Tijdens de Solar Business Day, dinsdag 17 mei in het Bimhuis Amsterdam, spreken diverse zwaargewichten uit de solarbranche. Een van hen is professor Miro Zeman van de TU Delft. Zijn afdeling is druk doende met onderzoeken waardoor PV maximaal kan worden uitgerold over het land, voorzien van de meest intelligente technieken en dan ook nog circulair geproduceerd.

Zeman werkt op de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica en is voorzitter van de afdeling electrical sustainable energy. De activiteiten van deze afdeling focussen zich op het versnellen van de energietransitie. Zemans expertise ligt bij de technologie van zonnecellen, ook bekend als fotovoltaïsche technologie (PV), en het toepassen van deze technologie.

De opbrengst van in een jaar geïnstalleerd PV-vermogen is net zoveel als die van een kerncentrale
Zeman: “De afgelopen vier jaar zijn het aantal PV-installaties in Nederland enorm gestegen. In 2019 stond er voor 7,2 gigawatt aan installaties in ons land en in 2020 stond de teller al op 10,9 gigawatt. Dat betekent dat er in 2019 voor 3,7 gigawatt is geïnstalleerd. In 2021 zaten we al op 14,3 gigawatt. Zo kun je zien dat we tussen de drie en vier gigawatt aan geïnstalleerd PV-vermogen per jaar zitten.”

Om het beeldend uit te drukken: de opbrengst van de PV die we ieder jaar bijplaatsen (3 à 4 gigawatt) is ongeveer net zoveel als de opbrengst van de kerncentrale van Borssele in een jaar. “Dat is wel een mooi vergelijk. Als je een kerncentrale bouwt kost dat minimaal tien jaar tijd. Als de trend in PV-installaties ten minste wordt gehandhaafd, voegen we in tien jaar tijd net zoveel PV-capaciteit toe als de opbrengst van tien kerncentrales”, aldus de professor.

Onzichtbare PV en intelligente zonnepanelen
Wat we nu moeten doen is bekijken waar we zonnepanelen kunnen installeren en daarbij elke geschikte vierkante meter benutten. De gebouwde omgeving biedt hiervoor enorme kansen. Er is binnen Zemans afdeling een groep Fotovoltaïsche Materialen en Componenten waarin de onderzoekers innovatief onderzoek doen naar de integratie van zonnepanelen in de gebouwde omgeving. Zeman: “Deze groep wil bereiken dat PV onzichtbaar wordt, zodat het in alle toepassingen, denk bijvoorbeeld aan gevels van huizen, gebruikt kan worden zonder dat het opvalt.”

De afdeling is ook bezig met het bedenken van intelligente zonnepanelen. Een probleem bij zonnepanelen is dat, wanneer er een deel in de schaduw ligt, het zonnepaneel minimaal vermogen levert. De onderzoekers ontwikkelen nu zonnepanelen waarin zonnecellen binnen de module dynamisch met elkaar kunnen verbinden zodat het zonnepaneel ook bij schaduw altijd maximaal vermogen levert. Bovendien zijn de onderzoekers bezig met het circulair krijgen van zonnepanelen.

LED-licht als informatiedrager
En er is nog meer toekomstmuziek als je het hebt over het toevoegen van intelligentie aan zonnecellen. Er worden onderzoeken gedaan naar zonnecellen met geïntegreerde LED-verlichting waarbij dit licht kan worden gebruikt als communicatiemiddel. Zo wordt het licht een informatiedrager tussen de zonnecellen.  

Opslag en gebruik op de plaats waar het opgewekt wordt
Zeman: “In 2030 zal rond de 80 procent van onze elektriciteitsopwekking uit wind of zon komen. Dit zijn variabele energiebronnen, dus als we de energieleveringszekerheid die we nu hebben willen handhaven, zullen we onze duurzame energie moeten gaan opslaan. Daarvoor hebben we batterijen nodig en we zullen alle potentiële bronnen moeten gaan gebruiken. Denk dan vooral aan onze elektrische voertuigen met hun grote accu’s. Een Tesla heeft een batterij van 50 tot 80 kilowattuur, hiermee kun je een gemiddeld huis voor ongeveer een week ‘voeden’. Ik zie een toekomst waarbij de overal aanwezige zonnepanelen de elektrische auto’s voeden en dat deze opgeslagen elektriciteit voor eigen gebruik ingezet wordt.”

Zeman: “In de toekomst willen we deze zonne-elektriciteit natuurlijk ook gaan transporteren en dan hebben we te maken met transportverliezen. Het is van belang dat we proberen de energie te gebruiken op de plaats waar het opgewekt wordt. We hebben dan zonnepanelen in combinatie met opslag nodig om transportverliezen te minimaliseren. In al deze componenten binnen zo’n mini-grid hebben we intelligentie en slimme bediening nodig, en ook daar zijn wij bij TU Delft druk mee bezig.”

Miro Zeman is een van de sprekers tijdens de Solar Business Day, dinsdag 17 mei in Bimhuis Amsterdam.