Slimme ramen regelen juiste hoeveelheid licht in de kas
Gilles Timmermans promoveert op ‘slimme ramen’ die met een fluorescerende kleurstof een kas energieneutraal kunnen maken.
Dankzij de glastuinbouw kunnen ook in minder vruchtbare gebieden hoogstaande gewassen geteeld worden. Belangrijk, want de wereldbevolking groeit nog steeds terwijl de landbouwgrond beperkt is. Er wordt veel gecontroleerd in de kas, maar de hoeveelheid invallend licht blijkt zelfs in hightech kassen nog steeds erg lastig te regelen. Daarom ontwikkelde promovendus Gilles Timmermans ‘slimme ramen’ die met een fluorescerende kleurstof de kas ook nog energieneutraal kunnen maken.
De meeste Nederlandse tuinders zien de hoeveelheid licht binnen in de kas graag zo groot mogelijk. Maar in de zomer loopt de binnentemperatuur dan zo snel op dat het de planten kan schaden. Om te koelen worden vaak ramen opengezet, maar dat maakt het binnenklimaat lastiger te regelen en laat ongedierte bovendien makkelijker naar binnen. Een andere veelgebruikte manier om minder licht in de kas te krijgen is om ’s zomers de daken met speciale verf te bedekken. Door weersinvloeden bladdert deze geleidelijk weer af, zodat planten in de herfst weer ongehinderd in de zon staan.
Vloeibare kristallen
Maar wat tuinders graag willen, is op een snelle en reversibele manier het lichtniveau in hun kas kunnen bepalen. Daarom bekeek Timmermans het gebruik van ‘slimme ramen’ in de glastuinbouw. Deze ramen zijn gebaseerd op vloeibare kristallen - die bijvoorbeeld ook in een LCD-scherm zitten.
De kristallen zijn geordend, maar die ordening is ook weer eenvoudig te veranderen waardoor ze van transparant naar minder doorzichtig kunnen wisselen. Zo kan het licht ook beter verstrooid worden, wat voordelig voor de plantgroei is.
De ‘slimme ramen’ die Timmermans ontwikkelde bevatten bovendien een fluorescerende kleurstof. Daardoor kan het licht dat de ramen opvangen bovendien weer uitgezonden worden op een langere golflengte en geconcentreerd worden aan de zijkanten van het raam.
Het raam functioneert hierdoor als een zogeheten Luminescent Solar Concentrator (LSC). Door een koppeling met zonnecellen kandit vervolgens eigen elektriciteit opwekken. De fluorescerende kleur van het raam zorgt er ook voor dat het lichtspectrum verandert, wat positief zou kunnen uitpakken voor de plantgroei.
Timmermans ontwierp verschillende ‘slimme ramen’ die kunnen reageren op temperatuur of licht, maar ook aangezet kunnen worden met een schakelknop. Hopelijk leiden deze slimme ramen uiteindelijk tot een betere oogst van hoogstaande gewassen in een energie-neutrale kas.
Gilles Timmermans promoveerde 6 april op zijn proefschrift met als titel Advanced optical materials for light control: On the road towards smart greenhouses. Begeleiders: Prof. dr. Albert Schenning, dr. Michael Debije. Andre betrokken partijen: PPS Smart Materials