Milieu-impact van photonisch beton en evaluatie van het reducerend effect op klimaatsopwarming bij grootschalig gebruik

T5.1 Milieu-levenscyclusanalyse van het metabetonproduct en het dakprototype. De milieu-levenscyclusanalyse (LCA)-methode zal worden toegepast tijdens de verschillende fasen van de productontwikkeling en voor de beoordeling van het dakprototype. In lijn met de EC PEF-methode (Product Environmental Footprint) zal een brede set van milieu-indicatoren worden beoordeeld, waaronder klimaatverandering, maar ook verzuring, eutrofiëring, fijnstof, ecotoxiciteit, wateruitputting en menselijke toxiciteit. Taak 5.1.1 Cradle-to-gate milieubeoordeling van de verschillende betonsamenstellingen van WP1 om de voorkeursoplossing(en) vanuit milieuperspectief te identificeren. De impact van de verschillende betonsamenstellingen zal bovendien vergeleken worden met de impact van conventioneel beton (gebruikt in daktoepassingen) om te onderzoeken of de impact hoger of lager is. Taak 5.1.2 Cradle-to-gate milieubeoordeling van de PMC van WP3 om de geprefereerde topologie, samenstelling en materiaal van de stalen microvezels te identificeren vanuit milieuoogpunt. Taak 5.1.3 Vergelijkende levenscyclus-milieubeoordeling van de dakopbouw om inzicht te krijgen in de impact van de dakopbouw met het nieuw ontwikkelde betonschuim in vergelijking met een business-as-usual dak. De verschillende levenscyclusfasen worden vergeleken, productiefase (vanaf taak 5.1 + 5.2), bouwfase, gebruiksfase en end-of-life fase. Voor de gebruiksfase zal de impact van verwarming van het gebouw worden overwogen op basis van de prestatiebeoordelingsresultaten / monitoringgegevens verkregen in taak 4.4. Taak 5.1.4 Verkenning van het effect van de implementatie van de PMC op grotere schaal op het mitigeren van klimaatverandering / vermindering van hitte-eilandeffecten. Voor deze subtaak is een combinatie van methoden vereist. Ten eerste zullen de resultaten van taak 5.3 worden opgeschaald rekening houdend met verschillende opschalingsscenario's (bijv. 10% tot 100% van nieuwe platte daken in Europa zal de PMC gebruiken). Ten tweede, aangezien de milieu-LCA-studie geen betrekking heeft op het mitigerende effect van het dak op klimaatverandering als gevolg van de kortegolfstraling, noch op de bijdrage ervan aan het verminderen van het hitte-eilandeffect, moeten methoden worden onderzocht die deze beoordeling mogelijk kunnen maken. Om een beeld te krijgen van deze additionele effecten, wordt er overlegd met experts op het gebied van klimaatmodellering om te verduidelijken hoe dit gemodelleerd kan worden en of er eerste schattingen kunnen worden gemaakt voor verschillende opschalingsscenario's. T5.2 Impact van PMC's in zonneceltoepassingen. Het doel is om de mogelijke exploitatie van PMC in fotovoltaïsche energie (PV) te demonstreren, omdat dit goedkope en goed schaalbare technologie mogelijk maakt voor passieve stralingskoeling van zonnecellen. Dit heeft een enorme potentiële impact op veel PV-velden, op aarde – zowel in niet-concentrator- als concentrator-PV – en in de ruimte. Er zullen verschillende configuraties worden overwogen, waarbij de PMC kan worden gebruikt om: i) een nieuwe klasse van stralingswarmteafleiders te realiseren die aan de achterkant van de zonnecel worden gemonteerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van de spectrale scheiding van het absorptievermogen van de zonnecellen en het koelere emissievermogen; ii) een nieuwe klasse van koelend dekglas, thermisch stralend en optisch transparant voor zonlicht. De PMC zoals ontworpen en geoptimaliseerd in WPs 1/2/3 is onmiddellijk toepasbaar op benadering i), terwijl voor benadering ii) verdere PMC-engineering en micro/nanostructurering het stralingsdekglas transparant zal maken voor het zonlicht terwijl het een hoge emissiviteit behoudt in de AW. Taak 5.2.1 Beoordeling van de thermodynamische efficiëntielimiet: In de eerste taakfase zullen de architecturen en PMC-prestatievereisten worden geanalyseerd door PoliTO met de input van CSIC op basis van een gedetailleerd balansmodel aangevuld met full-wave elektromagnetische, thermische en elektrische simulaties. Dit levert de efficiëntielimieten van elke architectuur op die worden vergeleken met verschillende PV-toepassingen. Taak 5.2.2 Apparaatontwerp. In de tweede fase zullen de meest veelbelovende oplossing(en) worden ontwikkeld door middel van multifysica-simulaties op apparaatniveau, inclusief optimalisatie van het lichtbeheer voor de op PMC gebaseerde koeler, om het ontwerp dicht bij de praktische implementatie te brengen. Het resultaat zal een mogelijkheid zijn voor het gebruik van PMC's in zonnecelopstellingen.