PV-windows: ramen die zonne-energie opwekken

Ramen leken lang niet het meest voor de hand liggende oppervlak in gebouwen om elektriciteit op te wekken. De reden ligt voor de hand: ze zijn bedoeld om zonlicht binnen te laten. Energie opwekken in het raam zou ten koste gaan van de transparantie van de ruit. Het gaat er dus om de juiste balans te vinden: een licht getinte ruit, die toch een substantiële hoeveelheid zonne-energie opwekt; een soort zonnepaneel op het raam dus.

Stip op de horizon

Een pv-window moet er natuurlijk mooi homogeen uitzien. Daarom kiezen we voor dunnefilm pv voor deze toepassing, met lagen van ongeveer een micrometer die deels met behulp van een laser weer verwijderd kunnen worden. Met name het relatief nieuwe dunnefilm pv-materiaal perovskiet lijkt geschikt voor pv-windows, vanwege de relatief eenvoudige fabricage. Het doel is daarbij glas te ontwikkelen dat tenminste twintig procent van het zonlicht binnenlaat terwijl minimaal 10 procent wordt omgezet in zonnestroom (10% efficiëntie). Daarmee kunnen pv-windows een substantiële bijdrage leveren aan het energieneutraal maken van gebouwen.

Energieneutrale gebouwen

We zijn erin geslaagd een prototype te ontwikkelen met een oppervlakte van tien bij tien centimeter met een efficiëntie van vijf procent. In het lab hebben we aangetoond dat als we vijftig procent van het materiaal weghalen, veertig procent van de elektrische opbrengst behouden blijft. Tussen nu en twee jaar willen we de vijf procent efficiëntie die we nu hebben behaald, verbeteren tot tien procent, zonder afbreuk te doen aan de esthetiek en de doorlatendheid.

Glazen gevels benutten

Grote gebouwen worden steeds vaker uitgerust met glazen gevels. Alleen al deze geschikt te maken voor het oogsten van zonne-energie kan een belangrijke stap zijn. TNO schat de hoeveelheid glasoppervlak in de gebouwde omgeving dat met deze technologie is uit te rusten op zo’n 110 vierkante kilometer in Nederland, in potentie goed voor 11 gigawattpiek (GWp) aan opwekvermogen.

Samen met industriële partijen zoals bouwbedrijven en fabrikanten van glas, willen we het product verder ontwikkelen en marktrijp maken. Voor het Nederlandse bedrijfsleven ligt hier een enorme kans om de nationale en zelfs internationale markt te veroveren met een revolutionair product.

Producten op de markt

In dit relatief nieuwe vakgebied zijn er hoge verwachting over innovatieve producten die over een paar jaar op de markt zullen verschijnen. Deze ramen zullen waarschijnlijk zonnecellen bevatten die niet met het blote oog te zien zijn. Helaas zijn die producten nu nog niet op de markt.

Wat er wél al op de markt is, zijn ramen waarbij de zonnecellen als dunne strepen in het raam verwerkt zijn. De zonnecellen zijn van dichtbij zichtbaar, maar van een afstand minder goed zichtbaar. Veel mensen ervaren deze strepen niet als hinderlijk, en overwegen dus deze zogenaamde semi-transparante zonneramen.

Voor zover wij weten, zijn er op dit moment 3 fabrikanten die een dergelijk product aanbieden; in alfabetische volgorde:

• AGC
• Onyx
• Pilkington