Zonnepanelen op ramen, gevels en daken

De variatie aan maten, vormen, kleuren en transparantie van zonnepanelen waar we aan werken kan de opbrengst per paneel verminderen. Maar daar tegenover staat dat ineens veel meer oppervlakken in de gebouwde omgeving zonne-energie kunnen opwekken. Zo kan de totale hoeveelheid opgewekte energie sterk toenemen.

De volgende stap in het op grote schaal toepassen van PV in gebouwen is de opschaling en automatisering van de productie van deze (maatwerk) PV panelen voor gevels. In het project Circulaire Multicolour gevel PV-fabriek draagt TNO bij aan de ontwikkeling van circulaire moduletechnologie van de PV panelen en kwaliteitscontrole in de fabriek die rekening moet houden met het design en de kleuren in de PV gevelpanelen. Meer informatie is te vinden op de website van het project.

We doen die innovaties samen met verschillende bedrijven. Bijvoorbeeld in de ontwikkeling van een aanpak die ervoor zorgt dat zonnecellen flexibel en betaalbaar in oppervlakken en objecten kunnen worden verwerkt. Op daken en gevels tot auto’s. We hebben daarvoor een onderzoeks-pilotlijn gebouwd. Die staat model voor een nieuwe generatie fabrieken die flexibele halffabricaten met zonnestroom gaan produceren.

Ook zijn variatie in vorm, maat en kleur belangrijk voor bredere acceptatie van zonnepanelen. Zodat het de creatieve vrijheid van de architect niet belemmert. Deze innovatieve oplossingen zorgen bovendien voor nieuwe marktcombinaties en bedrijvigheid. Denk aan kansen voor bouwbedrijven, leveranciers, machinebouwers en installateurs.

Voor zonneramen gebruiken we dunnefilm-zonnecellen of gestreepte kristallijn silicium zonnecellen. Het doel is glas dat minstens 20 procent zonlicht binnenlaat terwijl minimaal 10 procent wordt omgezet in zonnestroom. De ramen kunnen zo bijvoorbeeld bijdragen aan het energieneutraal maken van gebouwen.

We hebben een innovatief werkend prototype semitransparante module op basis van het materiaal perovskiet ontwikkeld dat zonne-energie opwekt. Het prototype is 10 bij 10 centimeter, met een efficiëntie van 5 procent. Als we 50 procent van het materiaal weghalen, blijft 40 procent van de opbrengst behouden.

We werken samen met marktpartijen aan innovaties in fotovoltaïsch-thermische systemen (pvt-systemen). Deze systemen wekken zowel warmte als elektriciteit op. Onder andere om deze beter en betaalbaarder te maken. Pvt-systemen op daken in combinatie met een warmtepomp kunnen bijdragen aan een energieneutrale gebouwde omgeving.

Zonnewarmte kan voorzien in een kwart van de totale warmtevraag van de gebouwde omgeving, utiliteit, landbouw en industrie. We deden onderzoek naar het gebruik van zonne-energie als warmtebron. De knelpunten en concrete aanbevelingen om zonnewarmte optimaal te benutten lees je in een verkennende studie.

Uit eerder onderzoek blijkt dat pvt-modules qua kleur en formaat optisch mooi kunnen aansluiten bij het gebouw. Dit hebben we gedemonstreerd bij esthetische gevels met zonnemodules en met zonnecollectoren met een warmte-absorberende verf.

Op onze onderzoekslocatie SolarBEAT voeren we testen uit aan verschillende pvt- en zonnewarmtecollectoren.