Het SUNOVATE project richt zich op het verbeteren van de elektriciteitsopbrengst van gebouw-geïntegreerde zonnepanelen (BIPV) door opwarming van de panelen tegen te gaan, en op het verminderen van het energieverbruik voor verwarmen en koelen van gebouwen door slim reguleren van IR-licht door ramen. TNO ontwikkelt samen met universiteiten en bedrijven technologie die kan leiden tot een besparing van energieverbruik voor gebouwen tot 20%.
Om de energie- en klimaatdoelstellingen voor de gebouwde omgeving te halen, met als einddoel een energie- en klimaatneutrale gebouwde omgeving in 2050, is het noodzakelijk om het energieverbruik in gebouwen zoveel mogelijk terug te dringen. Daarnaast is het van belang dat de resterende energiebehoefte wordt afgedekt met lokaal opgewekte duurzame energie. In dit project richten we ons op de productie en demonstratie van functionele folies die zowel in ramen als in gebouwgeïntegreerde zonnepanelen (BIPV) worden geïntegreerd.
De functionele folies voor ramen worden gebruikt in gelaagd veiligheidsglas en bevatten slimme pigmenten die kunnen schakelen tussen het doorgeven en blokkeren van zonnestraling (IR-licht). Door de geïntegreerde pigmenten schakelt de film bij het opwarmen van het raam naar een temperatuur van 25 ° C of hoger over van doorlatend naar blokkerend IR-licht. Deze omschakeling gebeurt autonoom en zonder de zichtbare transparantie van het raam te beïnvloeden.
Wanneer de temperatuur daalt, schakelt de film terug in een vergelijkbaar proces. Hierdoor wordt in de winter zonnewarmtestraling door het raam doorgelaten, wat bijdraagt aan verwarming. In de zomer zorgt deze technologie ervoor dat zonnewarmtestraling buiten blijft, en de woning niet onnodig opwarmt. Dit vermindert de vraag naar airconditioning en verbetert het comfort.
TNO heeft onlangs berekend dat een volledige omschakeling van de huidige, deels verouderde ramen naar hightech beglazing in 2030 in heel Europa een totale jaarlijkse energiebesparing van 75,5 miljoen ton olie-equivalenten en een vermindering van de CO2-uitstoot van 94,3 miljoen ton zou opleveren (bron: Potentiële impact van hoogwaardige beglazing op energie- en CO2-besparingen in Europa, TNO, 2019).
In BIPV-panelen zullen de functionele films worden gebruikt als encapsulant, om de glazen afdekking te lamineren op de rest van het paneel. De functionele film zal worden ontworpen om alle zonnestraling te blokkeren die alleen bijdraagt aan de verwarming van het BIPV-paneel en die niet kan worden omgezet in elektriciteit. Dit voorkomt oververhitting in BIPV-panelen, wat kan leiden tot efficiëntieverlies en zelfs permanente schade aan het BIPV-paneel.
Reguliere BIPV-panelen bestaan uit absorberende lagen van kristallijn silicium. Een beperkt gedeelte van de golflengtes in zonlicht worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Geabsorbeerd IR-licht met een lagere energie dan de bandbreedte van kristallijn silicium verhoogt alleen de temperatuur van de BIPV-panelen. Bij een hogere temperatuur wordt de efficiëntie van BIPV-panelen verminderd en genereren ze minder elektriciteit.
BIPV-panelen werken goed bij hoge stralingsniveaus, maar hun prestaties gaan achteruit als ze warm worden. De meest gebruikte kristallijne Si PV-panelen hebben een zogenaamde temperatuurcoëfficiënt van -0,4 tot -0,5% per ºC. Dit betekent dat bij elke graad boven de 25ºC de elektriciteitsoutput van het paneel met ongeveer een half procent afneemt. Bij temperaturen van 80ºC kan permanente en onherstelbare schade aan BIPV-panelen ontstaan, waardoor ze minder goed of helemaal niet meer werken.
Het onderzoek binnen SUNOVATE vormt de basis voor de toekomstige vertaling naar een industrieel proces en biedt commerciële kansen voor bedrijven in de regio.
Is je interesse gewekt? Neem dan contact op of kijk op de website: www.project-sunovate.com.
