Het Terawatt-tijdperk: betere, esthetischere en op maat gemaakte zonnepanelen

Door de jaren heen heeft zonne-energie zijn rol bewezen binnen de energietransitie. Zonnetechnologieën zijn snel verbeterd, prijzen zijn sterk gedaald en de efficiëntie van de modules is er enorm op vooruitgegaan. Om het langverwachte terawatt-tijdperk te bereiken, waar we voor het eerst de kaap van 1 terrawattuur zonne-energie zullen bereiken, wordt de focus verlegd naar het verbeteren van bestaande technologieën, met als doel deze efficiënter, esthetischer en aanpasbaar te maken qua grootte, kleur en flexibiliteit, en tegelijkertijd te zorgen voor de hoogste duurzaamheid, over de hele levenscyclus.

Streven naar een optimale levensduur van zonnepanelen

Met de overgang naar het Terawatt-tijdperk onderzoekt EnergyVille ook hoe PV-modules efficiënter kunnen worden hersteld, hergebruikt en gerecycleerd. Naarmate het aantal PV-installaties in het elektrische systeem toeneemt, wordt efficiënt gebruik van materialen een steeds kritischere factor voor een langetermijnsucces. Circulaire economie en hernieuwbare energie moeten daarbij hand in hand gaan om een echt duurzame overgang naar een koolstofneutrale toekomst te garanderen.

Het belang van voorspelbaarheid

Naarmate de hoeveelheid zonne-energie in het energiesysteem blijft groeien, wordt ook het nauwkeurig voorspellen van het energierendement van zonnecellen en -modules steeds belangrijker. Ter ondersteuning van bijvoorbeeld uitbaters van
grote zonneparken, heeft EnergyVille een bifaciaal simulatiekader voor PV-systemen ontwikkeld dat de energieopbrengst van bifaciale PV-systemen nauwkeurig kan berekenen. Het nieuwe simulatieframework garandeert een hoge precisie.
Het berekent niet alleen de energieopbrengst van de individuele cellen en modules op basis van lokale en variërende meteorologische omstandigheden, maar houdt ook rekening met de dubbelzijdige belichting en de manier waarop deze wordt beïnvloed door het kader van de module, de geometrie van systeemcomponenten en variërende albedo. In 2020 komt een eerste commercieel model op de markt.

Hogere efficiëntie door een verbeterde hardware

Bifaciale kristallijne silicium PV-modules

Voor een zo hoog mogelijke energieopbrengst, kijkt EnergyVille naar bifaciale kristallijne silicium PV-modules. Bifaciale modules nemen licht op aan beide zijden, waardoor ze de ideale match zijn voor een transparante of reflecterende achterkant van een PV-module. EnergyVille neemt deze zeer efficiënte bifaciale cellen als uitgangspunt en combineert ze met geoptimaliseerde celmetallisatietechnieken
en multi-wire interconnectietechnologieën. Hiermee werd een recordrendement van 23,2% behaald met bifaciale n-pert zonnecellen.

Passieve contacten zijn de volgende stap in het optimalisatieproces van bifaciale silicium PV. In het voorjaar van 2020 worden de eerste cellen verwacht.

Dunnefilm PV-modules

Thin film Naast kristallijne siliciumzonnecellen en -modules, richt EnergyVille zich ook op de ontwikkeling van dunne-film PV-cellen en modules van anorganisch-organische perovskietmaterialen. Hierdoor wordt het mogelijk zonnecellen te maken met een dikte van minder dan 1 micron (1/100 van de diameter van een mensenhaar). Door hun dunheid kunnen deze zonnecellen semi-transparant, flexibel zijn of aangepast worden in kleur. Hierdoor zijn ze ideaal voor op maat gemaakte panelen voor oppervlakken zoals ramen, auto’s, bouwelementen, enz.

Tandemcellen

Perovskite Tandemcellen combineren conventionele siliciumcellen met perovskiet (dunnefilm-) zonnecellen. Samen kunnen ze leiden tot een verbeterde energieopbrengst, met een
theoretische limiet van 40%. De eerste modules zijn opgeschaald van labniveau naar echte modules van 30 op 30cm. EnergyVille is daarmee het enige onderzoekscentrum in Europa dat tandemmodules tot dit formaat kan maken.