Klimaat
Energie

Met deze ultradunne zonnecellen kan bijna álles energie opwekken 

En nog meer goed zonne-energie nieuws!
15-06-2022 - door Birger
Een close-up van de Stanford-zonnecel, gemaakt van wolfraam

Een close-up van de Stanford-zonnecel, gemaakt van wolfraam. | Foto: Koosha Nassiri Nazif via Stanford University

De zomer staat voor de deur. Dat betekent niet alleen lange, warme dagen, maar ook het hoogtepunt van het zonnepanelen-seizoen 2022. In mei van dit jaar wekten zonnepanelen ongeveer de helft op van al de gebruikte energie van die maand. Dit aandeel zal alleen maar toenemen in de zomer. 

Daarom is het hoog tijd voor een kort overzicht van de 5 belangrijkste zonne-energienieuwskoppen van de afgelopen maanden. Met onder andere: een nieuw, flinterdun en flexibel zonnepaneel; een update over de Nederlandse zonneauto Lightyear; hoe je groenten kunt verbouwen met zonnecellen; positief nieuws over het recyclen van zonnepanelen te recyclen; en een zonnige primeur op Lowlands.

1. Stanford-onderzoekers ontwikkelen een ultradun, flexibel zonnepaneel

Begin dit jaar hebben heeft een groep onderzoekers aan de Amerikaanse Stanford Universiteit een flexibele zonnecel ontwikkeld, gemaakt van het ultradunne metaal wolfraam.

Deze uitvinding is opmerkelijk, omdat zonnecellen normaal gesproken van silicium zijn gemaakt. Zo’n 90% van alle huidige zonnepanelen worden gemaakt van dit materiaal, maar het is verre van perfect: het is veel te stug en zwaar voor vele toepassingen, zoals draagbare apparaten, ruimtevaart, of elektrische voertuigen.

De Stanford-zonnepanelen, aan de andere kant, zijn dun, licht van gewicht, buigbaar en een stuk milieuvriendelijker. Ze bevatten namelijk geen schadelijke chemicaliën. Daardoor zijn ze uitermate geschikt om in gebogen vormen te gebruiken, zoals een autodak of vliegtuigvleugel.

Naast de vele functionele voordelen van de Stanford-zonnecel, is het (nog) geen wondermiddel. De energieopbrengst van 4,4 watt per gram is niet bepaald hoog. Maar, het team is optimistisch en denkt dit vermogen verder te kunnen opschalen tot zo’n 46 watt per gram. Mocht de onderzoekers dat lukken, dan is het aannemelijk dat we de flexibele zonnecel overal om ons heen gaan zien.

Leestip: Dit zijn de zonnepanelen van de toekomst

2. Lightyear One verkoopt eerste 150 auto’s

Het Nederlandse bedrijf Lightyear, dat de eerste commerciële zonnewagen ter wereld produceert, heeft eerder dit jaar de eerste 150 exemplaren van de debuutserie, de Pioneer Edition (€150.000), uitverkocht.

De vijfdeurs zonne-elektrische auto heeft gebogen zonnepanelen op het dak en de motorkap, waardoor de auto zichzelf kan opladen tijdens het rijden. Lightyear claimt een ‘zonnelading’ van 12 kilometer per uur. Oftewel, voor elk uur dat je overdag rijdt met zonnig weer, levert een acculading van 12 kilometer op. Hierdoor hoeft de wagen minder vaak worden opgeladen aan een laadpaal, wat goed is voor het milieu.

De debuutserie van de Lightyear One: de Pioneer Edition. | Foto: Lightyear

Bij typisch Nederlands weer kan de wagen dankzij de zonnepanelen zo’n 55 kilometer per dag extra rijden. Dit dekt zo’n 60% van al het dagelijkse woon-werkverkeer, volgens het bedrijf.

Ook voor langere ritten leent de auto zich: in juli 2021 behaalde de zonneauto een afstandsrecord voor elektrische voertuigen. Op een volle accu en een gemiddelde snelheid van 85 km/uur legde de Lightyear One 710 kilometer af. Ter vergelijking, een Tesla Model 3 heeft een actieradius van ongeveer 380 kilometer.

De reservering voor de volgende serie van de Lightyear One, de Limited Edition (€250.000) zijn vanaf 1 maart 2022 van start gegaan.

Leestip: Update Lightyear One: Nederlandse zonneauto stap dichterbij

3. Groenten verbouwen met zonnepanelen in de Saoedische woestijn

Wetenschappers in Saoedi-Arabië hebben een door zonne-energie aangedreven systeem ontwikkeld dat gewassen in dorre regio’s van water kan voorzien. Het ontwerp moet een duurzame, goedkope oplossing bieden om de voedsel- en waterzekerheid te verbeteren voor mensen die in extreem droge gebieden wonen.

Het systeem, WEC2P genaamd, bestaat uit een reeks zonnepanelen, die elk direct bovenop een laag watergel liggen, een soort gelei. Zowel het paneel als de gel vormen het deksel van een naar beneden hellende metalen doos, die aan de onderkant een tuit heeft.

