10 jan.
Test innovatief PV-geluidsscherm Rolling Solar op EnergyVille: ‘Verduurzaming gaat hand in hand met economische groei’
Het Thor Park in Genk is sinds kort een innovatie rijker: een geluidsscherm met geïntegreerde zonnepanelen. Uniek is dat uiteenlopende PV-technologieën tijdens een meerjarige test op hun energieopbrengst worden vergeleken: traditionele kristallijn siliciumzonnecellen en revolutionaire dunnefilmzonnecellen. Daarnaast wordt door het aanbrengen van een geluiddempende laag onderzocht wat de beste oplossing voor de primaire functie is: het tegengaan van geluidsoverlast. Dit alles moet op termijn leiden tot de grootschalige uitrol van PV-geluidsschermen. ‘Door de honderden kilometers aan geluidsschermen langs de Vlaamse infrastructuur ook te gebruiken als hernieuwbare-energiecentrale kunnen we een enorme verduurzamingsslag maken’, aldus professor Michaël Daenen van UHasselt.
Het PV-geluidsscherm in Genk is gerealiseerd door het Rolling Solar-consortium. Daarin hebben diverse bedrijven en onderzoeksinstellingen uit België, Nederland en Duitsland hun handen ineengeslagen om de mogelijkheden van het integreren van PV in de infrastructuur verder te onderzoeken en daarbij belangrijke stappen te zetten in het kosteneffectief naar de markt brengen van die technologie. Het project kadert binnen het Interreg-programma Euregio Maas-Rijn; het wordt gefinancierd vanuit het Europese Fonds voor Regionale Ontwikkeling en mede ondersteund door de provincies Noord-Brabant, Vlaams-Brabant, Limburg en Luik, en het Nederlandse ministerie van Economische Zaken en Klimaat.
Demonstrator
Professor Michaël Daenen is associate professor Engineering Technology bij UHasselt, een van de projectpartners van Rolling Solar. Volgens hem zullen er steeds meer bouwprojecten met Infrastructure-Integrated Photovoltaics (IIPV) het levenslicht zien. ‘In Vlaanderen is de ruimte beperkt. Tegelijkertijd hebben we een dicht wegennet. Vanuit dat perspectief is het logisch om dat grote infrastructurele oppervlak te benutten voor het opwekken van zonne-energie. Dat kan bijvoorbeeld door PV te integreren in fietspaden en wegdekken. Maar ook zeker in de combinatie met geluidsschermen schuilt een groot potentieel. Dat onderzoeken we nu in de vorm van een demonstrator op Thor Park In Genk; op EnergyVille waar UHasselt, KU Leuven, VITO en imec onderzoek doen naar duurzame energie en intelligente energiesystemen. We hebben hier een geluidsscherm gebouwd aan een drukke, doorlopende weg. Dat is uitgerust met verschillende soorten PV-modules waarvan we de performance het komende jaar nauwgezet gaan monitoren.’
Geluidsabsorptie
Het bouwen en testen van het PV-geluidsscherm is onderdeel van een internationale exercitie. In Rosmalen bij ’s-Hertogenbosch is een vergelijkbare testinstallatie gebouwd door de Nederlandse projectpartners Heijmans, Soltech, Sanko Solar, Solliance en TNO EnergieTransitie. Er is echter sprake van een interessant verschil met het geluidsscherm van de Belgische deelnemers van het consortium: UHasselt, imec en Habenu-van de Kreeke.
In Nederland worden geluidsschermen onder een schuine hoek geplaatst om geluid af te kaatsen. In België staan ze op 90 graden ten opzichte van de grond; geluidsabsorptie is het leidende principe. Bij de demonstrator in Genk wordt daarom ook geëxperimenteerd met diverse geluidsabsorberende materialen die voor de zonnepanelen worden geplaatst. Zo kan in beeld worden gebracht wat die wat akoestiek betreft aan waarde toevoegen, en wat daarbij de effecten zijn op de energieopbrengst. Maar ook los van de primaire functie van geluidsschermen leveren de uiteenlopende opstellingen interessante datasets op om verschillen in rendement in beeld te brengen.
