TNO denkt dat het mogelijk is om in 2030 een geïnstalleerde capaciteit van 50 gigawattpiek (GWp) te bereiken, maar daarvoor moeten zonnepanelen wel grootschalig worden geïntegreerd in gebouwen en infrastructuur.

In een recent webinar over ‘zonnepanelen op ieder oppervlak’ stelde de onderzoeksorganisatie dat dit mogelijk is zonder dat dit ten koste gaat van prijs, esthetiek of snelheid. “Uiteindelijk moet 200 GWp in 2050 mogelijk zijn als de technologie zich doorontwikkeld tot hoogefficiënt en circulair,” stelt programmacoördinator Lenneke Slooff-Hoek.

Hiervoor zijn vijf typen oppervlakte geschikt, waarvan de ontwikkeling op land, water en voertuigen het meest zichtbaar is. De ontwikkeling op gebouwen en infrastructuur kent nog duidelijke uitdagingen, maar toch worden er duidelijke stappen gezet. “Niet het laagste kostenplaatje moet leidend zijn, maar de hoogste waarde”, aldus Slooff-Hoek. De hoogste waarde bestaat volgens TNO uit drie onderdelen; functionaliteit, veiligheid en aantrekkelijkheid. “Dat vraagt een andere kijk op zonnepanelen.”

Gebouwen
Wouter van Strien, directeur bij Solar Visuals, beaamt het belang van de hoogste waarde als streven: “Een badkamer bouw je toch ook niet zo goedkoop mogelijk? Die moet er gewoon goed uitzien.” Zijn bedrijf maakt zonnepanelen in alle denkbare kleuren en patronen om er zoveel mogelijk voor te zorgen dat een zonne-installatie onderdeel van het gebouw wordt, bijvoorbeeld met glas-glaspanelen. “Het is een prachtige kans om je gebouw duurzamer te maken en een bijdrage te leveren aan de energietransitie, zonder dat je gebouw er esthetisch minder van wordt. Sterker nog, onze gekleurde panelen kunnen een gebouw juist verfraaien.”

Maar hoe staan de technische mogelijkheden om gebouwen aantrekkelijker te maken met zonnepanelen er op dit moment voor? De op-daksystemen en in-daksystemen op woningen beginnen steeds gebruikelijker te worden, maar kunnen nog verbeteren in kleur, uitstraling en maximale opbrengst. Ook het installatiegemak kan omhoog door meer met prefab te werken en de panelen meer in gebouwcompartimenten te integreren, aldus TNO. “Grote diversiteit in maatvoering, zonder dat dit ten koste gaat van de prijs is nog een grote uitdaging”, merkt Slooff-Hoek op.

“Het is een prachtige kans om je gebouw duurzamer te maken en een bijdrage te leveren aan de energietransitie.”

Grootschalige daken van gebouwen zijn vaak nog lastig omdat het draagvermogen niet berekend is op het gewicht van grote hoeveelheden zonnepanelen. Kansen liggen dus op het gebied van lichtgewicht oplossingen, maar ook moet de kennis rondom de veiligheidsaspecten nog verbeteren. Opkomende trends voor gebouwen zijn daarom het werken met gevelpanelen en raampanelen. Slooff-Hoek: “Kostenverlaging is voor een gevelpaneel de belangrijkste uitdaging. Voor raampanelen zijn dat de transparantie, energieopbrengst en installatiegemak. Je wilt licht doorlaten, zoveel mogelijk energie opvangen en waar komt de elektronica? Daar zijn nog geen eenduidige oplossingen voor.”

Van Strien merkt op dat raampanelen weliswaar een lagere opbrengst hebben dan normale zonnepanelen, maar dat dit eigenlijk een oneerlijke vergelijking is. “Het verlies is echt niet zo groot als velen denken. Ten opzichte van ons standaard zwarte paneel kunnen wij al gekleurde panelen leveren met slechts 8 procent verlies van de opbrengst. Je moet daarbij ook meenemen dat de esthetische waarde van je gebouw stijgt. Plus, bakstenen leveren helemaal geen energie en een gevelpaneel heeft juist al tot 50 procent meer opbrengst in de ochtenden en avonden. Wij kunnen nu al zonnegevels leveren die qua kosten versus opbrengsten concurrerend zijn met niet-actieve gevels.”

De uitdaging is daarom het verlies van opbrengst met gekleurde panelen verder te minimaliseren, de vormvrijheid te verhogen om meer op maat te kunnen werken en de milieu-impact van materialen te verminderen door de panelen prefab te integreren in de gebouwschil. De volgende ontwikkeling wordt dan om de panelen nog verder in het gebouw te integreren, door bijvoorbeeld met glasloze panelen te werken. Die bieden meer vormvrijheid en lagere kosten.

Infrastructuur
Wat betreft de integratie van zonnepanelen in de infrastructuur zit Nederland volgens TNO nog meer in de testfase. Panelen langs het spoor, geleiderails en overkappingen (denk bijvoorbeeld aan de laadstations van Fastned) met panelen zijn er al op kleine schaal, maar integratie in de weg en geluidsschermen bestaan echt alleen nog in concept-systemen. Panelen in de weg beïnvloeden de remweg van verkeer nog te veel en de levensduur heeft met name te lijden onder zwaar verkeer, wat ook ten koste gaat van de betrouwbaarheid.

Het grootste probleem voor zonnepanelen op geluidsschermen is het kostenplaatje. “De schermen staan natuurlijk lang niet altijd in de optimale hoek naar de zon en hebben een gebogen oppervlakte”, legt Slooff-Hoek uit. “Dat vraagt om verregaand maatwerk. De technische oplossingen liggen er, maar de marktomvang is nog beperkt en dat zorgt voorlopig nog voor relatief hoge kosten. Ten slotte onderzoeken we het plaatsen van zonnepanelen op dijken. Maar net als met panelen in de weg is de veiligheid leidend, de panelen mogen niet ten koste gaan van de dijkstabiliteit.”

TNO
Dit webinar van TNO is het tweede deel in een serie van drie over de impact van zonne-energie. Het eerste deel gaat over de uitdagingen en mogelijke oplossingen van de stijgende impact van zonne-energie, zie Solar365 voor het verslag. Op 29 april zal het derde deel plaatsvinden, genaamd Innovations in solar energy technologies.