Tweezijdige zonnepanelen: meer energie en meer toepassingen

Tweezijdige, ofwel bifaciale zonnepanelen vangen niet alleen licht aan de voorkant van het paneel op maar ook aan de achterkant. Met dubbelzijdige zonnepanelen (pv) verhogen we de elektriciteitsopbrengst zo’n 10 tot 20 procent. Wij ontwikkelen kennis en technologie voor tweezijdige zonnepanelen en een compleet model dat de energieopbrengst voorspelt.

Tweezijdige zonnepanelen kunnen de elektriciteitskosten enorm verlagen. Zo produceren pv-installaties of -projecten bijvoorbeeld dezelfde hoeveelheid elektriciteit op een kleiner dakoppervlak. Ook zijn er minder pv-modules en systeemcomponenten op hetzelfde grondvlak nodig waardoor er meer licht en regenval voor bijvoorbeeld ecologie beschikbaar blijft.

Toepassingen van tweezijdige zonnepanelen

Een tweezijdig pv-paneel bestaat in het algemeen uit 60 of 72 zonnecellen. Deze zonnecellen hebben een bijna identiek metalen rooster aan voor- en achterzijde, waarbij meer dan 95 procent van beide kanten beschikbaar is om licht op te vangen.

Tweezijdige panelen worden geïnstalleerd in standaard pv-zonne-energiecentrales, maar ook in marktsegmenten die nog in opkomst zijn. Denk aan pv geïntegreerd in de infrastructuur, bijvoorbeeld in geluidsschermen. Of drijvende zonnepanelen op open water of in gecombineerde hydro- en aquacultuurbedrijven.

Een andere toepassing is in combinatie met zonvolgsystemen waarbij je de meeropbrengst van het zonvolgsysteem en die van de tweezijdige panelen zo goed als op kunt tellen. Deze laatste optie biedt ook veel mogelijkheden om de instraling onder en tussen de panelen te variëren. Ideaal in combinatie met landbouw of natuurbeheer.

Hogere energieopbrengst met tweezijdige zonnepanelen

We ontwerpen en ontwikkelen tweezijdige modules die voldoen aan specifieke eisen, bijvoorbeeld verminderd zilververbruik om kosten en prestatie te optimaliseren onder verminderde lichtomstandigheden. Ook werken we aan de toepassing van licht-invangende materialen om lichtkoppeling in en op modules te verbeteren. Daarnaast zoeken we oplossingen voor positionering van cel- en bypassdiodes om rekening te houden met toegenomen beschaduwing door robuuste frames, bijvoorbeeld bij geluidsschermen.

Ook ontwikkelden we een nieuw tweezijdig zonnepaneel ontwikkeld met een witte laag rondom de cellen. Deze witte, tweezijdige zonnepanelen brengen 5 procent meer energie op vergeleken met deels doorzichtige tweezijdige panelen met alleen doorzichtige glas en plastic lagen rondom de cellen. De opbrengst van de witte tweezijdige panelen ten opzichte van enkelzijdige panelen hangt af van de locatie van de installatie en kan zo’n 10 tot 20 procent hoger uitvallen.

Lichtopvang tweezijdige pv
Bifaciale modules vangen licht uit alle richtingen op.
Uitgeschreven tekst

2 tweezijdige zonnepanelen die zijn opgebouwd uit geëncapsuleerde zonnecellen tussen 2 glasplaten. De schuin geplaatste module ontvangt direct zonlicht op de voorzijde en door de grond gereflecteerd licht, van de grasmat onder het paneel, op de achterzijde. Het verticaal geplaatste paneel ontvangt direct zonlicht op een van de twee zijden, afhankelijk van de stand van de zon en krijgt tegelijkertijd aan beide zijden gereflecteerd licht van de grasmat onder het paneel.

Energieopbrengst voorspellen met BIGEYE

Om voor elke partij een precieze voorspelling van de energieopbrengst van een pv-systeem met tweezijdige modules te maken, ontwikkelden we BIGEYE. Dit is een erg geavanceerd, en voor zover wij weten het meest complete, simulatiemodel voor een pv-systeem. Met BIGEYE zijn we in staat om pv-systemen met elke configuratie en op elke locatie de elektriciteitsopbrengst te simuleren. Met weer- en omgevingsdata berekenen we de elektriciteitsproductie per uur, dag, maand of jaar.

Voor pv-installateurs, projectontwikkelaars en systeemeigenaren is het heel waardevol om een precies energieopwekkingsprofiel te hebben. Zo kunnen ze optimale verbindingen verzorgen met het lokale, nationale en wereldwijde elektriciteitsnet. Daarnaast helpt BIGEYE om pv-systemen zo te ontwerpen dat de stroomopwekking beter aansluit bij de dagelijkse behoefte. Bijvoorbeeld door in de ochtend of middag de opwekking te verhogen.

Kennis en technologie

Onze experts werken aan verschillende nieuwe celconcepten met als doel de efficiëntie te verhogen en gelijktijdig de fabricagekosten te verlagen. Een van de ontwikkelde bifaciale celconcepten is de industriële versie van de zogenaamde TOPCon-zonnecel. Deze cel heeft speciale tussenlagen aan de achterzijde, bestaande uit een zeer dun oxide en polysiliciumlaag. Deze structuur gaat de verliezen aan het oppervlak tegen. Dit celconcept ontwikkelden we in samenwerking met onder andere Tempress Systems binnen een TKI Urban Energy subsidieproject en in enkele commerciële projecten. Inmiddels is deze technologie omarmd door de industrie en worden in productie celefficiënties van meer dan 23 procent gehaald.

In een van de nieuwste tweezijdige celconcepten zitten zeer dunne metaaloxiden in de interfacelagen. Deze interfacelagen kun je aan beide zijden toepassen en hebben dezelfde kwaliteit als die in de TOPCon-cel. Maar ze zijn veel transparanter, waardoor het zonlicht optimaal de zonnecel in komt. De tweezijdige werking van de zonnecel kan dan ook flink verbeterd worden. Terwijl de productie in potentie eenvoudiger en dus goedkoper is. Dit concept is nog volop in ontwikkeling in samenwerking met Solmates, Levitech, TU Eindhoven en TU Delft. We verwachten dat met deze technologie goedkope zonnecellen kunnen worden gemaakt met meer dan 25 procent efficiëntie.

Laat je verder inspireren

2 resultaten, getoond 1 t/m 2

Rendement van 30% bereikt met vier terminal perovskiet-silicium pv-tandemcellen

Informatietype:
Nieuws
26 september 2022

TNO, TU Eindhoven, imec en TU Delft, partners in Solliance, hebben de krachten gebundeld om de conversie-efficiëntie van tandemzonnecellen verder te verhogen tot voorbij de grenzen van de huidige commerciële fotovoltaïsche (pv) modules.

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.