Deze Nederlandse start-up zet via een Stirlingmotor warmte om in koude en zou de planeet wel eens kunnen redden
Volgens het Internationaal Energieagentschap zouden tegen 2050 bijna zes miljard airconditioners 37% van de wereldwijde elektriciteit kunnen verbruiken. Dat komt omdat naarmate India en China rijker worden – en de planeet heter wordt – mensen over de hele wereld airconditioningunits kopen op niveaus die de Verenigde Staten benaderen.
Dit is een milieuramp die staat te gebeuren.
Maar een startup uit het kleine stadje Enschede in Nederland wil daar verandering in brengen via een technologisch wonder dat warmte omzet in koude zonder dat er zelf energie voor nodig is – of een van de vervelende gassen die de meeste airconditioningsystemen tegenwoordig gebruiken. De technologie, die SoundEnergy vorige week op CES in Las Vegas onthulde, maakt gebruik van een proces dat vergelijkbaar is met een Stirling Engine, die 200 jaar geleden in het begin van de 19e eeuw voor het eerst werd geconceptualiseerd.
Het klinkt als magie, of een perpetuum mobile, maar het is gebaseerd op goed begrepen principes van thermo-akoestiek en is oorspronkelijk ontwikkeld in onderzoek van het Amerikaanse ministerie van Defensie, zegt het bedrijf.
“We nemen thermische energie … [en] we transformeren deze thermische energie in een akoestische golf”, vertelde Roy Hamans, CFO van SoundEnergy, me vorige week op CES. “Deze golf reist door een onder druk staande oneindige lus (de blauwe ring in de afbeelding op onze website) waarin hij verder wordt versterkt … het feedbackproces maakt de geluidsgolf sterker en sterker.”
Tot nu toe, zo goed. SoundEnergy heeft een machine gebouwd om warmte om te zetten in mechanische energie.
Maar uiteindelijk wil je meer. U wilt niet alleen warmte afvoeren… u wilt ook koude teruggeven. En volgens Hamans doet het apparaat van SoundEnergy dat ook.
“Deze enorme mechanische kracht zal worden omgezet in een delta T [lagere temperatuur] in de laatste twee vaten door ze omgekeerd te verbinden”, vertelde hij me deze week via e-mail. “De geluidsgolven produceren kou door de warmte van de deeltjes af te leiden, zoals in een klassieke Stirling-cyclus.”
Als je niet begrijpt hoe dat werkt, ben je niet de enige. Ik ook niet. Hamans probeerde me te troosten door te zeggen dat slechts ongeveer twee of drie dozijn mensen wereldwijd, allemaal experts in thermo-akoestiek, dit proces echt begrijpen.
Het lijkt quasi-magisch, maar het bedrijf verzendt sinds september vorig jaar commerciële producten. De eerste klant van SoundEnergy was Dubai, dat een unit kocht voor koeling in een installatie die drinkbaar water condenseert uit de lucht. Een andere regering heeft een unit gekocht voor koeling in een afgelegen, off-grid ruimte.
Een van de redenen waarom?
Deze hightech airco-unit heeft zelf geen stroom nodig.
“Het systeem zelf verbruikt geen elektriciteit/energie”, vertelde Hamans me via e-mail. “Het kost 100% van de door de stapel uitgestoten afvalenergie, of thermische zonne-energie … en zet dat om voor 40-50% [efficiëntie].”
De rest van de warmte kan worden afgevoerd naar een koelbassin of de atmosfeer, of, indien absoluut vereist, gekoeld met een standaard A/C-unit. De enige onderdelen die mogelijk externe stroom gebruiken om te werken, zijn een kleine controller-eenheid voor nauwkeurigere kalibratie, en natuurlijk pompen om warmtedragende vloeistof naar binnen en koude vloeistof naar buiten te laten circuleren.
Het systeem is ideaal voor industrieel gebruik waar hoge-temperatuurmotoren en apparatuur moeten worden gekoeld, maar kan ook worden gebruikt voor grote meergezinswoningen. Grote eenheden kosten ongeveer $ 50.000, hoewel de prijzen zullen dalen met de schaal, en kleinere eenheden voor residentiële / consumentendoeleinden zijn mogelijk tegen veel lagere prijzen.
Hamans zegt dat de systemen zichzelf terugverdienen.
“Voor commercieel en industrieel gebruik hebben we het over slechts een paar jaar tot vijf jaar terugverdientijd,” vertelde hij me. “[Houd er ook rekening mee] dat onze systemen een verwachte levensduur hebben van 20-30 jaar, wat voor zover wij weten aanzienlijk langer is dan systemen op basis van elektrische compressoren.”
Financiële terugverdientijd is één ding.
Maar als het bedrijf kan helpen bij het oplossen van de wereldwijde energie-uitdagingen en ons tegelijkertijd kan helpen onze huizen, kantoren en fabrieken efficiënt te koelen, kan de terugverdientijd voor het milieu heel goed opwegen tegen de financiële overwegingen.
De volgende stappen van het bedrijf?
“Onze strategie tot nu toe is het aantonen van commerciële en technische haalbaarheid per branche, opschaling van een paar lanceringsklanten naar meerdere, wereldwijd”, zegt Hamans. “Deze industrieën omvatten, maar zijn niet beperkt tot, zware industrieën zoals de (petro)chemische en procesindustrie, voedingsmiddelen- en drankenindustrie, textiel, metaal, waterstof en mobiele/stand-alone systemen die in afgelegen gebieden kunnen werken. Verder kunnen we ook ruimtes/ gebouwen en koelketens voor verse producten of medische benodigdheden, vooral ook in warme gebieden, netonafhankelijk.”
Dat zijn grootse plannen.
Maar niet-aangesloten experts zijn van mening dat de technologie echt is en dat hier een aanzienlijke kans ligt.
Ik sprak met Steven Garrett, voormalig professor akoestiek aan Penn State. Hij is ook een adjunct-professor aan de Universiteit van Massachusetts, en een geassocieerd onderzoeker bij een akoestisch laboratorium verbonden aan de Universiteit van Mans in Frankrijk. Garrett weet waar hij het over heeft: hij plaatste in 1982 een met verwante technologie gebouwde koeler in de spaceshuttle van NASA, een andere in een torpedobootjager van de marine en werkte begin jaren 2000 samen met Ben & Jerry’s aan innovatieve koelconcepten.
Garrett stond sterk in voor de technologie, en vooral voor de bedenker ervan, Kees de Blok.
“Er zijn overal kwakzalvers in de thermo-akoestiek,” vertelde Garrett me. “Maar de Blok is beter dan ik… hij is echt. Wat hij heeft gedaan is geweldig.”
De Blok is de CRO van SoundEnergy. Hij richtte ook Aster Thermoacoustics op, een onderzoeksbureau dat is opgericht om gerelateerde technologieën te onderzoeken.
‘Je moet kritisch zijn bij het onderzoeken van het veld,’ vervolgde Garrett. “Maar de Blok is geen kwakzalver. Hij kwam niet van de ene op de andere dag bij dat apparaat en zijn geloofwaardigheid is de hoogste in het veld.”
De technologie wordt momenteel gebruikt in meerdere faciliteiten over de hele wereld, waaronder een school in Nederland. Het systeem is onderhoudsvrij en vereist bijna geen energie om te draaien, aldus de school.
