Onlangs vond in ’t Spant Bussum de Sunday plaats. Een kennisevenement georganiseerd door Holland Solar, TKI Urban Energy, TNO, Solliance, NWO, SOLA en Solar Magazine. Ando Kuypers, programmamanager solar bij TNO, sprak er over de voortgang van Rolling Solar, een onderzoeksproject naar integratie van dunne film-PV in het wegdek en de weginfrastructuur. Het project loopt tot 31 augustus van dit jaar, maar de resultaten zijn bemoedigend.

Nederland, België en Duitsland zijn verbonden door een totale lengte van 1 miljoen kilometer aan wegen. Daarboven wordt voorlopig nog vooral CO2 uitgestoten, maar op het wegdek kan een enorme hoeveelheid CO2 worden vermeden. Daarvan zijn ze bij het Rolling Solar consortium van overtuigd.

Door zonnecelmaterialen te integreren in het wegdek en de weginfrastructuur kan dit worden benut voor duurzame-energieopwekking. Het Rolling Solarproject loopt sinds 1 september 2018 en eindigt in principe op 31 augustus 2022. Sindsdien zijn er pilots gerealiseerd door kristallijn siliciumzonnecellen te integreren in fietspaden, wegen en verschillende geluidsschermen.

Uiteindelijk moet het grootschalig toepasbaar worden om infrastructuur te benutten voor duurzame elektriciteitsopwekking. Nederland beschikt over 5 vierkante kilometer aan geluidsschermen, 100 vierkante kilometer aan fietspaden en 1.000 vierkante kilometer aan rijbanen.

TNO schat in dat daarvan 200 tot 300 vierkante kilometer geschikt voor is PV, maar dat dat al 20 tot 30 terawattuur per jaar aan hernieuwbare elektriciteit kan opleveren, wat 20 tot 30 procent is van het huidige verbruik.

Hiervoor wil het consortium Rolling Solar ervoor zorgen dat roll-to-roll dunne film-PV op grote schaal kostenefficiënt toegepast kan worden. Een zonneweg – rijbaan met een dunne toplaag van geïntegreerde zonnecellen – zou dan direct vanuit een machine uitgerold moeten worden.

Remmende, sturende auto’s zwaar voor zonnecellen
Rolling Solar heeft drie testopstelling gebouwd met zonnecellen die in de weg geïntegreerd zijn. Een commercieel gerealiseerd fietspad bij Maartensdijk van 330 meter lang, een voetpad in het Duitse Aachen met een ter plekke geplaatste toplaag dunne film-PV en een zonneweg op de parkeerplaats van de Brightlands Chemelot Campus in Geleen.  

Van de laatste testopstelling heeft TNO zelfs al een 2.0-versie kunnen bouwen op basis van data uit de eerste opstelling. Hiervoor werd eerst getest met kristallijn siliciumzonnecellen, later is er ook een strook dunne film CIGS-cellen naast gelegd. Een jaar lang werd getest wat de invloed van de weer- en verkeerslast zou zijn.

Hieruit bleek dat de verkeersbelasting in principe geen probleem hoeft te zijn, totdat de auto remt en, of stuurt. Aan het eind van het stuk zonneweg remde de auto namelijk, om daarna links de parkeerplaats op te draaien. Op de stukken zonnecellen waar de auto draait was de efficiëntie na een jaar onder de 60 procent gezakt. Daar waar de auto begon met remmen was er na een jaar 80 tot 90 procent efficiëntie over.

Voor de tweede fase – die in mei dit jaar startte – zijn de dunne filmmodules van te voren geproduceerd en direct op de betonnen ondergrond verlijmd. Ook is de antisliplaag van te voren op de module gemaakt.

In de beginperiode slijt de glazen toplaag van de geïntegreerde zonnepanelen nog relatief snel waardoor de efficiëntie afneemt. Wanneer deze toplaag echter versleten is, stabiliseert de efficiëntieterugloop.

Andere piekmomenten in de opwek met geluidsschermen
Hoewel systemen in het wegdek en de weginfrastructuur vaak nog te hoge kosten en onvoldoende schaal met zich meebrengen, lukte het TNO met Solar Highways wel om zonnecellen kostenefficiënt in geluidsschermen te verwerken. Samen met Heijmans Infra en Rijkswaterstaat wordt langs de A50 bij Uden aan de voor- en achterzijde van het geluidsscherm groene stroom opwekt.

Lees ook: Wereldprimeur voor TNO met Solar Highways

De geluidsschermen zijn opgebouwd uit bifaciale zonnepanelen, zodat de schermen de hele dag zon op kunnen vangen en dus ook de hele dag elektriciteit kunnen leveren. Dit levert ook andere piek- en schaduwmomenten op, omdat de panelen verticaal worden geplaatst.

Bij Rosmalen heeft TNO eveneens samen met Heijmans Infra en Rijkswaterstaat een geluidsscherm met bifaciale zonnepanelen opgesteld. Ook staan er twee testopstellingen in Energyville Genk, een Belgische samenwerking naar duurzame energie en intelligente energiesystemen.