Dubbelzijdig
Het geluidsscherm dat in Genk verrijst, is in totaal 12 meter lang – met 1 meter tussen de 2 verschillende types wand – en 5 meter hoog. Op het ondoorzichtige betonnen gedeelte zijn traditionele zonnepanelen op frames bevestigd (kristallijn silicium PERC, en dunne film CdTe) en flexibele dunnefilmzonnepanelen (CIGS) verlijmd tegen de betonnen wand. Tot slot wordt er een opstelling van metalen frames gebouwd die voorzien is van semi-transparante, dubbelzijdige zonnepanelen. Die opstelling is 2 keer 4 meter breed. De aangebrachte bifaciale zonnepanelen met kristallijn siliciumzonnecellen hebben een formaat van 1 meter hoog en 4 meter breed. Ze vangen aan beide kanten licht op en zetten dat om in elektriciteit. Ook in deze wand worden 3 verschillende soorten cellen onderzocht; cSi, CIGS en CdTe.
Voor de materiaal-en technologiekeuzes en het modelleren van de energieopbrengst werd de expertise van imec benut. Inmiddels is de testfase aangebroken. Naast rendement wordt daarbij met behulp van allerhande sensoren – voor het meten van vervorming en temperatuur binnen in de modules – ook naar de stabiliteit van de materialen gekeken.
Enorme kansen
Ronnie Belmans, chief executive officer van EnergyVille en divisiehoofd van de afdeling Electrotechniek van de KU Leuven, heeft hoge verwachtingen van het project: ‘We gaan de installatie de komende jaren monitoren. De aangebrachte sensoren kunnen factoren zoals temperatuur en mechanische stress continu meten. Zo krijgen we zicht op de impact van (extreem) hoge of lage temperaturen op de energieopbrengst en onderzoeken we ook het effect van een zware, voorbijrijdende vrachtwagen of een stevige windvlaag op de stabiliteit van de technologie. Zo kunnen we over de seizoenen heen vaststellen wat de opbrengst is van de verschillende zonneceltechnologieën. Dit soort toepassingen brengt immers specifieke uitdagingen met zich mee op het gebied van betrouwbaarheid en robuustheid op de langere termijn. Daarnaast kijken we naar de toegevoegde waarde van de geluidsabsorberende materialen. Hiermee zetten we belangrijke stappen in het ontwikkelen van PV-geluidsschermen, uit het oogpunt van rendement en kosten. Daarmee willen we de uitrol naar de praktijk versnellen. Dat brengt enorme kansen met zich mee. Die geluidsschermen staan toch al langs onze wegen en er zullen er – om de toenemende geluidsoverlast te bestrijden – nog veel meer worden bijgeplaatst. We hebben het dus over een gigantisch totaaloppervlak waarvoor we een waardevolle dubbelfunctie creëren voor wat anders maar passieve infrastructurele elementen zijn. Bovendien is deze technologie toepasbaar in allerhande andere objecten in de gebouwde omgeving en dat is zeer relevant. Waar het standaardzonnepaneel dat we allemaal kennen nu domineert, zal die positie de komende decennia over worden genomen door BIPV. Zonne-energie is straks overal een onzichtbaar integraal onderdeel van onze landschapsarchitectuur en stedelijke omgeving.’
Fier
Bouw- en infrabedrijf Habenu-van de Kreeke tekende voor de installatie van het geluidsscherm in Genk. Daarmee wil het ervaring opdoen in wat het als een belangrijke groeimarkt van de toekomst ziet. Als specialist in bouwkundige en infrastructurele oplossingen wil het daarbij op de eerste rij zitten.
‘Het benutten van al die kilometers aan geluidswallen voor het opwekken van duurzame energie is niet meer dan logisch’, stelt Bas van de Kreeke. ‘Maar dan moeten die natuurlijk wel worden uitgerust met zonnecellen en nieuwe installaties worden geplaatst. Wij zijn er allereerst ontzettend trots op dat ons bedrijf deel uitmaakt van een internationaal consortium van gerenommeerde bedrijven en kennisinstituten uit België, Nederland en Duitsland. Voor ons is dit een serieus en waardevol leerproces. Onze mensen hebben een enorme expertise in het bouwen van geluidsschermen. Maar dit is toch iets anders. Het gaat opeens niet meer over beton maar over fijne elektronica, er moeten films worden geplakt, zonnepanelen gemonteerd… Daarvoor zijn andere skills nodig dan die we al in huis hebben. Je zag onze mensen hier dan ook zoeken naar manieren om het goed en efficiënt te doen. Tegelijkertijd is het duidelijk dat er voor de toekomst een enorme optimaliseringsslag schuilt in het werken met prefabcomponenten. Zo kun je delen van geluidswallen in een gecontroleerd industrieel proces maken om die vervolgens alleen maar te hoeven plaatsen en aan te sluiten. Dat zal ongetwijfeld voordeel opleveren in kwaliteit, maar uiteraard ook wat betreft kostenbesparing.’
