Groeiend potentieel voor zonne-energie in bouw en infrastructuur

TNO streeft naar een optimale combinatie van opbrengst, economische haalbaarheid, esthetiek en integratie in multifunctionele eindproducten.

Wegen die energie opwekken

Na de eerste successen van SolaRoad, fietspaden uitgerust met zonnecellen, doet TNO nu samen met partners praktijkproeven op provinciale wegen waarover zwaar verkeer rijdt. Net als bij andere toepassingen gaat het er ook hier om dat de primaire functie van de infrastructuur volledig behouden blijft. Concreet: het opwekken van energie in de weg moet betrouwbaar en economisch lonend zijn, maar mag de verkeersveiligheid niet in gevaar brengen. Ons wegennet telt zo’n 140.000 kilometer, waarvan een aanzienlijk deel met deze technologie is uit te rusten. Een derde daarvan kan al voldoende energie produceren om negen miljoen elektrische auto’s te voeden.

Geluidsschermen benutten

Een ander deel van onze infrastructuur dat benut kan worden voor zonne-energie is geluidsschermen langs de snelwegen. TNO werkt met partners aan verschillende uitvoeringsvormen van zonne-geluidsschermen. Een mooi voorbeeld is een technologie om in het geluidsscherm tweezijdige zonnepanelen te verwerken. Hiermee zijn in potentie vele honderden kilometers uit te rusten. Bij Uden is het eerste scherm van 400 meter lengte gerealiseerd in samenwerking met Rijkswaterstaat en Heijmans. Door deze zogeheten bifaciale panelen is plaatsing op het zuiden niet langer noodzakelijk, omdat ze in elke richting zon oogsten. Dezelfde toepassing test TNO nu voor gebruik in geluidsschermen langs het spoor. Daar is in potentie zo’n 700 kilometer beschikbaar.

Bovendien doet TNO met partners onderzoek naar de mogelijkheden van zonnepanelen op dijken. Wat doet het met de veiligheid van de dijk? Passen ze wel in het landschap? Weegt de energie-opbrengst op tegen mogelijke nadelen? 

Dakoppervlak voor zonne-energie in Nederland

Veel grote platte daken hebben te weinig draagvermogen voor toepassing van de huidige standaardtechnologie. Nederland heeft bijvoorbeeld meer dan tweeduizend distributiecentra met grote daken en tal van bedrijfshallen en gebouwen in de agrarische sector. In totaal gaat het om meer dan honderd vierkante kilometer dakoppervlak dat potentieel plaats biedt aan minstens 10 gigawattpiek (GWp) PV. Om dat potentieel zoveel mogelijk te benutten onderzoekt TNO samen met bedrijven welke lichtgewicht materialen en constructies toegepast kunnen worden. De meeste zonnepanelen bevatten nu nog glas, waardoor ze te zwaar zijn voor deze toepassing. Met een nieuw type zonnepanelen op basis van kunststof kunnen ook de licht geconstrueerde daken bedekt worden. Het benutten van al deze daken levert een schat aan zonne-energie in Nederland op, zonder dat het op esthetische bezwaren stuit.

BIPV: Variëren in vorm en kleur

Tegen de gevel van het hoofdkantoor van bouwonderneming BAM in Bunnik zijn in de zomer van 2020 zonnepanelen geplaatst die in vorm, kleur en patroon mooi aansluiten op het uiterlijk van het gebouw. Dergelijke nieuwe pv-modules met een kleur of patroon vormen een alternatief voor de traditionele, die praktisch alleen in één donkere kleur en vast formaat verkrijgbaar zijn. Dit biedt architecten de mogelijkheid zonder enige esthetische beperking gebouwen te ontwerpen die zonne-energie kunnen oogsten. In de toekomst zullen ook ramen zonne-energie kunnen opwekken.

Maatschappelijke kosten omlaag

Het op grote schaal benutten van daken en gevels heeft als bijkomend voordeel dat de zonne-energie wordt opgewekt waar het ook wordt gebruikt. Dit reduceert de noodzaak van extra kabels en andere infrastructuur voor transport van elektriciteit. Dat levert de maatschappij behalve een toename van de hoeveelheid duurzame energie ook een substantieel kostenvoordeel op.

Het maken van zonnepanelen op maat en in elke gewenste kleur is momenteel nog relatief duur. TNO ontwikkelt een technologie die voor een kostendoorbraak kan zorgen: ‘mass customization’. Mass customization is gericht op slim ontworpen halffabricaten, die relatief goedkoop gemaakt kunnen worden. Die zijn vervolgens ‘op maat’ te integreren in een grote variëteit aan componenten en eindproducten.

MEER AANDACHT VOOR VEILIGHEID

Nieuwe producten en toepassingen van zonne-energie brengen ook nieuwe uitdagingen rond veiligheid met zich mee. TNO zet expertise en ervaring in om er samen met partners voor te zorgen dat de veiligheidsrisico’s van de huidige systemen en toekomstige producten geminimaliseerd worden.