Zonnepanelen in de gebouwde omgeving: dat kan mooier, slimmer en beter

Voor de reductie van CO₂-uitstoot in de gebouwde omgeving moeten we maximaal inzetten op zonne-energie. Hoe? Door optimaal gebruik van al het beschikbare oppervlak maar ook door een slimme integratie van zonnestroom en elektrische auto’s in het elektriciteitsnet. Dit betoogt prof. dr. Wilfried van Sark, hoogleraar Integratie van zonne-energie in zijn oratie op 31 oktober aan de Universiteit Utrecht.

Zonne-energie in Nederland is aan een enorme opmars bezig. Zo is in tien jaar tijd het aandeel aan zonne-energie verhonderdvoudigd, en wordt er voor het eind van 2019 zo’n 7 gigawatt aan geïnstalleerde zonnepanelen verwacht. Dat terwijl de toename wereldwijd ‘slechts’ een factor 25 was in diezelfde tien jaar. En het eind is nog lang niet in zicht: de markt in Nederland groeit momenteel zelfs anderhalf maal sneller dan in de rest van de wereld.

Klimaatdoelstelling

Ondanks deze explosieve groei draagt zonnestroom in Nederland momenteel voor niet meer dan zo’n 5% bij aan onze elektriciteitsvraag. Het grootste deel van die zonne-energie wordt opgewekt op daken in de gebouwde omgeving. Helaas ligt er meestal maar een gering aantal zonnepanelen op een dak. Om daadwerkelijk bij te dragen aan de CO₂-emissiereductiedoelstellingen in de gebouwde omgeving, zoals afgesproken in het Klimaatakkoord, moet het aantal zonnepanelen dan ook een flink stuk omhoog, en wel tot ruim dertigmaal zoveel. Van Sark: “Daartoe zullen we alle beschikbare oppervlak in moeten zetten, naast daken ook gevels en wellicht ramen, omdat we ook onze warmte- en mobiliteitsbehoefte anders moeten inrichten, namelijk elektrisch.”

Daken en gevels

Er zijn ondertussen veel meer opties voorhanden dan de welbekende blauwe zonnepanelen die je doorgaans in tangramvorm op de daken van individuele huizen ziet liggen. Volgens Van Sark kan het allemaal namelijk veel mooier én slimmer. “Het is al lang mogelijk, en ik kan dat niet genoeg benadrukken, om een geheel dakvlak van zonnepanelen te voorzien of ze juist daarin te integreren. Dat kan in allerlei kleuren, maar ook in de vorm van dakpannen. Nadelige effecten van schaduw door dakkapellen en schoorstenen kunnen op hun beurt worden geminimaliseerd met slimme elektronica.”
Ook gevels van utiliteitsgebouwen en bedrijfspanden lenen zich uitstekend voor zonnepanelen. Van Sark: “Gevelplaten die energie opwekken zijn al in alle kleuren en maten verkrijgbaar. Het is goed voorstelbaar dat elk oppervlak in de toekomst energie opwekt, zonder dat je doorhebt dat het zonnepanelen zijn!”

Slimmer inpassen in elektriciteitsnet

Het aanbod aan zonnestroom wisselt natuurlijk per dag en per uur. Hetzelfde geldt voor de vraag naar elektriciteit door elektrische auto’s en warmtepompen. “Maar ons huidige elektriciteitsnet kan niet overweg met die schommelingen en vormt daarmee een belemmerende factor voor een ongebreidelde toename van zonne-energie“, aldus Van Sark. En verzwaren van het net is een enorm kostbare operatie. Maar met goed management van het net is zo’n verzwaring uit te stellen. Big data komt hierbij om de hoek kijken. “Dan krijg je namelijk een goede balans tussen de opgewekte zonne-energie, waarvan je vooral de fluctuaties veel beter dan nu zal moeten voorspellen, en de elektriciteitsvraag. Dat kun je doen door slim gebruik te maken van batterijen in huis, in de wijk, of in de auto.” Van Sark verwacht dat met name de autobatterij met een slimme laadpaal belangrijk zal zijn voor het in balans houden van het elektriciteitsnet.

Oratie

Wilfried van Sark is hoogleraar Integratie van zonne-energie sinds september 2018. Zijn oratie ‘Integratie door differentiatie - de rol van zonne-energie in de samenleving’ vindt plaats op donderdag 31 oktober a.s. om 16:15 in het Academiegebouw van de Universiteit Utrecht.