Voor telers die vooruit kijken

‘Ultradun glas is interessant voor energiezuinige kas van de toekomst’

Licht, goed lichtdoorlatend, isolerend maar nog te duur
172 0
‘Ultradun glas is interessant voor energiezuinige kas van de toekomst’

Glas van slechts 0,55 mm dik bestaat al lang. Het zit namelijk op elke mobiele telefoon en tablet. Het is uiterst licht, sterk en buigzaam. Bijna zoals folie. Kan dit het materiaal zijn voor de energiezuinige kas van de toekomst? Welk perspectief biedt het? En in welke teelten? Wageningen University & Research zocht het uit, samen met TU Delft en verschillende marktpartijen.

Elke innovatie begint met een ongeloofwaardig idee. Zo dacht niemand twaalf jaar geleden dat diffuus glas en glas met een antireflectiecoating (AR-coating) een succes zouden worden, toen Wageningen University & Research er de eerste proeven mee deed. Ook voor ultradun glas geldt dat het niet vandaag of morgen praktijkrijp is. De prijs is nog te hoog, de afmetingen te klein. Toch was het een onderzoek meer dan waard, vertelt Silke Hemming, hoofd onderzoeksteam Greenhouse Technology bij de businessunit Glastuinbouw.

Hoogisolerend

“Ooit zag ik dit materiaal liggen bij een producent van coatings. Ik dacht dat het plastic was, zo buigzaam was het. Later kwam een Japanse glasproducent met hetzelfde materiaal bij ons. Toen dacht ik: kunnen we hier iets mee voor tuinbouwkassen?” Dubbel glas zoals in de VenLowEnergy-kas zorgt namelijk voor een hoogisolerend kasdek, maar is zwaar. Zou ultradun glas een lichter alternatief kunnen zijn? Zou het ook voor kassen met polycarbonaatplaten interessant zijn? Dit glas heeft naar verwachting net als meerlaags materiaal een hoge lichtdoorlatendheid. De tweede vraag is of dit buigzame glas kansen biedt voor nieuwe kasdekvormen.
Zo werd het onderzoek ‘Feasibility study thin glasses for greenhouse roof designs’ geboren. Dat gebeurde in opdracht van Kas als Energiebron, LTO Glaskracht Nederland en het ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij. Partners waren producent Asahi Glass Company (AGC), glasleverancier en expert in oppervlaktebehandelingen Glascom Tuinbouw en kasdekspecialist Boal Systems. Voor onderzoek naar de mechanische eigenschappen haakte TU Delft later aan.

Goede lichttransmissie

Eerst testte het onderzoeksteam de optische eigenschappen van Leoflex en Falcon, beide van AGC. Het glas was in verschillende diktes en met én zonder AR-behandeling beschikbaar. Testen vonden plaats in het eigen WUR LichtLab.
Een AR-behandeling blijkt 7% extra transmissie op te leveren en is dus een voorwaarde voor de toepassing van dit materiaal. De hemisferische lichttransmissie van 0,55 mm-glas met AR is iets beter (86,5%) dan van traditioneel 4 mm-glas met AR (86,2%). Tweelaags, drielaags en vierlaags van dit dunne glas levert wel aan lichtdoorlatendheid in, maar niet veel. Drielaags met AR-behandeling komt nog het steeds uit op 80,2% lichttransmissie. Ter vergelijking: polycarbonaatplaten hebben een hemisferische transmissie van 63,5%, dus veel lager.
Diffuus maken van het materiaal probeerden de partners in het onderzoek natuurlijk ook. Hoewel het uiteindelijk op een klein oppervlak is gelukt, bleek dat lastig. “Het is chemisch in plaats van thermisch gehard. Diffuus maken is dus mogelijk, maar het vereist een ander procedé en dus meer investeringen in de toekomst. We hebben alleen metingen gedaan aan kleine glazen”, legt de projectleider uit.

