In Nederland is er een duidelijke verschuiving zichtbaar naar het installeren van zonne-energiesystemen in stedelijke omgevingen, in plaats van grootschalige installaties op het platteland. Een belangrijk onderdeel van deze ontwikkeling is het optimaal benutten van de volledige gebouwschil voor energieopwekking. In dit project ligt de nadruk op transparante daken. Een glazen dak laat zonlicht door en biedt thermische isolatie, maar kan op zonnige dagen zorgen voor een aanzienlijke opwarming van de binnenruimtes, wat leidt tot een grotere behoefte aan koeling.
Met behulp van een semi-transparant zonnestroomsysteem met lage concentratie kan dit probleem tegelijkertijd worden aangepakt. In plaats van een standaard transparant bouwmateriaal wordt een lenssysteem gebruikt om een deel van het zonlicht te focussen op een kleine collector, waarmee lokaal energie wordt opgewekt. Doordat een deel van het licht wordt weggenomen, vermindert de warmtelast, wat de behoefte aan koeling verlaagt. Het resterende licht wordt benut voor natuurlijke verlichting van de binnenruimte.
Er is een prototype van 2 m² ontwikkeld waarin deze principes zijn toegepast, zoals te zien is in figuur 1a. Hierbij zijn voornamelijk standaard extrusieprofielen en componenten gebruikt. Om de zonnecollector gedurende de dag en het jaar in de focuslijn van de lens te houden, wordt een spelingsvrij spindelsysteem gebruikt, aangedreven door een steppermotor en aangestuurd door een zonvolgprogramma dat specifiek voor dit project is ontwikkeld.
Het systeem is in het winkelcentrum Overvecht in Utrecht geïnstalleerd voor een praktijktest in de periode april – juni 2021. Uit de resultaten bleek dat het gebruik van speciale siliciumzonnecellen, die geschikt zijn voor geconcentreerd licht, een betere keuze is dan de commercieel verkrijgbare, zeer efficiënte ‘triple junction’ concentratorzonnecellen. Met deze siliciumcellen kan het beoogde product bij een gemiddelde zoninstraling en de dakhelling van winkelcentrum Overvecht een vermogen van ongeveer 24,3 W/m² aan elektrische energie en 45,8 W/m² aan thermische energie leveren. Bij een gunstigere dakhelling zou dit zelfs met een factor 1,4 kunnen toenemen.
Heeft u een vraag of wilt u contact opnemen?
