blik op de toekomst

Uniek geluidwerend scherm wekt aan twee kanten zonne-energie op

18 februari 2019 • 4 min leestijd

Sinds half februari is een innovatief geluidsscherm langs de A50 bij Uden te bewonderen. Een wereldprimeur, want het scherm houdt niet alleen geluid tegen; het wekt ook, aan twee kanten, zonne-energie op. Daartoe zijn tweezijdig werkende zonnecellen in de vierhonderd meter lange en vijf meter hoge geluidswerende constructie geïntegreerd.

Meer weten

Lees meer over Solar Highways

Solar Highways
“Het idee van aan twee kanten werkende zonnepanelen in geluidswallen bestaat al langer. Maar de uitvoering ervan kostte veel geld en het rendement was relatief laag Nu zijn we er voor het eerst in geslaagd een constructie te bedenken en te bouwen die de functies van geluid weren en energie opwekken optimaal combineert”, zegt prof. dr. Wim Sinke, hoofdonderzoeker zonne-energie bij ECN part of TNO en deeltijdhoogleraar Fotovoltaïsche conversie aan de Universiteit van Amsterdam.

Verticale positie

Het bijzondere aan de constructie is het feit dat de zonnecellen echt geïntegreerd zijn in het geluidsscherm en er niet aan zijn toegevoegd. De verticale stand maakt het bovendien mogelijk om niet alleen het geluid goed tegen te houden, maar ook aan beide zijden veel licht op te vangen en daarmee stroom te produceren. Het maakt bovendien niet meer uit in welke richting de snelweg loopt: oost-west, noord-zuid, diagonaal en met alle bochten ertussen. De som van de opbrengst aan de voor- en achterkant is vrijwel onafhankelijk van de oriëntatie van het paneel.
"We hebben een ontwerp gemaakt dat een hoog rendement oplevert én waarbij voor- en achterkant veel op elkaar lijken zodat de cel tweezijdig kan werken."

Weinig ruimte, hoog rendement

Voor Wim Sinke is deze innovatie een logische uitkomst van een intensieve samenwerking tussen toegepaste wetenschap en bedrijfsleven in ons land. “We werken al heel lang met elkaar aan hoog-rendement zonnecellen en -panelen, in dit geval silicium. We proberen ze doorlopend efficiënter en goedkoper te maken. Decennia lang konden ze alleen maar aan de voorkant zonlicht opvangen; de achterkant was domweg dicht. Nu hebben we een ontwerp gemaakt dat een hoog rendement oplevert én waarbij voor- en achterkant veel op elkaar lijken zodat de cel tweezijdig kan werken. Verticaal plaatsen opent een heel scala aan mogelijkheden, zoals zonnepanelen in het groen waar je tussen de rijen gewassen kunt telen of andere nuttige dingen doen. Ze nemen dankzij deze positie nauwelijks ruimte in.”

Unieke positie

Nederland doet in deze ontwikkeling mee in de mondiale kopgroep. In weinig landen is er zo’n sterke samenwerking tussen kennisinstellingen zoals TNO, partijen die actief zijn in het toepassen van zonne-energie en de innovatieve maakindustrie. Dat geeft unieke mogelijkheden om nieuwe soorten systemen te ontwikkelen en te gebruiken die zijn gebaseerd op geavanceerde technologie. Die positie moeten we ook benutten bij de fabricage en installatie van de nieuwe generatie geluidsschermen en allerlei andere soorten geïntegreerde toepassingen van zonne-energie.

Technologische uitdagingen

Rijkswaterstaat is initiatiefnemer en opdrachtgever voor het project Solar Highways. ECN part of TNO ontwikkelde het prototype en Heijmans heeft het scherm gebouwd. Een van de technologische uitdagingen voor TNO was ervoor zorgen dat het zonlicht aan beide kanten de zonnecellen goed kan bereiken.
“We moesten zorgen dat de schaduw die je altijd hebt bij een bepaalde zonnestand of belichting een minimaal effect heeft op de opbrengst van de zonnecellen. Dat is op zich nog wel te doen, maar het moest ook werken in een zware constructie als zo’n scherm dat primair voor een ander doel is ontworpen. Rijkswaterstaat heeft scherpe eisen voor geluidwering, veiligheid, robuustheid en levensduur, waar opwekking van zonne-energie in moest passen. En dat is gelukt.”

