Beter ontwerp zonneparken nodig voor behoud van de natuur

Thema:
Zonneparken en tuinbouw

Zonneparken in het buitengebied helpen om de energietransitie te versnellen. Het is ook een relatief goedkope manier om zonnestroom op te wekken. Dat moet alleen wel zonder het landschap, de water- en bodemkwaliteit en biodiversiteit te beschadigen. En tegen zo laag mogelijke kosten. Wij onderzoeken de mogelijkheden.

Rapport over behoud van bodemkwaliteit

Onze simulaties laten zien dat beter ontworpen zonneparken voorkomen dat de bodem uitdroogt. In het rapport 'Towards nature inclusive east-west orientated solar parks' lees je onze bevindingen.

Meer informatie over Rapport over behoud van bodemkwaliteit tonen verbergen

Een van de vragen binnen dit rapport was of de vele oost-west georiënteerde zonneparken die staan gepland anders zijn te ontwerpen. Zodat de bodemkwaliteit behouden blijft terwijl ze dezelfde opbrengst leveren als op het zuiden gerichte parken. Belangrijk daarbij is de hoeveelheid zonlicht die de grond bereikt tussen en onder de zonnepanelen. In veel oost-westzonneparken staan de panelen dicht op elkaar en bedekken ze bijna het hele perceel. Hierdoor verslechtert de bodemkwaliteit in de loop van de tijd. Als een park dan volgens de huidige norm na 25 jaar wordt opgeruimd, is de kans groot dat de bodem moeilijk is in te zetten voor landbouw of natuurontwikkeling. Het kost dan veel moeite en tijd om de bodemkwaliteit van voor de installatie van het zonnepark te herstellen.

Licht beter spreiden

Uit onze studie blijkt dat door een betere spreiding van het licht veel winst is te behalen. Vooral in de delen van het zonnepark met veel schaduw onder de panelen zijn verbeteringen mogelijk. Onze softwaretool BIGEYE berekent zowel de opbrengst van zonnepanelen als ook de lichtinval en -intensiteit onder en naast de panelen in een zonnepark. We onderzochten 2 op het zuiden gerichte opstellingen uit een eerder verschenen studie van Wageningen University & Research (WUR) en vergeleken deze met gangbare oost-westsystemen. Daarbij keken we in de berekeningen naar variaties in de bedekkingsgraad, de hoek die de zonnepanelen maken en de ruimte tussen de panelen. De gewenste aanpassingen in het ontwerp zijn volgens de onderzoekers mogelijk zonder dat dit ten koste gaat van de businesscase.

Tweezijdige panelen

Oost-west gerichte zonneparken zijn in Nederland aantrekkelijk, vanwege de businesscase en de aansluiting op het net. Daarom berekenden we 2 extra varianten: een met standaard zonnepanelen en een met panelen die aan 2 zijden zonnestroom oogsten (bifacial). Dit nieuwe type panelen is deels lichtdoorlatend (semi-transparant) en levert een hogere opbrengst omdat het paneel het gereflecteerde licht van de bodem omzet in stroom via de achterzijde van het paneel. Een ontwerp met een bedekkingsgraad van 77 procent met semi-transparante, tweezijdige panelen scoort qua effect op bodemkwaliteit beter dan op het zuiden gerichte, standaard panelen met een bedekkingsgraad van 53 procent. Dat leidt ertoe dat bijna 100 procent van de bodem voldoende zon krijgt bij een hogere bedekkingsgraad.

Economisch verantwoord

Voor grondeigenaren, overheden en projectontwikkelaars biedt de studie veel kansen om het ontwerp van zonneparken anders aan te pakken. We hebben niet alleen berekend hoe verschillende opstellingen uitpakken voor grondinstraling. Maar ook vastgesteld dat de gewenste aanpassingen in het ontwerp ook in economisch opzicht haalbaar zijn. Zeker vergeleken met de huidige veilig bevonden zonneparken. Bovendien heeft de eigenaar van de grond aan het einde van de levensduur van het zonnepark waardevolle, nog steeds vruchtbare grond. We bevelen aan om criteria op te stellen voor de grondinstraling onder en tussen zonnepanelen.

SolarEcoPlus: onderzoek naar ecologische effecten

In een samenwerkingsverband met LC Energy, Wageningen University & Research (WUR), Eelerwoude en SolarCentury doen we onderzoek naar het effect van zonneparken op de bodemkwaliteit en biodiversiteit. In het project SolarEcoPlus selecteren we 6 Nederlandse zonneparken voor een onderzoekspilot. Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) subsidieert het project met 3,6 miljoen euro. Dit initiatief is ontstaan binnen het Nationaal Consortium Zon in Landschap.

