Nieuwe bifaciale zonnetechnologie levert meer elektriciteit per vierkante meter

De tandemzonnemodule bestaat uit monolithische perovskiet/silicium zonnecellen die op elkaar zijn gestapeld. Deze opbouw zorgt voor een hoger rendement dan bij de huidige silicium-gebaseerde zonnepanelen, wat resulteert in meer vermogen per vierkante meter en een lagere kostprijs per kWh.

Beperkte ruimte beter benutten voor zonne-energie

De energietransitie vraagt om een snelle toename van de productie van hernieuwbare elektriciteit, terwijl de beschikbare ruimte voor zonne-installaties steeds schaarser wordt. Deze uitdaging speelt vooral in verstedelijkte gebieden en op grote bedrijfs- en industriedaken, waar het beschikbare oppervlak vaststaat.

Het verhogen van de elektriciteitsopbrengst per vierkante meter is daarom een belangrijke prioriteit. Bifaciale zonnepanelen, die licht opvangen aan zowel de voor- als de achterzijde, dragen al bij aan een hogere totale opbrengst. Tandemcellen gaan een stap verder door het zonnespectrum beter te benutten, waardoor rendementen mogelijk worden die met enkelvoudige zonnecellen niet haalbaar zijn. De huidige tandemarchitecturen combineren perovskiettechnologie met bestaande commerciële silicium-technologie.

Doordat deze technologie binnen hetzelfde oppervlak aanzienlijk meer elektriciteit oplevert, draagt zij bij aan een beter gebruik van bestaande infrastructuur en een lagere kostprijs per eenheid energie. Dit is met name relevant in regio's waar ruimte schaars is en de druk op het elektriciteitsnet toeneemt, omdat het een efficiëntere inzet van zonne-energie mogelijk maakt zonder extra land of grootschalige systeemuitbreiding.

Van veelbelovend onderzoek naar industriële toepassing: het beste van twee werelden

Binnen het Fit4Market-project richtten TNO en haar partners zich specifiek op het combineren van het beste van beide werelden: bifaciale lichtopvang en tandemcelarchitectuur, en dat op een schaal die relevant is voor de industrie.

Dit is een primeur: bifaciale tandemtechnologie die is aangetoond met innovaties op zowel cel- als moduleniveau, met processen die compatibel zijn met bestaande productielijnen voor zonnepanelen. In plaats van te focussen op het maximaliseren van laboratoriumrendement, lag de nadruk op schaalbaarheid, integratie met bestaande technologie en validatie onder praktijkomstandigheden.

Hogere totale elektriciteitsopbrengst bevestigd

Testen tonen aan dat de bifaciale tandemaanpak 15 tot 30% meer vermogen levert dan conventionele bifaciale siliciummodules die als referentie zijn gebruikt. De eerste opbrengstmetingen van een dakinstallatie bevestigen een toename van ongeveer 16% in de jaarlijkse elektriciteitsproductie.

Er is een fysieke demonstrator geïnstalleerd die momenteel buiten wordt gevalideerd, en inmiddels ligt ook een tweede generatie prototypes op het dak om onder reële bedrijfsomstandigheden verder data te verzamelen.

Deze resultaten bevestigen dat de voordelen van bifaciale tandemtechnologie niet beperkt blijven tot gecontroleerde laboratoriumomstandigheden, maar ook onder realistische operationele omstandigheden worden behaald.

Voor optimale prestaties wordt de technologie aanbevolen voor installaties met een albedo van 10 tot 20%. Het bifaciale ontwerp kan verder worden afgestemd op specifieke locatieomstandigheden en lokale reflectiviteit, wat flexibiliteit biedt in uiteenlopende toepassingsomgevingen.

Betekenis voor de energietransitie

Een hogere elektriciteitsopbrengst per vierkante meter helpt de druk op landgebruik te verminderen, verbetert de benutting van bestaande infrastructuur en versterkt de business case voor zonne-energie. Dit is met name relevant voor beleidsmakers, netbeheerders en asset owners die de uitrol van hernieuwbare energie willen versnellen zonder extra landgebruik.

Door bij te dragen aan de ontwikkeling van schaalbare, hoogwaardige zonnetechnologie draagt TNO bij aan een efficiënter en veerkrachtiger energiesysteem in Europa.