Kantelende ramen volgen de zon

Duurzaamheid

Een start-up uit Delft heeft zonnepanelen van glas ontwikkeld. Ze laten licht door, maar weren overtollig zonlicht en zonnewarmte.

Nieuwe gevel van verhuisbedrijf Mondial Movers in Alblasserdam. De zonnepanelen van techbedrijf Wellsun uit Delft richten zich de hele dag naar de zon. Foto Walter Herfst

„Staat-ie nu op zon volgen?” Een medewerker van de Delftse start-up Wellsun loopt richting de ongewone glazen gevel van een kantoorpand aan de A15. Verhuisbedrijf Mondial Movers had tot vorige week een gevel zoals er zoveel zijn in Nederlandse kantoren: een volledig glazen gevel, waarachter een trap in het zonlicht baadt. Op de treden staan een paar potten met ficussen. Het werd hier in het trappenhuis ’s zomers 40 graden, vertellen medewerkers. Het is een prettige plek – voor tropische planten.

Voortaan heeft het verhuisbedrijf ruim honderd gekantelde ruiten naast de voordeur. Het Delftse techbedrijf Wellsun maakte een gevel van glazen zonnepanelen die zich de hele dag naar de zon richten. Ze zijn bijna compleet lichtdoorlatend. Dat is voor zonnepanelen ogenschijnlijk onmogelijk, want die moeten licht juist absorberen. Toch wekken de panelen bijna evenveel elektriciteit op als een conventioneel zonnepaneel. Tegelijkertijd weren ze overtollig zonlicht en zonnewarmte. Wellsun, een bedrijf met vier medewerkers, won begin deze maand in München de Real Estate Innovation Award met zijn Lumiduct-gevel.

Lees ook over die letterlijk groen worden dankzij nanodeeltjes.

Huizen en kantoren gebruiken bijna 40 procent van alle energie in Nederland. Om die gebouwen ‘energieneutraal’ te krijgen, wordt overal nagedacht over integratie van zonnepanelen. Weggewerkt in dakpannen, verticaal tegen muren, en op ramen.

Ramen die zonne-energie opwekken zijn nog schaars. Ja, er zijn zonnecellen die, als donkere tegeltjes, in glas gevat zijn. Op station Utrecht Centraal zijn er perronkappen van gemaakt. Die platen wekken veel stroom op, maar eronder is het wel vrij donker. En er bestaan elektriciteitopwekkende folies om ramen mee te coaten, maar die hebben een lage stroomopbrengst.

De gevel van Wellsun is iets nieuws. De start-up deed vier jaar onderzoek met de Radboud Universiteit in Nijmegen en de TU Eindhoven. Mondial Movers kocht de eerste gevel, die vorige week woensdag in Alblasserdam werd gepresenteerd.

„Er is nog niets vergelijkbaars op de markt”, zegt de Britse expert Hasan Baig desgevraagd. Baig, van de University of Exeter, is gespecialiseerd in zonne-energie in gebouwen. Hij is niet betrokken bij Wellsun.

In 2020 moet Nederland 20 procent duurzame energie produceren. Minister Kamp denkt ver te komen. Maar hoe?

De zonnegevel in Alblasserdam bestaat uit 132 panelen van ongeveer 35 bij 50 centimeter. Ze zijn opgehangen in een frame, in een glazen erker die vóór de bestaande kantoorgevel geplaatst is. Van ’s ochtends tot ’s avonds kantelen de panelen naar de zon, om zo veel mogelijk zonlicht op te vangen.

Terwijl we in het trappenhuis staan, draait een medewerker van Wellsun de panelen horizontaal, zodat ze geen zonlicht meer opvangen. Dat is op deze warme oktoberdag te merken. Meteen stijgt de temperatuur in het trappenhuis onaangenaam.

Dat de kantelende panelen veel zon tegenhouden, is moeilijk voor te stellen. Ze zijn van glas, en er is geen zonnecel op te zien. Ze zijn niet groter dan een zandkorrel, zegt directeur Stan de Ridder van Wellsun. „Elke zonnecel is maar 0,5 bij 0,5 millimeter groot.” De zonnecellen op het paneel zijn extreem efficiënte cellen, met drie lagen (triple-junction-cellen, voor de kenners). „Ze zijn ook meer dan honderd keer zo duur als gewone zonnecellen”, zegt De Ridder. „Daarom werden ze eerder alleen in de ruimtevaart gebruikt.”