Meer lagen, betere isolatie

Het team testte ook de thermische en mechanische eigenschappen van het extra dunne glas. De uitkomst van dat eerste onderdeel is niet verrassend: hoe meer lagen glas, hoe beter de isolatiewaarde. De onderzoekers maten een nog lagere u-waarde – die staat voor goede isolatie – als ze de spouw vulden met krypton.
Wat betreft mechanische eigenschappen is het lichte gewicht het meest opvallend. Waar in de praktijk het gewicht van het glas meerlaags kasdek lastig maakt, is dit bij ultralicht glas geen enkel probleem. Glas van 0,55 mm dik weegt namelijk 1,4 kg per m2, traditioneel glas van 4 mm dik komt uit op 10 kg per m2. Dat is ruim zeven keer zo veel. Hemming: “De toepassing van drie- en vierlaags ultradun glas is daarom goed mogelijk. Wel zijn er andere nadelen. Tot nu toe is het in een maximale breedte van 1,20 meter beschikbaar, terwijl voor de tuinbouw standaard 1,67 meter gewenst is. Bovendien is de relatief grote doorbuiging een uitdaging. Om deze toe te kunnen passen, moet je het materiaal buigen of spannen. Dat heeft consequenties voor de constructie van het kasdek. Onderzoek van TU Delft wijst uit dat je meerlaagse dunne glazen eventueel als sandwichpanelen zou kunnen toepassen.”

Energiebesparing phalaenopsis

Met deze cijfers berekende het onderzoeksteam hoeveel energie het nieuwe materiaal zou kunnen besparen in een warme en koude teeltfase van een phalaenopsisteelt. De keuze voor deze teelt was niet toevallig. “Meerlaags is het vooral interessant voor gewassen die bij hoge temperaturen worden geteeld, bijvoorbeeld orchidee of bromelia. Voor huidige kassen met dubbel glas of polycarbonaat zal in de toekomst de businesscase het snelst rond te rekenen zijn”, aldus de wetenschapper.
Een eerste rekensom leert dat een vierlaags ultradun glas met AR-behandeling 20 tot 25% warmte kan besparen in de beide teeltfasen van phalaenopsis door de hoge isolatiewaarde. Een ander sommetje is de vergelijking tussen tweelaags ultradun glas en polycarbonaatplaten. Die isoleren even goed, maar het eerste heeft een veel betere lichttransmissie. Dat levert in de warme teeltfase een besparing tot 20% aan elektra op, omdat er minder hoeft te worden belicht. In deze berekeningen is al rekening gehouden met effecten op luchtvochtigheid en de toepassing van gebruikelijke belichting.

Voordelen en nadelen

De conclusie van het onderzoek is dat er kansen zijn voor het ultradunne glas, al liggen die nog ver in de toekomst. Voordelen zijn er genoeg: de hoge lichttransmissie van glazen met AR-behandeling in combinatie met het lage gewicht, de buigsterkte, de hoge slagvastheid, de lage transportkosten en de mogelijke energiebesparing. Uitdagingen zijn er bijna net zo veel, zoals de hoge prijs van het materiaal, de beperkte afmetingen en de doorbuiging.
Of dit materiaal kans maakt in de tuinbouw, hangt volgens Hemming van een aantal zaken af. “Als de energieprijzen stijgen, is het interessanter om met dergelijke concepten verder te gaan. Verder is de prijs van het materiaal zelf van belang. Het projectteam verwacht dat die gaat zakken bij doorontwikkeling. De tuinbouwmarkt alleen is klein, maar ook een sector als de bouw toont belangstelling voor architectonische toepassingen. Een belangrijke voorwaarde is dat het ultradunne glas in grotere afmetingen beschikbaar moet zijn. Pas wanneer dat het geval, zouden wij het onderzoek verder kunnen opschalen.”

Samenvatting

Ultradun glas van 0,55 millimeter wordt nu gebruikt voor telefoons en tablets. Onderzoekers bekijken of het een alternatief kan zijn voor het gebruikelijke 4 mm-glas in kassen. Het materiaal is heel licht in gewicht, laat in drie of vier lagen nog steeds goed licht door en is dan sterk isolerend. Het materiaal moet echter eerst in grotere afmetingen beschikbaar komen en goedkoper worden. Dan zou het voor phalaenopsis- of andere warme teelten het eerst interessant zijn.

Tekst: Karin van Hoogstraten. Foto’s: Vidiphoto.

Geef commentaar

Uw e-mail adres wordt niet gepubliceerd