Zo zien zonnepanelen van de toekomst eruit: onzichtbaar, en made in Holland

Zonnepanelen zijn niet meer uit het straatbeeld weg te denken. De ontwikkeling ervan komt in een stroomversnelling, nu het kabinet groen licht heeft gegeven voor het subsidiëren van een project om zonnepanelen circulair - waarbij grondstoffen zoveel mogelijk worden hergebruikt - zelf te produceren.

Onafhankelijk

Vrijdag werd bekend dat het kabinet 312 miljoen euro uittrekt voor een nationaal programma voor grootschalige productie van zonnecellen en zonnepanelen in Nederland. Onder de naam 'SolarNL' werken bedrijven en onderzoeksinstituten samen om ervoor te zorgen dat Nederland voor onze energievoorziening vanaf 2030 voor een groot deel onafhankelijk is gemaakt van de buitenwereld.

"Het is fijn als we veel minder panelen uit China hoeven halen, die worden geproduceerd in fabrieken die energie uit vervuilende kolencentrales verkrijgen", zegt Albert Polman van AMOLF, een onderzoeksinstituut van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), die bij SolarNL betrokken is.

Maar hoe ziet een zonnepaneel in de toekomst eruit? De volgende generatie zonnepanelen is véél efficiënter, én te integreren in bijvoorbeeld gevels of autodaken, waardoor minder ruimte nodig is.

Te zwaar

Polman voorziet dat technologische vooruitgang problemen zal tackelen waar we nu nog mee kampen. Zonnepanelen zijn nu eigenlijk nog te zwaar, zegt hij.

"We willen daken van bedrijven graag van zonnepanelen voorzien, maar meer dan de helft van die daken kan het gewicht niet dragen." Met één van de nieuwe technieken die gebruikt worden, worden de zonnecellen, gemaakt van silicium, verpakt in een lichtgewicht kunststof folie. Het gebruik van het zwaardere glas en aluminium, is dan niet altijd meer nodig.

"Ook ontwikkelen we ultraflexibele folies van een compleet nieuw materiaal: met mineraal perovskiet. Dat is bedoeld voor toepassingen die op maat gemaakt worden."

Goedkoop

Het werken met perovskiet is goedkoop, er is ook weinig energie nodig om een zonnecel te maken.

Het voordeel hiervan is dat ook op gebogen daken zonnepanelen kunnen worden geïnstalleerd, zegt zonnecel-expert Polman. "Dat heeft enorme impact. Het is voor een dichtbevolkt land als Nederland belangrijk dat we straks véél meer op daken kunnen gaan leggen. We willen zonnepanelen natuurlijk zo weinig mogelijk in de natuur hebben, dat past niet in ons landschap."

Wat betreft de efficiency van zonnepanelen valt ook nog een hele wereld te winnen. "Een zonnepaneel nu heeft 20 procent rendement. Dat betekent dat van de energie van de zon zo'n 80 procent niet gebruikt wordt. Volgens natuurkundige wetten is 100 procent niet mogelijk, maar je kunt wél naar 40 procent effectiviteit gaan." Als gevolg hiervan kan de oppervlakte van een zonnepaneel dus worden gehalveerd. 

Levensduur

Nog een belangrijk doel van dit project: zonnepanelen moeten recyclebaar worden. Polman: "Als je weet dat zonnepanelen na een levensduur van 30 jaar moeten worden afgeschreven, dan is het goed om voordat je ze neerlegt na te denken wat je met het afval gaat doen. Het kunststof waar de zonnecellen onder liggen, moet makkelijk gescheiden kunnen worden."

Tot slot is er nóg een innovatie dat Nederland als 'unique sellingpoint' wil ontwikkelen: op maat gemaakte zonnecellen die geïntegreerd kunnen worden in gebouwen en voertuigen. "Je kunt zonnepanelen eigenlijk onzichtbaar maken", legt Polman uit. "Geïntegreerd in een dakpan, een tegel of wand van een gebouw. Die technologie is nog maar net op de markt en ook daar gaan we groots op inzetten."

Honderden miljoenen

De overheid investeert voor zeker 312 miljoen euro in het project. SolarNL wordt uitgevoerd door een consortium van negen Nederlandse zon-pv-bedrijven, zes universiteiten, NWO-Instituut AMOLF, TNO en vier hogescholen.  

Het project werkt samen met de hele keten: van de leveranciers van de uitgangsmaterialen tot de bouw- en automotivebedrijven die geïntegreerde zonnepanelen grootschalig gaan gebruiken. Ook werken de partijen samen met andere EU-landen. Gezamenlijk geven zij een impuls aan een Nederlandse en Europese maakindustrie voor zonnepanelen. Daarmee dragen zij bij aan de energietransitie én de energieonafhankelijkheid van Nederland en de EU. 

De totale begroting van SolarNL bedraagt 898 miljoen euro, waarvan 586 miljoen euro door private financiering wordt gedekt.

Harald Kerp van onderzoeksinstituut TNO benadrukt ook dat dát de toekomst is: zonnepanelen die je niet of nauwelijks ziet. "Er wordt gewerkt aan techniek waarbij zonnecellen met een zeer hoog rendement volledig geïntegreerd worden in producten, en dan maakt het niet uit wat de vorm of kleur is."

Alles draait er dan om hoe je de zonnecellen verpakt, en elektrisch met elkaar verbindt. Wat Kerp betreft is binnenkort bij een dak van een nieuwbouwwoning niet eens meer te zien dat er zonnecellen op zijn aangebracht. "Dat geldt ook voor bijvoorbeeld een autodak of motorkap."

Sterker nog, ook de gevel van je huis kun je op die manier van zonnecellen voorzien. "Dat kan als een gekleurd paneel, egaal of met een bepaald patroon, wat je maar wilt. Een klein deel van de zonne-energie zal dan ook gebruikt worden om de kleur of het patroon te kunnen maken, maar het grootste deel wordt gewoon in stroom omgezet."

Het project 'SolarNL' is niet alleen in het leven geroepen om innovatieve zonne-technologieën te ontwikkelen, maar ook om een industrie op te zetten. Zodat Nederland met de productie van hoog-rendement-panelen de concurrentie met het buitenland aan kan gaan.

Kan Nederland op termijn zónder de panelen uit China? Kerp: "Momenteel komt 90 procent van de panelen uit China. Door vol in te zetten op de volgende generatie zonnepanelen kan Europa vóór 2030 een eigen industrie opbouwen."

Elektriciteit uit zonlicht speelt een sleutelrol in de energietransitie. De kabinetsdoelstelling is om in 2030 voor 50 procent circulair te zijn, en in 2050 voor 100 procent.

Het geïnstalleerd vermogen aan zonnepanelen in Nederland bedraagt momenteel 20 gigawatt, zegt Kerp. "We moeten richting 200 gigawatt in 2050 om helemaal klimaatneutraal te worden. Dat betekent dat je niet langer moet wachten met het opschalen van productie in Nederland, daarmee zijn wij dan op tijd om een groot deel van die 200 gigawatt lokaal te produceren."

Elektriciteitsnet

Nog véél meer zonnestroom, kan ons elektriciteitsnet dat wel aan? Zonnecel-expert Polman zegt daarover: "De kritiek daarop is terecht. Dat het elektriciteitsnet crasht is een probleem, maar betekent tegelijkertijd dat we goed bezig zijn. De transitie is op dat punt te laat geweest, maar dat gaat de komende jaren veranderen."