Hoe effectief zijn zonnepanelen?

Zonne-energie via zonnepanelen op je huis is betaalbaar en betrouwbaar. De bekende panelen, meestal geïnstalleerd op daken, leveren al jaren uitstekende rendementen – toch valt er nog veel te winnen. TNO voorspelt dat het omzettingsrendement van PV-systemen op de lange termijn kan verdubbelen. Daarnaast kan de prijs van PV-systemen met een factor van minstens drie omlaag. TNO werkt aan nieuwe technologieën en toepassingen die de prestaties verder verhogen en tegelijkertijd de productiekosten verlagen.

Zonnepanelen zijn verkrijgbaar in verschillende configuraties. Naast de bekende panelen zijn er bifaciale zonnepanelen en zonnepanelen met cellen waarvan alle contacten zich aan de achterzijde bevinden.

Onafhankelijk van de configuratie kunnen we drie categorieën PV-technologie onderscheiden: op basis van kristallijne silicium wafers, op basis van dunne-film zonnecellen of op basis van een stapeling van afzonderlijke zonnecellen zoals een tandem.

Silicum PV: De mogelijkheden zijn onbeperkt

Meer dan een halve eeuw oud en nog steeds het meest gebruikte type zonnepaneel met 95% van het wereldwijde marktaandeel: kristallijn silicium, afgeleid van het Latijnse woord “silex”, oftewel vuursteen. Dit heeft het achtervoegsel -ium omdat het op een metaal lijkt. Meer dan de helft van alle zonnepanelen ter wereld bevat TNO-technologie. In de afgelopen tien jaar is het rendement van silicium zonnecellen die op grote schaal worden geproduceerd sterk toegenomen tot boven de 20%.

De komende jaren willen TNO en haar partners dichter in de buurt komen van het verwachte maximale rendement dat mogelijk is bij grootschalige, kosteneffectieve productie, geschat op ongeveer 26%. Dat gaan we doen door functionele lagen te ontwikkelen en aan te brengen op de silicium wafers om zo complete zonnecellen te maken. Het gaat om ultradunne lagen die zo dun kunnen zijn als een paar nanometer (een duizendste van een micrometer). Wij ontwikkelen deze geavanceerde technologieën samen met bedrijven en andere kennisinstellingen in ons zonnelab en lopen internationaal voorop op dit gebied.

DUNNE-FILM MODULES: FLEXIBELE PV-TOEPASSING

Het flexibel toepasbare alternatief voor silicium zijn dunne-film PV zonnecellen en -modules. Silicium zonnecellen zijn momenteel ongeveer 150 micrometer (0,15 millimeter) dik, terwijl dunne-film één tot drie micrometer dik is. Ook bij deze aanpak gaat het om zeer verschillende materialen die zo dun kunnen worden aangebracht dat ze flexibele PV-modules mogelijk maken.

TNO richt zich vooral op twee materialen: Koper Indium Gallium Selenide (CIGS) en het nieuwe perovskiet. CIGS-zonnepanelen worden al op grote schaal geproduceerd. Door zijn flexibiliteit is dunne-film PV ook gemakkelijker en breder toepasbaar dan silicium. Bovendien hebben de modules die voor deze over het algemeen een betere esthetiek doordat ze uniform van kleur zijn. TNO richt zich op de ontwikkeling van technologieën voor de integratie van dunne-film zonnecellen in allerlei producten met verschillende vormen en kleuren (customized products) en op verpakkingstechnologieën die resulteren in een hoge betrouwbaarheid van deze producten. Je kunt de aanbieders van deze zonnepanelen vergelijken via Zonnepanelen-regio, zij helpen u graag verder!

Voor haar ontwikkelingen in dunne-film PV-technologie werkt TNO in het dunne-film PV-lab samen met de industrie, universiteiten en andere onderzoeksinstellingen. Veel onderzoek wordt gedaan binnen het samenwerkingsverband Solliance, waarin TNO een hoofdpartner is.