Nieuwe ontwikkelingen in zonne-energie vragen om meer energiemanagement
De ontwikkeling van nieuwe generatie zonne-energie
Wie aan zonne-energie denkt, ziet waarschijnlijk hetzelfde voor zich: zwarte panelen op een schuin dak. Dat beeld kan de komende jaren veranderen.
Nederland investeert €49 miljoen in de ontwikkeling van een nieuwe generatie zonne-energie. TNO, Perovion Technologies en LiftPV werken aan lichte, dunne en buigzame zonnefolie op basis van perovskiet. Het doel is om de technologie verder te ontwikkelen en richting commerciële productie op te schalen. Lees hier het hele artikel over de samenwerking.
Het interessante aan deze ontwikkeling is niet alleen dat zonnecellen lichter en flexibeler worden. Zonne-energie kan hierdoor op veel meer plekken worden toegepast.
En als zonne-opwek makkelijker toepasbaar en mogelijk goedkoper wordt, kan het aandeel lokaal opgewekte elektriciteit verder groeien.
Dat heeft ook gevolgen voor de manier waarop woningen met energie omgaan.
Van zonnepaneel naar zonnefolie
De meeste zonnepanelen die we nu kennen zijn opgebouwd uit silicium zonnecellen, glas en een stevig frame. Die techniek is betrouwbaar en wordt op grote schaal geproduceerd. Een traditioneel zonnepaneel is alleen relatief zwaar, stijf en vlak.
Dat beperkt de toepassingen.
Niet ieder dak heeft voldoende draagvermogen. Op gevels kunnen panelen vanuit esthetisch oogpunt ongewenst zijn. Gebogen oppervlakken zijn lastig te bedekken met traditionele panelen.
Perovskiet maakt een andere manier van produceren mogelijk. De zonnecellen kunnen als zeer dunne lagen op een flexibele folie worden aangebracht. TNO werkt daarbij aan roll-to-roll-productie, waarbij folie als een rol door een productielijn wordt gevoerd en de verschillende lagen van de zonnecel tijdens het proces worden aangebracht.
Dat maakt een veel lichtere en flexibele vorm van zonne-energie mogelijk.
TNO noemt toepassingen op onder meer lichte daken, gevels, voertuigen en historische gebouwen.
Een dakpan die elektriciteit opwekt
Hoe concreet die ontwikkeling inmiddels is, liet TNO dit jaar zien.
Onderzoekers brachten een flexibele perovskiet-zonnemodule aan op een gebogen dakpan. De afzonderlijke modules haalden een rendement tot 13,8 procent. Na montage op de gebogen dakpan bleef 12,4 procent over.
Dat rendement ligt nog onder dat van moderne silicium zonnepanelen. Toch is rendement niet het enige waar deze technologie om draait.
Het bijzondere is dat de zonnecel zich aanpast aan het oppervlak. Het oppervlak hoeft niet langer speciaal te worden aangepast aan een standaard zonnepaneel.
Een dakpan kan daardoor een dakpan én energiebron worden. Een gevel kan een gevel én energiebron worden.
De vraag verandert dan van:
Hoeveel zonnepanelen passen er op dit dak?
naar:
Welke onderdelen van een gebouw kunnen energie opwekken?
Zonne-energie kan mogelijk goedkoper worden
Perovskiet biedt mogelijk ook voordelen in de productiekosten.
Voor een perovskiet-zonnecel is maar een zeer dunne laag van het materiaal nodig. TNO noemt bovendien het lage energiegebruik van het productieproces en de mogelijkheid om de productiekosten laag te houden. Roll-to-roll-productie moet productie sneller, goedkoper en op grotere schaal mogelijk maken.
Dat betekent niet dat perovskiet zonnepanelen straks automatisch goedkoper zijn voor de consument. De technologie moet zich nog bewijzen op commerciële schaal en er zijn nog uitdagingen rond onder meer levensduur, betrouwbaarheid en opschaling.
De mogelijkheid is er wel: zonne-energie kan niet alleen op meer plekken toepasbaar worden, maar op termijn ook goedkoper te produceren zijn.
