Symposium Focus on solar energy: ‘Geconcentreerde zonne-energie is meer dan een onderzoeksonderwerp’

De Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) bood dinsdag 19 februari een podium aan verschillende sprekers, die vertelden over geconcentreerde zonne-energie. Bezoekers van het symposium Focus on solar energy maakten niet alleen kennis met techniek, ze zagen ook in welke context de technologie ontwikkeld en toegepast wordt.

In de engineeringvleugel van de faculteit Techniek stond in 2013 al een opstelling met een Fresnellens en een lamp. Onderzoekers en studenten ontwikkelden een systeem dat de zon volgde, zonlicht concentreerde en het geconcentreerde licht omzette in elektriciteit en warmte. Daar werden hoogrendementszonnecellen voor gebruikt.

De beschaafde opstelling uit 2013 blijkt een opmaat naar een jarenlange focus op concentrated solar en solar tracking in de gebouwde omgeving. In 2014 opent de HAN het Solar Demo Lab, een kas waar onderzoek wordt gedaan en waar verschillende duurzame-energiesystemen worden ontwikkeld en getest. Het lab is niet alleen beschikbaar voor medewerkers en studenten van de HAN, maar dient vooral als proeftuin voor mkb-bedrijven.

Groeiende potentie
Dr. Leon Bunthof, onderzoeker bij het Lectoraat Duurzame Energie van de HAN, ziet een groeiende potentie voor energieopwekking uit geconcentreerd zonlicht in steden. Tijdens het symposium haalt hij het Nationaal Solar Trendrapport 2019 aan. Hieruit blijkt dat Nederlandse consumenten voorkeur geven aan zonne-energie-opwekking op daken. Grootschalige opwekking buiten de gebouwde omgeving is een minder populaire oplossing.

Energieopwekking in de stad heeft zo zijn voordelen, ten opzichte van alternatieven buiten de stad. Zonneparken leveren problemen op voor netbeheerders. Goedkope grond, die interessant is voor grootschalige elektriciteitsproductie, bevindt zich vaak in dunbevolkte gebieden. Omdat de elektriciteitsvraag in deze gebieden klein is, is de bekabeling beperkt. Oftewel: het elektriciteitsnet kan de toevoer van grote hoeveelheden duurzame energie niet altijd aan.

Beter rendement
Maar ook wanneer elektriciteit op (en in) gebouwen wordt opgewekt, zijn er uitdagingen. In steden moet zonne-energie slim geïntegreerd worden. De oppervlakten van daken zijn niet altijd geschikt voor zonnepanelen en vaak – zeker in geval van hoogbouw – ontoereikend om in de vraag te voorzien. Daarom moeten alternatieve manieren voor de opwek van duurzame energie in het stedelijk gebied overworgen worden. Uit een presentatie van Jon Feenstra, consultant bij DNV GL, blijkt dat niet alleen daken interessant zijn voor de plaatsing van zonnepanelen. Hij berekende de opbrengst van poteniële pv-installaties op de zijkant van gebouwen.

Een andere optie is het gebruik van zonnecellen met een beter rendement dan de standaard silicium-zonnecellen. Dr. John Schermer, onderzoeker aan de Radboud-universiteit in Nijmegen, laat tijdens het symposium zien hoe deze efficiënte cellen gemaakt worden. Hij richt zich op de ontwikkeling van high-efficiency thin-film solar cells. In een presentatie laat hij zien hoe zijn onderzoeksgroep materiaaleigenschappen tunet, waardoor zonnecellen meer rendement opleveren. Dit soort hoogrendementszonnecellen worden bijvoorbeeld gebruikt in de ruimtevaart, maar zijn dus ook geschikt voor energieopwekking in de gebouwde omgeving.

Toepassing cellen
De onderzoeksgroep van Schermer was ooit recordhouder, op het gebied van zonnecelefficiëntie. In 2005 haalde de onderzoekers 24,5 % efficiëntie, en later 26,1 %. Inmiddels zijn ze ingehaald door commerciële partijen. De allerbeste cellen, die gebruikt worden in concentrator-systemen, hebben tot wel 45 % efficiëntie. Een goed teken, redeneert Schermer. Want: als bedrijven de technologie niet zouden doorontwikkelen, interesseert de technologie ze niet.

HAN-alumnus Lucas de Groot laat tijdens een presentatie zien hoe de toepassing van zonnecellen met een hoge efficiëntie eruit kan zien. Hij werkte tijdens zijn studie aan een systeem dat energie opwekt in kassen waar groente en fruit wordt verbouwd. Omdat de gewassen licht nodig hebben, zijn kleine zonnecellen uitermate geschikt. Een Fresnellens concentreert de zon en een volgsysteem zorgt dat het systeem altijd in positie is.

Voordelen concentrated solar
Een voordeel van dit soort systemen: alleen direct licht wordt afgevangen. Diffuus licht wordt doorgelaten. In gebouwen met veel glas kan elektriciteit worden opgewekt met zonne-energie, zonder dat het donker wordt binnen. Nog een voordeel, dat terugkomt in meerdere presentaties, is dat een deel van de warmte wordt afgevangen. Hierdoor kan een dergelijk systeem bijdragen aan een beter binnenklimaat.

Dezelfde voordelen gelden voor kantoorgebouwen en woningen, blijkt uit een presentatie van Matthijs Damen van Wellsun. Zijn bedrijf maakt zonne-energiesystemen voor gebouwen met veel glas. Ze bouwen systemen met talloze semi-transparante paneeltjes, die mini-zonnecellen bevatten. Het zonlicht wordt zevenhonderd keer geconcentreerd, voordat het wordt omgezet in elektriciteit, met een efficiëntie van 24 %. De panelen die het bedrijf produceert, worden aan de binnenkant van gebouwen geplaatst.

Voorbij technische mogelijkheden
Wellsun kijkt voorbij de technische mogelijkheden. Het bedrijf ontwikkelt een product dat ook esthetisch interessant is. ‘Als architecten het niet leuk vinden, gaat het niet gebeuren’, zegt Damen tijdens zijn presentatie. Als extra feature integreert het bedrijf LED-lampjes in de semi-transparante zonnepanelen, waarmee afbeeldingen getoond kunnen worden. Het ‘LED media display’ kan bijvoorbeeld een reclameboodschap laten zien.

Het principe van concentrated solar en solar tracking is niet nieuw. Het wordt al jaren toegepast voor grootschalige energieopwekking in zonnige gebieden. Maar de toepassing in de gebouwde omgeving is een onderbenutte mogelijkheid, blijkt tijdens het symposium. Een mogelijkheid die niet alleen door onderzoekers tegen het licht wordt gehouden, maar tegenwoordig ook door bedrijven. ‘Geconcentreerde zonne-energie is meer dan een onderzoeksonderwerp’, benadrukt Dr. Roel Jansen van het HAN-lectoraat Duurzame Energie tijdens zijn presentatie.

Delen:
SEECE (Sustainable Electrical Energy Centre of Expertise)

SEECE is hét centre of expertise voor duurzame elektrische energie. Deze publiek-private samenwerking jaagt innovatie aan, zorgt voor voldoende arbeidscapaciteit en zet kennis om in financieel haalbare producten en diensten.

Plaats een reactie

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.