Auto’s op zonne-energie

Thema:
Zonne-energie en veiligheid

Elektrisch rijden is de toekomst voor de nieuwe generatie vervoerstechnologie. Door zelf zonne-energie op te wekken, worden elektrische voertuigen zoals auto's, bussen en vrachtwagens niet alleen duurzamer, maar krijgen ze ook een grotere actieradius en meer autonomie. De eerste auto's op zonne-energie moeten in 2022 op de weg komen. En dan rijdt TNO zeker mee!

Voordelen van auto's op zonne-energie

De verwachting is dat er in 2025 meer dan 50 miljoen elektrische voertuigen op duurzame elektriciteit rijden. Wij hebben softwaremodellen ontwikkeld die laten zien dat er vele nieuwe ontwikkelingen mogelijk zijn door zonnecellen en zonnemodules op voertuigen te installeren:

  • met een auto tot wel 20.000 km per jaar rijden op zonne-energie op zonnige locaties
  • 150 tot 200 euro aan directe besparingen op de elektriciteitskosten per jaar
  • de mogelijkheid om de auto in de zomer niet te hoeven opladen
  • vermindering van de CO2-uitstoot met 250 kilo per jaar
  • 23 tot 40% minder plug-ins bij laadstations
  • auto's als slim en geïntegreerd onderdeel van het elektriciteitsnet en het distributienetwerk

Technologie voor zonnemobiliteit

Met meerdere bedrijven wordt eraan gewerkt om de 3D- en gekromde zonnepanelen nog energie-efficiënter en lichter in gewicht te maken. Dankzij de TNO-technologie kunnen Lightyear, Sono Motors en andere bedrijven de zonnecellen eenvoudiger en effectiever in het productieproces integreren. Bij het ontwerp van het zonnedak houden de experts rekening met:

  • de technische mogelijkheden van de zonnecellen
  • de technische eisen van de autofabrikanten
  • de wettelijke veiligheidseisen
  • de wensen van de consument

Ontwerp voor de toekomst

Bij deze ontwikkelingen maken wij niet alleen gebruik van de nog altijd meest toegepaste siliciumtechnologie, maar kijken we ook naar nieuwe materialen en technologieën, zoals perovskiet en tandems. Hierdoor kan pv-technologie sneller worden ontwikkeld en optimaal worden toegepast voor zonnemobiliteit.

Lightyear One, een van de eerste commerciele auto's op zonnepanelen
De Lightyear One

Zonnepanelen op vrachtwagens en bussen

Je ziet nu al vrachtwagens en bussen met zonnedaken rijden. Door het grote dakoppervlak zijn bussen en vrachtwagens zeer geschikt: op het dak van een grote vrachtwagen passen evenveel zonnepanelen als op een gemiddeld huis. Wij onderzoeken nu welke materialen, constructie en bevestigingsmethoden het meest geschikt zijn, en hoe we de zonnedaken op een zo efficiënt mogelijke manier kunnen produceren. De transportsector en de fabrikanten hebben hoge verwachtingen van deze technologie, die moet zorgen voor kostenbesparingen en een lagere uitstoot van CO2 en gevaarlijke stoffen zoals dieseldeeltjes. Dit zou ook betekenen dat vrachtwagens dan voldoen aan de eisen voor milieuzones in stadscentra.

Vrachtwagen met zonnepanelen op het dak.

Elektrische auto's in het energiesysteem

Elektrische auto's gaan in de toekomst waarschijnlijk een belangrijke rol spelen in de totale energieopslag binnen het energiesysteem. Dit komt omdat je het hebt over een aanzienlijke hoeveelheid energie als je de batterijen van alle elektrische auto's optelt. Deze energie kan worden gebruikt om vraag en aanbod beter op elkaar af te stemmen. Wij onderzoeken hoe de laadstructuur hiervoor kan worden geoptimaliseerd. Daarbij letten we op 3 functies:

  • Het opladen van de auto. Dit blijft nodig, want zonne-energie alleen zal nooit voldoende zijn.
  • De verkoop van goedkoop ingekochte stroom van particuliere autobezitters aan andere partijen bij schaarste.
  • Logistiek en planning voor elektrische wagenparken die rekening houden met de dagopbrengst van de elektriciteitsmarkt.