De truc van de panelen van Wellsun is dat ze het zonlicht via spiegeltjes zevenhonderd keer concentreren, zodat het precies op de stroom-opwekkende zandkorrels terechtkomt – het principe lijkt op vuur maken met een vergrootglas.

De gevel die nu in Alblasserdam geplaatst is, brengt naar verwachting 65 kWh/m2 per jaar op. Een conventioneel paneel dat verticaal geplaatst wordt, zit op 80 à 85 kWh. Maar als je een gewoon zonnepaneel voor een glazen gevel plaatst, zie je weinig meer. Tussen de Lumiduct-panelen door zie je de omgeving nog.

Directeur Tom Stuij van Mondial Movers schuift aan. „Het past bij de uitstraling van het bedrijf”, zegt hij. In 2009 zette hij een windmolentje op het dak, twee jaar later kwam de eerste elektrische vrachtwagen. Vorig jaar liep hij Wellsun tegen het lijf op de Vakbeurs Energie. „En ik had dat warmteprobleem op kantoor, dat ik moest oplossen.”

„Met ons systeem kun je gebouwen in één klap energieneutraal maken”, zegt Stan de Ridder. Hij begint enthousiast op te sommen. „Je absorbeert het directe zonlicht: het hinderlijkste licht als je zit te werken. Je hebt op kantoor geen zonwering meer nodig. Je hoeft glazen ramen in de stad niet meer te coaten. Daardoor spiegelt er minder warmte de stad in, en warmen steden minder op. Het is”, hij haalt even adem, „allemaal wáár”.

In ieder geval is het rendement van het paneel hoog: 30 procent. Veel hoger dan die van raamfolies, zegt ook zijn Britse vakgenoot Hasan Baig. En de bedoeling is dat de energie-opbrengst van de Lumiduct nog groter wordt. De warmte die zich in de glazen erker ophoopt, wordt straks afgevangen met een warmtewisselaar. „Dan gebruiken we de warme lucht om water op te warmen.” Een partnerbedrijf van Wellsun, Vision4Energy, heeft daarvoor een speciale warmtewisselaar ontwikkeld. „Die heeft vertraging”, geeft De Ridder toe. „Die komt begin 2018.”

Crazy Dutch engineers

De panelen die zonne-energie concentreren in een zandkorrel zijn ontwikkeld door het Canadese bedrijf Morgan Solar. Morgan wilde met de panelen zonne-centrales bouwen in woestijnen. Concentrating photo- voltaics (CPV), zoals de techniek heet, is heel efficiënt. Maar: de concentratie-truc werkt alleen met direct, loodrecht invallend zonlicht. In zonnige gebieden zouden de dure panelen hun geld wel opbrengen, was altijd dé belofte van dit type zonnepaneel. „Maar de meeste CPV-projecten redden het niet, vanwege de lage kosten van conventionele silicium panelen”, zegt Hasan Baig.

Wellsun bedacht echter een nieuwe toepassing. De Ridder: „Wij dachten: hier kun je een zonwering mee maken die energie opwekt. Dus we hebben bij Morgan panelen besteld, en we zijn begonnen. Ze vonden ons a bunch of crazy Dutch engineers.” Uiteindelijk kreeg Morgan een belang in Wellsun, in ruil voor gebruik van de panelen.

Als er wolken zijn, is er geen direct zonlicht, en leveren de panelen in Alblasserdam geen stroom. Om ze toch rendabel te laten werken, moeten de panelen precies op de zon gericht blijven, om al het directe zonlicht in te vangen. „Dat was het moeilijkst”, zegt De Ridder. „Uiteindelijk lukte het om de zon te volgen met 0,5 graad nauwkeurigheid.” Wellsun en zijn partners kregen 2 miljoen euro subsidie van verschillende Nederlandse technologie- en duurzaamheidsfondsen.

Metingen aan de gevel bij Mondial Movers moeten uitwijzen of de voorspelde stroomopbrengst ook wordt gehaald, en of het kantoor- en werkklimaat erdoor verbetert.

En de kosten? Volgens Wellsun kan een afnemer die in tien jaar terugverdienen. Dan moet hij wel duurzaamheidssubsidie aanvragen, én de gevel installeren in plaats van geïntegreerde zonwering. De start-up is nu „in gesprek” met enkele grote zakelijke klanten.

Hasan Baig uit Exeter denkt dat er, ondanks de kosten, voor de Nederlandse uitvinding wel een plaats op de markt is. „Voor ramen met een architectonische uitstraling. Dit is een Mercedes.”