Geïntegreerde zonnecellen voor de bouw

Zonnelaminaten als basismateriaal voor bouwelementen bieden nieuwe mogelijkheden om op een esthetisch fraaie manier de mogelijkheden voor elektriciteitsproductie in de gebouwde omgeving optimaal te benutten. Het EU-onderzoeksproject Mass Customization 2.0 (MC2.0) voor geïntegreerde pv onder leiding van TNO gaat het mogelijk maken op een rendabele manier zonnecellen volautomatisch in bouwelementen te integreren. Dit is een stimulans voor een innovatieve pv-industrie in Nederland en Europa.
 

Pv in elke gewenste maat en vorm

Mass customization (mc) is een nieuw fotovoltaïsch (pv) productieconcept dat is gebaseerd op slim ontworpen halffabrikaten. Met de door TNO bedachte en door partners uit het bedrijfsleven gebouwde onderzoekslijn is een grote variëteit aan pv-producten in elke gewenste maat en vorm te fabriceren. Deze halffabrikaten zijn door bouw- en installatiebedrijven te verwerken in hun producten. Toepassingen zijn behalve de bouw ook infrastructuur, zoals geluidsschermen langs weg of spoor en voertuigen.

Vervolgstappen

Nadat TNO de basis heeft gelegd voor het revolutionaire productieproces worden de vervolgstappen nu in Europees verband gezet. Er is een consortium gevormd met twintig partijen. Naast TNO zijn dat onderzoeksinstellingen en bedrijven uit België, Duitsland, Italië, Oostenrijk, Zwitserland en Nederland.

Deze samenwerking maakt het opbouwen van een Europese industrie met unieke producten dichterbij. De partijen hebben allemaal ruime ervaring in het ontwikkelen en produceren van pv-modules of componenten daarvan. In ons land zijn dat VDL ETG, BMI Monier, Maan Glueing Technologies, BouwhulpGroep, Duflex Mechatronics en de TNO spin-off EnFoil.

Hoger rendement zonnecellen

In het project MC2.0, mede mogelijk gemaakt door het Horizon Europe-programma van de Europese Unie, gaat het vooral pv-producten die geschikt worden gemaakt voor geïntegreerde toepassing in schuine daken, gevels, ramen en jaloezieën.

TNO heeft eerder zogeheten achterzijdecontact zonnepanelen ontwikkeld, waardoor er geen elektrische verbinding meer nodig is tussen zonnecellen aan de voor- en achterkant van de module maar de plus- en minpolen aan de achterzijde contact maken. Dat levert een hoger rendement op, terwijl deze modules veel makkelijker zijn te fabriceren in uiteenlopende vormen en maten.

Geschikt maken voor elk type zonnecel

‘We willen deze technologie geschikt maken voor elk type zonnecel. We noemen dat cel-agnostisch zijn door alle bestaande celtechnologieën geautomatiseerd in onze pilotlijn te kunnen verwerken. Dan hebben we over een paar jaar een heel breed toepassingsgebied voor de halffabrikaten. Dat zal een enorme impuls geven aan de bouw- en maakindustrie. Er zullen nieuwe partijen opstaan, noem het integrators, die zich op deze markt gaan storten. Innovatieve producten als deze leiden altijd tot nieuwe bedrijvigheid en werkgelegenheid.’

Haalbaar en duurzaam

Technologische oplossingen zijn ‘slechts’ een deel van het verhaal. Die moeten wel kosteneffectief zijn. TNO buigt zich daarom ook over de economische haalbaarheid ervan. Die ziet er op voorhand goed uit, want waar panelen nu op een oppervlak gemonteerd moeten worden, gaan de kosten van zonnestroom door de zonnecellen te integreren in halffabrikaten al omlaag.

Een derde uitdaging is duurzaamheid. TNO maakt levenscyclusanalyses (LCA) voor de gebruikte materialen om hiermee bewuste keuzes te maken. Het is bijvoorbeeld mogelijk te kiezen voor een component die misschien net iets duurder is dan de goedkoopste optie, maar die wél beter is voor het milieu.

Naar het museum

Het bijzondere van het MC2.0 concept is dat je in één run laminaat kunt maken met allerlei afmetingen en elektrische eigenschappen. Daar zijn we al heel ver mee. Door de achterzijdecontact technologie ben je heel flexibel en kun je op maat gemaakte modules in massaproductie maken. Dat is een enorme stap voorwaarts. Van simpele panelen uit Azië naar slimme, geïntegreerde pv-producten ‘made in Europe’. Onze net operationele pilot productielijn kan dan over een aantal jaren naar het museum, te bewonderen als blauwdruk voor nieuwe fabrieken voor geïntegreerde zonnemodules.