Project

Super-transparante kasdekmaterialen door toepassing micro- en nanostructuren

Voor een doorbraak van diffuse materialen op de markt moet een goede lichtspreiding gecombineerd worden met een hoge lichttransmissie. Het toepassen van micro- en nanostructuren biedt mogelijkheden om beide effecten tegelijkertijd te bereiken. Een hogere lichttransmissie zorgt voor een verhoging in gewasproductie, of maakt het mogelijk om een hogere isolatiewaarde te bereiken (bijvoorbeeld dubbel glas) bij gelijkblijvende gewasproductie.

Doelstelling

De doelstelling van het project is het ontwikkelen van diffuse kasdekmaterialen met een hoge hemisferische transmissie door middel van het toepassen van micro- en nanostructuren. Met deze materialen wordt het mogelijk om meer licht de kas in te laten, waardoor een productieverhoging of een verlaging van het energiegebruik bereikt kan worden.

Er wordt voortgebouwd op de kennis die ontwikkeld is in het project ZigZag kasdekmateriaal, waarbij een dubbele kanaalplaat ontwikkeld is in de vorm van een V-structuur. Deze kanaalplaat heeft een hoge lichttransmissie, maar heeft als nadeel dat er gemakkelijk vervuiling optreedt in de V-structuur en tussen de beide wanden van de kanaalplaat. De V-structuur uit het ZigZag-kasdek is binnen dit project op veel kleinere schaal uitgevoerd, waardoor de lichtvoordelen behouden blijven, maar vervuilingseffecten verminderd worden. 

Ook micro- en nanostructuren die gebruikt worden om in zonnecellen de efficiƫntie te verhogen zijn binnen het project onderzocht op potentie voor toepassing in de glastuinbouw. Voorbeelden van deze structuren zijn microlenzen en motheye structuren.

Werkwijze

  • Literatuurstudie naar beschikbare micro- en nanostructuren
  • Modelberekeningen voor optimalisatie van micro- en nanostructuren voor toepassing in de glastuinbouw
  • Onderzoeken meest geschikte methode om micro- en nanostructuren aan te brengen op/in kasdekmaterialen
  • Vervaardigen proefsamples met combinaties van micro- en nanostructuren
  • Metingen aan de vervaardigde proefsamples naar hemisferische lichttransmissie, lichtspreiding, condensatiegedrag en isolatiewaarde
  • Onderzoeken van economische haalbaarheid van onderzochte samples
  • Kennis over micro- en nanostructuren overdragen

Resultaten

  • verbeterd schermmateriaal met verhoogde lichttransmissie en verhoogde isolatiewaarde voor toepassing op korte termijn
  • idem voor verbeterd kunststoffolie voor toepassing op korte termijn
  • idem voor verbeterd enkel glas voor toepassing op korte termijn
  • idem voor verbeterd kunststofplaat voor toepassing op korte termijn
  • mogelijkheden om dubbelglas panelen samen te stellen met sterk verhoogde isolatiewaarde voor toepassing op langere termijn

Deze resultaten maken een stapsgewijze ontwikkeling mogelijk naar een sterke reductie van de energiebehoefte in de glastuinbouw waardoor op termijn deze energiebehoefte kan worden ingevuld door duurzame energie. Zodoende zal de glastuinbouw onafhankelijk kunnen worden van fossiele energie.

Modelberekeningen hebben aangetoond dat een dubbelzijdig aangebracht micro-V structuur een verhoging in de transmissie van 6% kan bereiken ten opzichte van standaard floatglas. Andere berekeningen hebben aangetoond dat met een geoptimaliseerde nanostructuur een helder materiaal ontwikkeld kan worden met een hemisferische transmissie van 99,6%. Metingen hebben deze modelberekeningen echter nog niet weten te ondersteunen, zodat het erop lijkt dat de productiemethode nog niet optimaal is. Geproduceerde samples met een combinatie van micro- en nanostructuren vertonen geen verhoging in de hemisferische transmissie, maar zorgen wel voor een interessante lichtspreiding. Vervolgonderzoek moet aantonen dat er (een combinatie van) micro- en nanostructuren kan worden ontwikkeld die de hemisferische transmissie van diffuse kasdekmaterialen verhoogd. Hiervoor zal ook de productiemethode moeten worden verbeterd.

Als gevolg van de lichtspreiding van de binnen dit project ontwikkelde materialen is een methode ontwikkeld om de lichtspreiding van kasdekmaterialen te karakteriseren. Vervolgonderzoek moet het effect van lichtspreiding op de gewasproductie aantonen.

De resultaten worden gepubliceerd in de vakbladen en in wetenschappelijke publicaties.

Downloads