We werken aan de architectuur van de energienetwerken van de toekomst. Zo is het belangrijk dat er een optimaal evenwicht wordt gevonden tussen voldoende capaciteit, flexibiliteit en kosten. In Eindhoven hebben we samen met onder andere netbeheerder Enexis en ElaadNL laten zien hoe een energiesysteem met elektrische auto's in de praktijk kan werken. En ook laadstations kunnen met zonnepanelen worden uitgerust (zie foto), waarbij de zonne-energie rechtstreeks door het laadstation kan worden gebruikt.

Snellaadstation met zonnepanelen langs de A1 voor elektrische auto's van Fastned

Auto op zonne-energie

Een van de eerste commerciële zonne-auto's is de Lightyear One. Deze zelfopladende auto, die in 2022 op de markt komt, is gemaakt met onze technologieën.

De Lightyear One

De Lightyear One heeft dubbel gekromde zonnepanelen met een oppervlakte van 5 vierkante meter. De panelen 'tanken' zonlicht wanneer de auto stilstaat en wanneer hij rijdt. Dit geeft een extra actieradius tot 30 kilometer per dag.

De technologie van de Lightyear One is gebaseerd op siliciumtechnologie, die kosteneffectief is en steeds goedkoper wordt. Dit soort zonnecellen wordt gebruikt voor grootschalig geproduceerde, conventionele zonnepanelen die zijn geoptimaliseerd voor rendement, levensduur en veiligheid.

Een van de uitdagingen was de zonnepanelen zodanig te buigen dat ze konden worden geïntegreerd in de carrosserie. Om de aerodynamische vormen te volgen, worden de panelen over 2 verschillende assen gebogen, wat uniek is voor de markt.

Bovendien zorgt de folietechnologie met achterzijdecontact voor een optimaal rendement van de zonnepanelen onder dynamische belichtingsomstandigheden.

Gebogen zonnepanelen voor auto's

We werken aan zonnecellen die kunnen worden verwerkt in gebogen auto-onderdelen, zoals het dak, de motorkap en de achterklep. De vorm van de Lightyear One is een belangrijke factor in het aerodynamische ontwerp. De auto heeft een actieradius van meer dan 725 km. Lightyear heeft onze technologie ook toegepast in een zonnedakdemonstratie voor de Tesla Model 3, en er is een prototype gemaakt voor de VW Crafter LCV-bestelwagen.

Auto’s op zonne-energie in Tegenlicht

In het tv-programma Tegenlicht vertelde TNO’er Bonna Newman over de toekomst van zonne-auto’s.

Laat je verder inspireren

7 resultaten, getoond 1 t/m 5

Zonpositief webinars

Informatietype:
Webinar
2 augustus 2022
4 afleveringen

Bekijk 4 webinars over zonne-energie: zonne-energie op weg naar impact, innovaties in zonne-energie-technologie en betaalbare zonne-energie van elk oppervlak.

Zonnepanelen op ramen, gevels en daken

Informatietype:
Artikel
Bekijk de nieuwste ontwikkelingen voor het plaatsen van zonnepanelen op gevels en daken. En ontdek de mogelijkheden voor zonnepanelen in ramen.

Zonnepanelen op en langs de weg

Informatietype:
Artikel
Zonnepanelen plaatsen op geluidsschermen en in het wegdek geeft extra ruimte om zonne-energie op te wekken. Bijvoorbeeld bij fietspad Solaroad.

Integratie zonne-energie en veiligheid

Informatietype:
Artikel
We integreren zonne-energie in onze omgeving, zoals gebouwen, infrastructuur en auto's. Dit zorgt voor nieuwe uitdagingen rond veiligheid.

Proeven met nieuwe generatie zonnewegdek

Informatietype:
Insight
18 november 2021
TNO werkt in het concept SolaRoad aan technieken en constructies waarbij zonnecellen zijn verwerkt in de weg. Lees o.a. over het langste zonnefietspad.