Energie
Tech

Recordbrekende zonnepanelen behalen hoogste rendement ooit 

Ontwikkelingen in zonne-energie gaan onverminderd door.
06-05-2020 - door Erik
Zonnepanelen ASN Bank Flevokust ENGIE

Door ASN Bank gefinancierd zonnepark Flevokust. Foto: ENGIE

In de klimaat- en energietransitie spelen zonnepanelen een grote rol. In het Klimaatakkoord is afgesproken dat 70 procent van onze elektriciteit in 2030 met wind- en zonne-energie wordt opgewekt. Gelukkig worden de panelen steeds beter, lichter en goedkoper: innovaties op het gebied van zonne-energie denderen voort.

Vorig jaar schreven we al over een aantal veelbelovende ontwikkelingen binnen de sector. Het verhogen van de efficiëntie van zonnepanelen en meer aandacht voor een multifunctioneel design staan daarbij voorop. En ontwerpers en onderzoekers hebben in de tussentijd niet stilgezeten!

Amerikaanse zonnepanelen behalen hoogste rendement ooit

Een zonnecel met een rendement van 47,1 procent. Met die score behaalden onderzoekers van het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory een ongekend record. De zonnecellen bestaan uit zes soorten materialen verdeeld over 140 laagjes. Hierdoor kan een groter deel van het binnenkomende licht worden omgezet in energie in vergelijking met standaard siliciumcellen. In vergelijking met onze huidige zonnepanelen is de opbrengst zelfs meer dan twee keer zo hoog!

Hoewel dit record werd behaald in een laboratorium én onder ideale omstandigheden verwachten de onderzoekers in de praktijk een rendement van 40 procent te halen. Met behulp van spiegels kan het zonlicht worden geconcentreerd waardoor er minder zonnecellen nodig zijn. Hierdoor kunnen de kosten van deze nu nog relatief dure zonnecellen omlaag worden gebracht.

Een zonnepaneel van voedselafval

We like! Afval omzetten in groene energie. De Filipijnse student Carvey Ehren Maigue deed het. Zijn zonnepaneel haalt lichtgevende deeltjes uit voedselresten en concentreert deze in een substraat van hars. Wanneer hier UV-licht op komt reflecteren ze licht. Deze reflecties worden geconcentreerd aan de rand van het paneel en vervolgens omgezet in elektriciteit door PV-cellen. Zijn AuREUS-systeem kan ook bij bewolkt weer werken en daardoor bijna de helft van de tijd energie produceren. 

TOPCon is de toekomst

Als het aan Solar Magazine ligt is binnen de zonnepanelenwereld de overstap naar TOPCon dé nieuwe trend. In 2021 is er een voortdurend tekort aan silicum, maar dat zal in 2022 waarschijnlijk verdwijnen. De productiecapaciteit wordt de komende jaren namelijk steeds verder uitgebreid (73% groei in 2023). Het nadeel van silicium is wel dat het vrij rigide is (en dus niet zo geschikt voor flexibele oplossingen). Daarom wordt er volop ontwikkeld op het gebied van perovskiet. 

Ook verwacht Solar Magazine dat het gebruik van n-type zonnecellen mainstream gaat worden en zo een deel van de p-type panelen zal vervangen. Ook verwacht PV InfoLink dat investeringen vooral zullen gaan naar TOPCon (een n-type zonnecel met een speciale tussenlaag aan de achterzijde waardoor het rendement wel 25,19% kan zijn). met en heterojunctiezonnecellen.  

Nieuwe zonnecel honderd keer dunner

Voor zonnecellen met minder materiaal moet je bij de onderzoekers van het PERCISTAND-project zijn. Onderzoekers vanuit de hele wereld werkten samen om een flinterdunne zonnecel te ontwikkelen, en met succes! De nieuwe zonnecellen zijn even efficiënt als standaard siliciumcellen maar wel honderd keer dunner.

De zeer dunne zonnecellen zijn in veel innovatieve toepassingen geschikt. Foto: Imec

De zonnecellen bestaan uit twee lagen waarvan eentje bestaat uit perovskiet-kristallen. Net als bovengenoemde zonnecellen van hun Amerikaanse collega's kan hierdoor een groter deel van het lichtspectrum worden opgevangen. De extreem dunne cellen zijn zeer geschikt voor multifunctioneel gebruik in bijvoorbeeld dakpannen, gevels of ruiten.

