching

Met dank overgenomen van Stichting iNSnet (iNSnet), gepubliceerd op woensdag 29 november 2006.

Allerlei draadloze apparatuur werkt tegenwoordig op zonne-energie (PV). Vaak lijkt de keuze voor PV-cellen alleen ingegeven door de 'groene' uitstraling. Maar deze technologie kan veel beter worden benut als de elementen uit de energieketen energetisch slimmer op elkaar worden afgestemd. Energy matching is hier het sleutelwoord, stelt onderzoeker NWO-onderzoeker Sioe Yao Kan. De fysicus en elektrotechnisch ingenieur promoveert op 19 december aan de Technische Universiteit Delft.

Kan beperkte zich in zijn onderzoek tot de PV-cellen zelf en de energieopslagmedia. Anders gezegd: de batterijen en condensatoren waarin de zonne-energie wordt opgeslagen. Hij ontwikkelde het zogenoemde Figure of Matching-algoritme om de afstemming tussen deze elementen uit de 'energieketen' te analyseren en te kwantificeren bij interfaces tussen die elementen. In een 'interface' is het mogelijk om de wisselwerking tussen bijvoorbeeld een lichtbron en een PV-cel af te stemmen. Met Kans algoritme kan zo de beste combinatie worden gezocht tussen de lichtbron en de zonnecel of de zonnecel en de batterij. Want een apparaat dat alleen binnenshuis wordt gebruikt, werkt soms beter op tl-licht dan op zonlicht. Door een juiste energy matching kunnen apparaten ook meer energie opslaan.

Duurzame productontwikkeling

Industrieel ontwerpers die draadloze consumentenproducten met zonnecellen willen maken, krijgen dankzij het onderzoek van Kan beter inzicht in hoe ze verschillende onderdelen uit de energieketen op elkaar kunnen afstemmen voor het beste energetische resultaat. In zijn proefschrift heeft Kan de condities vermeld waaronder zij een nieuw ontwikkeld Energy Matching Model en het daaraan gerelateerde Figure of Matching-algoritme kunnen toepassen bij het ontwerpen van PV-gevoede producten. Daarmee legt hij de basis voor ontwerpverbeteringen van PV-producten en voor ontwerpregels voor duurzame (op PV gebaseerde) productontwikkeling. Consumenten profiteren daarvan doordat ze efficiënter werkende producten krijgen, die beter op hun gebruik zijn afgestemd.

Kan testte apparaten als opladers en pda's en gaat ook tests met computermuizen op zonne-energie uitvoeren. Hij maakte onder meer gebruik van simulaties met het speciaal ontwikkelde computerprogramma PowerQuest. Dit programma berekent het benodigde PV-vermogen voor het gebruik van specifieke apparaten. Ook kan het in de omgekeerde richting, als de energievraag bekend is, de benodigde PV-oppervlakte berekenen. Het programma wordt nu geschikt gemaakt voor gebruik door ontwerpers.

Het promotieonderzoek 'Energie Matching, sleutelconcept voor het ontwerpen van duurzame fotovoltaisch gevoede producten' maakt onderdeel uit van het programma Syn-Energy dat wordt gefinancierd door het NWO/SenterNovem Stimuleringsprogramma Energieonderzoek. Het programma streeft naar ontwikkeling van bèta-/gammakennis voor de transitie naar een duurzame energievoorziening.

Bron: NWO