Elk materiaal absorbeert en reflecteert wat zonne-energie. Sommige materialen absorberen echter veel meer dan ze weerspiegelen, en omgekeerd. De hoeveelheid zonne-energie die een materiaal zal absorberen of reflecteren, is afhankelijk van een aantal fysieke eigenschappen. Dichte materialen hebben de neiging meer zonne-energie op te nemen dan minder dichte materialen. Kleur en coating beïnvloeden ook de hoeveelheid zonne-energie die een object kan absorberen of weerkaatsen.

Materiaaleigenschappen

Naarmate de dichtheid van een materiaal toeneemt, neemt het vermogen om zonne-energie op te nemen ook toe. Bijvoorbeeld, dichte materialen, zoals adobe, beton en baksteen, absorberen 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 is gecoat met een sterk reflecterende coating, zou het niet zoveel energie absorberen.

Hoe beïnvloedt kleur de absorptie en reflectie?

Zonne-energie bereikt ons op verschillende golflengten. De verschillende golflengten die samenhangen met zichtbaar licht vormen de verschillende kleuren van de regenboog. Wanneer we de kleur van een materiaal 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 nemen donkere materialen meer zonne-energie op dan lichtere materialen.

Waar gaat de energie naartoe?

Wanneer een materiaal zonne-energie absorbeert, wordt de energie overgedragen naar de atomen in dat materiaal. Uiteindelijk wordt dit materiaal vrijgegeven als warmte. Afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal kan dit proces plaatsvinden bij verschillende snelheden en intensiteiten. Zo zal beton bijvoorbeeld langzaam warmte afgeven, terwijl een stuk metaal snel warmte kan uitstralen nadat het is geabsorbeerd. Het verschil in warmteafgifte is gerelateerd aan het verschil in thermische geleidbaarheid van de materialen. Metaal geleidt warmte gemakkelijker dan beton. Daarom verspreidt warmte zich sneller door metaal dan beton.

Hoe kunnen we deze kennis gebruiken?

We kunnen de kennis van materiaaleigenschappen gebruiken om efficiënte apparaten, gebouwen en andere technologie. Materiaaleigenschappen die verband houden met warmteafgifte zijn bijvoorbeeld buitengewoon nuttig bij het bouwen van passieve zonnestructuren. In een passief zonnegebouw is het belangrijk om materiaal te gebruiken dat de zonne-energie van de dag opslaat en het langzaam uitdooft gedurende de nacht. In het ontwerp van het gebouw wordt deze eigenschap de "thermische massa" van een materiaal genoemd