Echte Innovaties: 3 baanbrekende trends in de zonne-energiesector

Sinke houdt zich al zijn gehele loopbaan bezig met zonne-energie. Van een afstudeeronderzoek in de jaren tachtig over silicium als basismateriaal voor zonnecellen tot zonne-energie in de volle breedte als hoofdonderzoeker zonne-energie bij TNO. Inmiddels is Sinke welverdiend met pensioen, maar hij volgt de zonne-energiesector nog steeds op de voet. Van welke drie ontwikkelingen verwacht hij het meest?

1. Tandem-zonnepanelen

De efficiëntie van silicium zonnepanelen (ofwel het percentage van zonlicht dat ze omzetten in elektriciteit) heeft in de afgelopen decennia een enorme ontwikkeling doorgemaakt. Momenteel staat de teller op 22 procent. Maar de rek raakt er zo langzamerhand een beetje uit, zegt Sinke. “Op een gegeven moment kom je bij een fundamentele grens, waar je simpelweg niet boven kan komen. Voor silicium zonnepanelen ligt die rond de 25 procent.”

Om in de toekomst tóch een hogere efficiëntie te bereiken, zijn dus andere innovaties nodig. Sinke verwacht het meest van tandem-zonnecellen. “Dat zijn gestapelde zonnecellen, waarbij je twee of meer materialen met elkaar combineert. Zo is het mogelijk om een efficiëntie van 30 procent te behalen door een silicium-zonnecel te combineren met een zonnecel van perovskiet. In het lab kan dat al en op verschillende plekken worden al productielijnen opgebouwd.”

“Ik verwacht dat het eerste paneel met tandem-zonnecellen ruim voor 2030 op de markt verschijnt”, vervolgt hij. “En wie weet: wellicht tillen we de efficiëntie van zonnepanelen in de toekomst wel naar 40 procent, door drie of vier materialen met elkaar te combineren. Dit heeft ontzettend veel potentie.”

Lees ook: Opmerkelijk: energie uit een rolletje tape van de bouwmarkt

2. Zon op zee

Er is altijd veel scepsis geweest over het opwekken van zonne-energie op zee. Maar dat sentiment is aan het kantelen, merkt Sinke. “Een proefproject in de buurt van Scheveningen toont nu aan dat de constructie extreme weersomstandigheden overleeft. Het kan dus, daar is het bewijs voor geleverd. Daarnaast is het gevoel van urgentie rondom duurzame energieopwekking enorm toegenomen in de laatste jaren. Daardoor staat zon op zee ineens veel meer in de belangstelling.”

Of het daadwerkelijk gaat vliegen, is nog onzeker, aldus Sinke. Maar het zou héél groot kunnen worden. Het kan namelijk goed gecombineerd worden met offshore windenergie. “Die combinatie brengt verschillende voordelen met zich mee. Het gezamenlijke gebruik van infrastructuur (cable-pooling, red.) bijvoorbeeld, om de kosten te drukken. Maar denk ook aan de optimale benutting van het aantal beschikbare vierkante kilometers. De Noordzee is een druk gebied. Alleen om die reden ligt het al voor de hand om wind op zee te combineren met zon op zee.”

Lees ook: Doorbraak met transparante zonnepanelen: maakt dit de weg vrij voor energie-opwekkende ramen?

3. Circulaire en recyclebare zonnepanelen

Momenteel telt de wereld ongeveer 1 terawattpiek aan geïnstalleerde zonne-energiecapaciteit. Maar om echt een deuk in het spreekwoordelijke pakje boter te slaan, moeten we op termijn zeker richting de 100 terawattpiek gaan. “Dat kunnen we onmogelijk doen met lineaire producten”, zegt Sinke. “Enerzijds moeten we innoveren om het gebruik van schaarse en kostbare materialen te voorkomen. Anderzijds moeten we zonnepanelen gaan maken die we aan het einde van de levensduur uit elkaar kunnen halen, zodat we de materialen kunnen hergebruiken. Ontwerpen voor hergebruik en recycling dus.”

Sinke verwacht in de aankomende jaren veel innovaties te zien die inhaken op deze uitdaging. Er is namelijk nog een lange weg te gaan. “Het aluminiumframe is eenvoudig te demonteren en te hergebruiken. Ook glas kan in principe al teruggewonnen worden, maar wordt meestal nog niet hoogwaardig hergebruikt. Maar we moeten in staat zijn om álle onderdelen terug te winnen, van de elektrische verbindingen tot de zonnecellen zelf, zodat alles echt gerecycled kan worden. De grote uitdaging is om dit kostentechnisch voor elkaar te krijgen. Daarvoor is techniek en regelgeving nodig. Maar hoe dan ook, dit móét gebeuren.”