Overdag is deze box gesloten. Wanneer de zon schijnt, wekt de zonnepaneel elektriciteit op en warmt de onderliggende gel op. Hierdoor verdampt het geabsorbeerde water uit de gelei, en condenseert het op de achterkant van het paneel.

Het WEC2P-systeem in actie. | Foto: King Abdullah University of Science and Technology

Als dat vloeibare water vervolgens van het paneel druppelt, voert het overtollige warmte af. Het water loopt dan in de bodem van de metalen bak en uit de tuit, waar het kan worden opgevangen voor gebruik bij irrigatie – of om te drinken.

De onderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology publiceerden in maart dit jaar een artikel met hun succesvolle pilot: ze wisten met WEC2P-systeem spinazie in de woestijn te kweken. In twee weken tijd groeide de plant tot wel zeven centimeter. Momenteel kijkt het team hoe ze het systeem verder kunnen opschalen.

4. Duits instituut gaat recycle-nachtmerrie zonnepanelen tegen

Naast uitvindingen van nieuwe zonnepanelen is een ander belangrijk punt de recycling van oude zonnepanelen. In een uitzending van Nieuwsuur voorspelden experts namelijk dat er in 2024 zo’n 80 miljoen zonnepanelen op de Nederlandse daken zullen liggen. Nu is dat aantal 35 miljoen, volgens het CBS. Maar wat te doen met al dat restafval?

Een doorsnee paneel bestaat uit drie onderdelen: fotovoltaïsche (letterlijk ‘lichtgevende elektriciteit’) cellen, glas en metaal. Afzonderlijk zijn ze goed te recyclen, maar vastgelijmd is dat een stuk lastiger. En het ontmantelen van een zonnepaneel is tijdrovend en kost geld.

Na een duurzaam bestaan van 25 jaar, de gemiddelde levensduur van een zonnepaneel, belanden oude panelen nu vaak als schroot op de afvalberg of in de shredder. Gelukkig heeft een Duitse instelling eerder dit jaar een techniek gepatenteerd om de oude cellen nieuw leven in te blazen.

Het Duitse Fraunhofer-instituut, vergelijkbaar met het Nederlandse TNO, heeft een manier gevonden om het silicium in oude zonnepanelen terug te winnen en opnieuw te verwerken. Bijvoorbeeld in nieuwe zonnecellen.

Het werkt als volgt: machines scheiden zonnecellen van het glas en plastic waarop ze zijn bevestigd. Vervolgens worden de zilveren contacten op de achterkant van het silicium verwijderd samen met de antireflectielaag. Daarna worden de fotovoltaïsche-cellen vergruisd en omgesmolten tot nieuwe zonnecellen.

V.l.n.r.: vergruisde FV-cellen, omgesmolten cellen en tweedehands zonnepanelen. | Foto: Fraunhofer ISE

Uit een eerste proef bleek dat het rendement van de tweedehands panelen 19 procent is, vergeleken met 22 procent rendement bij nieuwe panelen. Dat is erg positief, als je bedenkt dat de gerecyclede panelen bestaan uit oudere materialen.

De eerste generatie zonnepanelen zullen over een jaar of 7 het einde van hun levensduur bereiken. Als die tijd komt, zal Fraunhofer ISE hopelijk de tools hebben om ervoor te zorgen dat bijna alle panelen op de juiste manier kunnen worden gerecycled.

Leestip: Wat je niet wist over het recyclen van zonnepanelen

5. Lowlands opent grootste zonnecarport ter wereld

Primeurs op Lowlands zijn normaalgesproken van muzikale aard, maar het muziekfestival haalde eerder deze maand het nieuws met een heel ander nieuwtje. In augustus opent Lowlands namelijk ‘s werelds grootste zonnecarport: 15.000 auto’s kunnen worden geparkeerd onder zo’n 90.000 zonnepanelen.

Het parkeerterrein, gebouwd in samenwerking met Solarfields, kent een oppervlakte van zo’n 35 hectare en heeft een totaal piekvermogen van 35 miljoen kilowattuur. Dit is vergelijkbaar met het jaarverbruik aan elektriciteit van 10.000 huishoudens of 100 Lowlands-weekenden in een jaar.

De grootste zonnecarport ter wereld: 90.000 zonnepanelen bieden plaats aan 15.000 auto’s. | Foto: Lowlands

Met andere woorden, het festival gebruikt dus slechts 1 procent van al de energie dat de zonnecarport opwekt. Vóór de bouw van de zonneparkeerplaats, die er permanent blijft staan, werd het festival van energie voorzien door vervuilende diesel generatoren. Met de zonnecarport zet Lowlands dus een enorme stap richting duurzaamheid.

De rest van het jaar, wanneer het grasveld niet wordt gebruikt als parkeerplek, grazen er schapen.

Leestip: Dit zijn de leukste duurzaamste festivals van 2022

Meer lezen over zonnepanelen

Profile picture for user Birger IJsenbrand
Birger
Auteur
Na zijn stage bleef Birger betrokken bij Voor de Wereld van Morgen als vaste redacteur. Naast zijn studie monetaire economie, schrijft hij artikelen over duurzame ondernemingen, geldzaken en het klimaat met praktische tips voor een groenere lifestyle.