Dat kan de toepassing van zonne-energie verder versnellen.
Ook in de markt van thuisbatterijen staat de ontwikkeling niet stil. Eerder hebben we geschreven over de toepassing van natrium in thuisbatterijen en over de ontwikelling van solid-state batterijen.
Meer zonne-opwek vraagt om slimmer energiegebruik
Als zonne-energie goedkoper en makkelijker toepasbaar wordt, kan de hoeveelheid lokale zonne-opwek verder toenemen. Dat betekent ook dat er meer elektriciteit wordt geproduceerd op momenten waarop een woning die niet direct nodig heeft.
Zonnepanelen produceren vooral overdag, terwijl het elektriciteitsverbruik van een woning vaak hoger ligt in de ochtend en avond. Hoe meer zonne-opwek er beschikbaar komt, hoe belangrijker het wordt om productie en verbruik goed op elkaar af te stemmen.
Een thuisbatterij kan opgewekte elektriciteit opslaan voor later gebruik. Een elektrische auto en warmtepomp kunnen op geschikte momenten worden aangestuurd. Een energiemanagementsysteem kan deze verschillende energiestromen op elkaar afstemmen.
De ontwikkeling van zonne-energie maakt goed energiemanagement daarmee steeds relevanter.
Benieuwd wat slim energiemanagement nu voor jouw woning kan betekenen en opleveren? Laat je situatie in kaart brengen en bespreek met een adviseur de mogelijkheden en eventuele keuzes.
We zijn er nog niet
Het is te vroeg om te zeggen dat perovskiet-zonnefolie binnenkort op grote schaal op Nederlandse woningen wordt toegepast.
De technologie moet nog verder worden ontwikkeld en opgeschaald. TNO werkt onder meer aan levensduur, betrouwbaarheid, stabiliteit en commerciële productie. De ontwikkeling van flexibele perovskietmodules richting industriële schaal is nog volop bezig.
De investering van €49 miljoen betekent dan ook niet dat deze zonnefolie binnenkort overal verkrijgbaar is. Het is een investering in de ontwikkeling en opschaling van een technologie die mogelijk een nieuwe markt voor zonne-energie opent.
Waarom dit voor Nederland interessant is
Er speelt nog een tweede verhaal.
Europa is voor traditionele zonnepanelen sterk afhankelijk van productie buiten Europa. Met nieuwe zonneceltechnologie probeert Nederland een positie op te bouwen in een volgende generatie zonne-energie.
Perovion is voortgekomen uit onderzoek van TNO en richt zich op de industrialisatie van flexibele perovskietzonnecellen. De geplande roll-to-roll-productie moet grootschalige productie mogelijk maken en bijdragen aan een Europese productieketen.
Het gaat dus niet alleen om een nieuw type zonnepaneel.
Het gaat ook om de vraag of Nederland en Europa een rol kunnen spelen in de technologie en productie van de volgende generatie zonne-energie.
Misschien ziet een woning er over tien jaar anders uit
Niemand weet hoe snel perovskiet zich zal ontwikkelen. Traditionele zonnepanelen kunnen nog lange tijd de standaard blijven. Flexibele zonnecellen kunnen eerst vooral interessant worden voor gevels, voertuigen, lichte daken en andere toepassingen.
De ontwikkeling laat wel zien welke kant zonne-energie op kan gaan: niet alleen meer panelen op geschikte daken, maar zonnecellen die steeds vaker onderdeel worden van gebouwen en andere oppervlakken.
Als de hoeveelheid lokale zonne-opwek daardoor verder groeit, wordt het steeds belangrijker om opgewekte energie goed te benutten. Opslag en slimme energiesturing krijgen dan een grotere rol.
De toekomst van zonne-energie gaat daarom niet alleen over hoeveel energie we kunnen opwekken, maar ook over wat we met die energie doen.
De zwarte zonnepanelen die we nu op Nederlandse daken zien, zijn misschien niet het eindpunt.
Misschien waren ze pas het begin
