In alle energietransitie modellen wordt een grote rol van zonne-energie in onze toekomstige infrastructuur toebedeeld. De exacte bijdrage per regio zal verschillen afhankelijk van de lokale zonnestraling en haar seizoen fluctuaties  en de beschikbare ruimte om fotovoltaïsche technologie in te passen. In de meeste regio’s in de wereld is er voldoende ruimte, maar Nederland, met  ‘slechts’ een land oppervlakte van 50 meter bij 50 meter per persoon, is relatief ‘oppervlakte arm’.

Op ons landoppervlakte moeten we wonen, ons verplaatsten, ons voedsel en energie opwekken, werken, recreëren, en willen we de natuur behouden.  Logisch dat er in onze maatschappij een voortgaande discussie is hoe nieuwbouw, landbouw, transport, natuur en energie opwekking in onze beschikbare ruimte te organiseren.

Gebouwde omgeving
Met de komst van grootschalige zonneparken in Nederland is er vanuit de maatschappij de groeiende wens om eerst effectief de oppervlakte in de gebouwde omgeving te gebruiken voor het opwekken van zonnestroom. Een interessante vraag is of al deze oppervlakte hiervoor geschikt zijn? Er zijn velen daken in Nederland die op dit moment niet bruikbaar zijn vanwege gemeente beleid om stads- en dorpsgezichten te beschermen.

Er zijn ook velen infrastructurele oppervlaktes, façades en daken, zoals industriële daken, die het gewicht van de huidige fotovoltaïsch systemen niet kunnen dragen.  De behoefte voor een complementaire generatie zonnepanelen en systemen, met fysieke eigenschappen als lichtgewicht, flexibel en esthetische toepasbaarheid, is daarom groeiende.

Nieuwe technologie
Dit biedt kansen voor de opkomst van de zogenaamde zonnefolie technologie. Zonnefolie is gebaseerd op dunne-film technologie. Het hart van de zonnecel bestaat uit een zeer dun laagje fotovoltaïsche materialen met een totale dikte van enkele microns (duizendste millimeter). Dit is veel dunner dan de typische plakken silicium met dikte van ongeveer 140 micron die voor de conventionele technologie gebruikt worden.

Daarnaast zijn bij zonnefolie de fotovoltaïsche materialen ingekapseld tussen light gewicht flexibele folie, dat is gemaakt van polymeren en plastic in plaats van het onbuigzame en zwaardere glas. Zo heeft zonnefolie heeft het voordeel van lichtgewicht en buigbaarheid.

Een ‘schijnbare’ uitdaging voor zonnefolie is het lagere rendement van het zonnepaneel in vergelijking met conventionele glaspanelen. Zonnefolie zal per oppervlakte paneel minder elektriciteit opwekken onder dezelfde zonne-instraling. Dit ogenschijnlijke nadeel wordt gecompenseerd door het feit dat met zonnefolie een grotere oppervlakte-bedekkingsgraad kan worden bereikt.

Zonnefolie kan makkelijk in elke vorm en grootte gemaakt worden en worden aangepast aan de behoeften van de eindgebruiker. Dit zorgt naast esthetische voordelen voor vergelijkbare elektriciteitsopwekking per beschikbaar façade en dak oppervlakte.

Even goed
Een andere uitdaging voor zonnefolie is de betrouwbaarheid van de folie. Het 'klassieke‘ inkapsel materiaal glas is een natuurlijke succesvolle barrière tegen water en beschermt de fotovoltaïsche materialen tegen vocht geïnduceerde degradatie. Het maken van plastic folie met een vergelijkbare barrière tegen water is voor de meeste fotovoltaïsche halfgeleider materialen complex en maakt deze zonnefolie technologieën zeer prijzig per opwekvermogen.

Dit is echter niet het geval als een halfgeleider materiaal gebruikt wordt dat resistent tegen water is, zoals dunne filmsilicium. Hier kunnen folies in panelen gebruikt worden die dezelfde betrouwbaarheid, levensduur en kosten-competitieve eigenschappen hebben, als conventionele glaspanelen.

Powerfoil
Nederland is technologisch leidend in de ontwikkeling en productie van deze innovatie dunne film silicium zonnefolietechnologie dankzij de activiteiten van het bedrijf HyET Solar in Arnhem. Het bedrijf expandeert op dit moment de productie capaciteit van de zonnefolie met een additionele 4O megawatt per jaar. In de afbeeldingen bij dit artikel zijn enkele voorbeelden gegeven van innovatie toepassingen van Powerfoil®, het zonnefolie product van HyET Solar.

Een leuke nieuwe toepassing van zonnefolie, waar meestal niet direct aan gedacht wordt, is in grootschalige zonneparken. De specifieke fysische eigenschappen maken een nieuwe innovatieve, en goedkope installatie constructies, transport- en installatiemethodes mogelijk. Dit leidt tot extreem goedkope grootschalige elektriciteit.

Complementair
Vanuit het oogpunt van circulariteit heeft dunne-film silicium zonnefolie ook enkele voordelen: er worden minder grondstoffen gebruikt, de grondstoffen zijn in elke regio in de wereld in overvloed aanwezig  en de recycling van de materialen leunt op bestaande expertise om plastics (99 procent van paneel is folie en 1 procent is fotovoltaïsche materialen) te hergebruiken. Interessante voordelen voor toekomstige globale terrawatt-markten. 

Kortom, zonnefolie is een interessante technologische ontwikkeling die tot nieuwe zonne-energie toepassingen zal leiden die complementair zijn aan de huidige kristallijne silicium fotovoltaïsche technologie. Houd het in de gaten!