Zonnepanelen op vrachtwagens en sportvelden

Of wat dacht je van zonnepanelen bovenop een vrachtwagen? Het bedrijf IM Efficiency installeert zonnepanelen op opleggers zodat de stroom die nodig is voor bijvoorbeeld de koeling en het laden en lossen, duurzaam wordt opgewekt. Maar ook voor de elektrische apparatuur van de chauffeur, zoals een koelkast of magnetron. Nu wordt die elektriciteit nog inefficiënt met diesel opgewekt via de dynamo van de wagen.

Dit soort multifunctionele toepassingen zijn de toekomst. Door al bestaande oppervlakten te gebruiken, kunnen we veel meer zonnepanelen kwijt. Zeker in een dichtbevolkt land als Nederland is dit geen overbodige luxe. En het oppervlak van ál onze geparkeerde en rijdende auto's en vrachtwagens, dat is nogal wat.

Bij elkaar opgeteld is er een hele hoop vierkante meter autodak om van zonnepanelen te voorzien. Foto: Unsplash

De flinterdunne zonnepanelen zouden ook handig kunnen zijn voor het oprolbare zonne-energietapijt van Wattage. Oprichter Jelle Hilarius ontdekte dat kunstgras sportvelden 60 procent van de tijd niet worden gebruikt. En daar zijn er nogal wat van in Nederland. Met een handig systeem van oprolbare zonnecellen hoopt Wattage een groot deel van de dag deze sportvelden om te toveren tot zonneparken.

Anti-zonnepanelen wekken 's nachts energie op

'Maar hebben we die zon eigenlijk wel nodig?', moeten onderzoekers van de Universiteit van Californië hebben gedacht. Naast zichtbaar (zon)licht bestaat er namelijk ook infrarood licht: warmtestraling. Laat dat nou net het soort licht zijn dat de aarde 's nachts afgeeft nadat ze overdag is opgewarmd. De onderzoekers zijn bezig 'anti-panelen' te ontwikkelen die gedurende de nacht, in het pikkedonker, dit licht kunnen omzetten in energie.

Net als bij normale zonnepanelen, is het rendement het hoogst wanneer er geen bewolking is. De anti-panelen werken het best wanneer de warmtestraling maar van één kant komt, wat het geval is bij een onbewolkte koude nacht.

Doorzichtige zonnepanelen

Hoe chill als je in plaats van een raam een zonnepaneel kunt installeren, zónder in te leveren op licht? Er wordt volop ontwikkeld om transparante zonnepanelen te maken die, bijvoorbeeld bij kantoorgebouwen, een deel van de ruiten kunnen opvangen. Het nadeel is wel dat je (vooralsnog) altijd een tint op je ruit hebt. 

Minder vliegtuigen zorgt voor meer zonne-energie

En aan strakblauwe lucht geen gebrek de afgelopen jaren. Journalist Vincent Dekker ontdekte dat zijn zonnepanelen een recordhoeveelheid stroom opleverden omdat wereldwijd vliegtuigen aan de grond staan. De condensstrepen die vliegtuigen normaal veroorzaken fungeren namelijk als een soort sluierwolken. Hierdoor gaat wel 10 procent van de opbrengst verloren! Hoe meer zonnepanelen er wereldwijd bij komen, hoe groter de impact.

Vliegtuigstrepen blokkeren tot wel 10 procent van het zonlicht. Foto: Unsplash

Een extra reden om nog eens goed na te denken over de keuzes die we komende jaren gaan maken. Door het economisch herstel te verbinden aan de energietransitie en klimaatdoelen komt een duurzame toekomst langzaam in zicht.

Meer weten over de energietransitie?

Profile picture for user espeschier_93811
Erik
Auteur
Schrijft voor een duurzame toekomst op een gezonde planeet. Bij Voor de Wereld van Morgen helpen we duurzame ondernemers aan een vliegende start én vertellen je over de groenste innovaties en startups die de wereld een beetje mooier maken. Heb jij een slim idee? Deel het met ons en laat weten hoe we je kunnen helpen!