Inhoud
- Materiaaleigenschappen
- Hoe beïnvloedt kleur absorptie en reflectie?
- Waar gaat de energie naartoe?
- Hoe kunnen we deze kennis gebruiken?
Elk materiaal absorbeert en reflecteert wat zonne-energie. Sommige materialen absorberen echter veel meer dan ze reflecteren en vice versa. De hoeveelheid zonne-energie die een materiaal zal absorberen of reflecteren, is afhankelijk van een aantal fysieke eigenschappen. Dichte materialen absorberen meestal meer zonne-energie dan minder dichte materialen. Kleur en coating beïnvloeden ook de hoeveelheid zonne-energie die een object kan absorberen of reflecteren.
Materiaaleigenschappen
Naarmate de dichtheid van een materiaal toeneemt, neemt het vermogen om zonne-energie te absorberen meestal ook toe. Dichte materialen, zoals adobe, beton en baksteen, absorberen bijvoorbeeld een grote hoeveelheid zonne-energie. Minder dichte materialen, zoals piepschuim en wat hout, absorberen niet zoveel zonne-energie. Deze eigenschappen kunnen variëren afhankelijk van de coating van het materiaal. Als een dicht materiaal zoals beton bijvoorbeeld zou worden bedekt met een sterk reflecterende coating, zou het niet zoveel energie absorberen.
Hoe beïnvloedt kleur absorptie en reflectie?
Zonne-energie bereikt ons op verschillende golflengtes. De verschillende golflengtes geassocieerd met zichtbaar licht vormen de verschillende kleuren van de regenboog. Wanneer we een materiaalkleur zien, zien we de reflectie van die golflengte van licht. Een blauw materiaal reflecteert bijvoorbeeld blauw licht. Witte materialen reflecteren een grote hoeveelheid zichtbaar licht. Zwarte materialen absorberen een grote hoeveelheid zichtbaar licht. Daarom zullen donkere materialen meer zonne-energie absorberen dan lichtere materialen.
Waar gaat de energie naartoe?
Wanneer een materiaal zonne-energie absorbeert, wordt de energie overgedragen op de atomen in dat materiaal. Uiteindelijk komt dit materiaal vrij als warmte. Afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal kan dit proces bij verschillende snelheden en intensiteiten plaatsvinden. Beton zal bijvoorbeeld langzaam warmte afgeven, terwijl een stuk metaal na absorptie snel warmte kan uitstralen. Het verschil in warmteafgifte is gerelateerd aan het verschil in thermische geleidbaarheid van de materialen. Metaal geleidt warmte gemakkelijker dan beton. Daarom zal warmte zich sneller door metaal verspreiden dan door beton.
Hoe kunnen we deze kennis gebruiken?
We kunnen de kennis van materiaaleigenschappen gebruiken om efficiënte apparaten, gebouwen en andere technologie te bouwen. Materiaaleigenschappen met betrekking tot warmteafgifte zijn bijvoorbeeld zeer nuttig bij het bouwen van passieve zonnestructuren. In een passief gebouw op zonne-energie is het belangrijk om materiaal te gebruiken dat de dagen zonne-energie opslaat en het gedurende de nacht langzaam uitzendt. Bij het ontwerpen van gebouwen wordt deze eigenschap een "thermische massa" genoemd.