Groot denken

Het nu geplaatste scherm zou energie moeten opwekken voor zo’n vijftig huishoudens. Hoeveel schermen moeten er langs de snelweg komen om een substantiële bijdrage te leveren aan een duurzame energiehuishouding?
Wim Sinke: “Bij zonne-energie moet je groot denken. Dat betekent zoveel mogelijk bestaand oppervlak gebruiken: gevels, daken, wegdek, schermen langs de snelweg, enzovoorts. Anders gaan we het verschil niet maken. Dus voor deze toepassing liefst tientallen of zelfs honderden kilometers snelweg als onderdeel van de mix aan duurzame energie. Het is allemaal én én én.”
"Alleen zo kan duurzaam opgewekte elektriciteit de brandstof van de toekomst worden"

Rollen vervagen

Dit soort geïntegreerde toepassingen vraagt niet alleen nieuwe technologie, maar ook een andere organisatie en rolverdeling, denkt hij. Traditioneel leveren energiebedrijven energie en zorgen wegbeheerders als Rijkswaterstaat voor wegen. Die rolverdeling vervaagt en wellicht willen andere publieke en private partijen meedoen. Dat roept vragen op over investeringen, opbrengsten, eigendom, verantwoordelijkheden. Er ontstaan nieuwe verdienmodellen in publiek-private samenwerking.
“En als we hernieuwbare energie op grote schaal willen gaan toepassen moeten we maatschappelijke vragen beantwoorden over ruimtelijke inpassing van al die zonnepanelen en windturbines. Alleen dan kan duurzaam opgewekte elektriciteit de brandstof van de toekomst worden”.

Rijkswaterstaat: proef geslaagd

“De potentie van dit soort geluidsschermen voor het opwekken van groene stroom is inderdaad enorm”, zegt ir. Dirk van der Graaf, projectmanager Solar Highways bij Rijkswaterstaat. “We kunnen met dergelijke schermen een substantiële bijdrage leveren aan de duurzame energieopwekking. Wat ons betreft is de proef nu al geslaagd: het proefscherm staat er en wekt energie op. Door de vinding van ECN part of TNO zitten we niet langer vast aan oriëntatie op het zuiden voor de zon, maar kunnen de geluidsschermen in alle richtingen energie opwekken. De mogelijkheden worden daardoor nog groter. De komende periode gaan we ervaring opdoen met onderhoud en exploitatie. Op basis van die ervaringen kunnen we plannen maken voor een verdere uitrol. Bij elkaar opgeteld zouden we langs de snelwegen de opbrengst van een kleine energiecentrale moeten kunnen realiseren.”

 

Lees meer

Solar Highways

Solar Highways
blik op de toekomst

Podcast Insights seizoen 2 #30: Hoe ziet een industrie zonder fossiele brandstoffen eruit?

17 sep '20 - 1 min
In deze nieuwe aflevering gaan TNO-experts Faruk Dervis en Robert de Kler in gesprek met Alice Krekt, Directeur Climate Program van Deltalinqs. Ze praten onder andere... Lees meer
blik op de toekomst

Nieuwe generatie windturbines: groot, groter, grootst

24 aug '20 - 3 min
Terwijl de metingen door TNO aan de Haliade-X, de grootste windturbine ter wereld, op de Maasvlakte nog in volle gang zijn, werken experts alweer aan de volgende... Lees meer
verhaal van de klant

CO2: van afvalverbranding naar nuttig product

10 aug '20 - 3 min
Zolang het bedrijfsleven nog afhankelijk is van fossiele brand- en grondstoffen produceert het CO2. Afvang is daarom essentieel om schadelijke uitstoot te voorkomen.... Lees meer
blik op de toekomst

Podcast Insights seizoen 2 #29: Wat is het deltaplan voor de energietransitie?

4 aug '20 - 1 min
In deze podcast, opgenomen bij de Deltawerken in Zeeland, bespreken Rosanne Hertzberger (wetenschapper), Ton de Jong (managing director energietransitie bij TNO)... Lees meer
blik op de toekomst

Van aardbevingsmodel naar voorspellend model voor IC-opnames

31 jul '20 - 3 min
Binnen het Brains4corona-initiatief heeft TNO, samen met Amsterdam UMC, Erasmus MC, en Leiden UMC een model ontwikkeld dat het aantal IC-opnames kan voorspellen:... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.