Het hoofddoel van het onderzoeksproject SolarEcoPlus is om ecologische en economische opbrengsten van zonneparken opgebouwd met innovatieve tweezijdig werkende panelen te bepalen. Dit doen we voor de meest voorkomende grondsoorten in Nederland: zand, veen en klei.

Primeur voor Nederland

Tijdens het onderzoek plaatsen we in elk testpark minimaal 700 kWp aan tweezijdige (bifacial) zonnepanelen op 4 verschillende manieren; zuid, oost-west, verticaal, en zonvolgend (draaiend om een as). Zo bepalen we wat de relatie is tussen effecten op de bodemkwaliteit, biodiversiteit en de stroomopbrengst. Hierdoor is het mogelijk om met kwantitatieve gegevens eco-positieve zonneparken te ontwerpen. Voor Nederland is het testen van zonnepanelen in verticale opstelling en met een zonvolgend systeem in deze toepassing een primeur. WUR heeft een meetprotocol opgesteld om de ecologische impact te monitoren en te vergelijken met een nulmeting. Daarbij meten ze zowel biodiversiteit boven de grond (flora, vogels, insecten) als ondergronds. Ook de bodemvruchtbaarheid en koolstofopslag in de bodem zijn onderwerp van studie.

Financierbaarheid

Het project wil ook een significante bijdrage leveren aan de financierbaarheid van tweezijdige systemen. Tot nu toe blijkt dat nog een hindernis te zijn voor de marktintroductie van deze veelbelovende technologie. Een belangrijke uitdaging is om voldoende zekerheid te krijgen over de extra opbrengsten van de achterzijde van deze panelen. Daarom meten we de opbrengsten van de verschillende opstellingen in vergelijking tot een normaal zonnepark.

Overzicht project SolarEcoPlus:
Overzicht project SolarEcoPlus: onderzoek biodiversiteit zonneparken

Veel besparingen mogelijk op onderhoud zonneparken

Zonneparken op land moeten minstens 25 jaar meegaan en hebben al die tijd regelmatig onderhoud nodig. Gebruik en onderhoud maken ruwweg een kwart van de kosten van zonnestroom uit. Door degradatie en uitval tijdens de hele levensduur nauwkeurig te voorspellen, kunnen deze kosten tot 10 procent omlaag. Wij werken aan een methode om dit te realiseren.

We zien mogelijkheden om de beheerkosten voor zonneparken te verlagen. Dit kan met een systeem waarin gestandaardiseerd en automatisch keuzes voor besluitvorming rond onderhoud met bijbehorende kosten en opbrengsten zijn ondergebracht. We testen dit in de zonneparken binnen het project SolarEcoPlus. De data uit dit project gebruiken we om modellen en digitale applicaties te ontwikkelen. Metingen in het park geven inzicht in verouderingsmechanismen, waarmee we optimale onderhoudsschema’s maken. Dat bespaart de eigenaar geld en kan fabrikanten helpen hun producten te verbeteren.

Laat je verder inspireren

13 resultaten, getoond 6 t/m 10

Onderzoek nieuwe flexibele zonne-energiesystemen voor toepassing op zee gestart

Informatietype:
Nieuws
29 november 2021
TNO start met een onderzoek naar nieuwe flexibele zonne-energiesystemen op water. Voor de pilot zijn zonnepanelen geïnstalleerd in het Oostvoornse Meer.

Duurzame luchthaven neemt een vlucht met zonnepark

Informatietype:
Nieuws
5 juli 2021
Demissionair minister Cora van Nieuwenhuizen plaatste vandaag in het bijzijn van onder andere Wim Sinke, hoofdonderzoeker zonne-energie van TNO, het eerste zonnepaneel van het zonnepark op de luchthaven Rotterdam The Hague Airport (RTHA). Dit zonnepark is een mooi voorbeeld van op een slimme manier omgaan met beperkte ruimte. Het zonnepark is een van de grootste in de regio en is onderdeel van een slim energiesysteem. Dit is een belangrijke mijlpaal op weg naar een innovatief Aviation District.

Podcast - Betaalbare zonne-energie op elk oppervlak

Informatietype:
Insight
8 maart 2021
In aflevering 2 gaan Stefan Smit van Flexipol, specialist in composietmaterialen, en Peter Toonssen van TNO in gesprek over keuzes.

TNO: 'Vergroot draagvlak voor zonne-energie met innovaties'

Informatietype:
Nieuws
3 maart 2021
TNO heeft de ontwikkelingen waaraan zij werkt in kaart gebracht in de vandaag gepubliceerde whitepaper ’Zonpositief: zonne-energie op weg naar impact.’

Onderzoek eco-certificering zonneparken

Informatietype:
Nieuws
24 februari 2021
TNO gaat samen met de WUR, Eelerwoude, Holland Solar en NL Greenlabel de certificering ontwikkelen voor zonneparken met een ecologische meerwaarde.