Officieel gecertificeerd  en gelicentieerd als advance installer van SMA en voor installation and commissioning van opslagsystemen van TESVOLT

0252-516420

Bereikbaar tot 21:00

Naar mijn gevoel is het matige succes van dunne film-panelen tot nu toe vooral een marketingprobleem. CI(G)S panelen zijn te eenzijdig ingezet als goedkoop alternatief voor mono- en polykristallijne panelen. De unieke mogelijkheden van het buigzame materiaal zijn onvoldoende benut. Zo zijn CdTe-panelen veel transparanter dan welk ander paneel ook. Saardoor zijn ze uitstekend bruikbaar voor gebogen overkappingen. Het is ook veel makkelijker om - eventueel op bestelling - afwijkende vormen te maken en daarmee een esthetisch verantwoorde dakbedekking te realiseren.

Een veel belovende toekomst?
De verwachting is dat in de toekomst dunne-film panelen de hoofdrol zullen spelen. Wat de toekomst betreft, een snelle blik op onderstaande afbeelding is veelzeggend.

Foto: AZUR SPACE Solar Power GmbH

Het plaatje toont de verschillende onderzoekslijnen van zonnepanelen vanaf 1975. De onderzoekslijnen zijn gebundeld in vier groepen. Twee van die groepen zijn tot dusver uitvoerig besproken. Dat zijn de kristallijne zonnecellen (violet) en de dunne film zonnecellen (groen). Te zien is hoe het rendement van deze groepen gestaag is gestegen, dat deze stijging de laatste twee decennia is afgevlakt en dat het verschil tussen beide groepen is afgenomen. 

Met het oog op de toekomst is het vooral interessant om stil te staan bij de twee andere groepen. De eerste is bestaat vooral uit multi-junction (meerlagig) of tandem cells en uit single-junction GaAs cells (paars). Het rendement van deze cellen - doorgaans in laboratoria - ligt tussen de 30 en 47%. Maar een andere groep, emerging PV cells (rood) is evenzeer interessant. Onderzoek hier is veel recenter van de grond gekomen. In minder dan 10 jaar is al een aanzienlijke verbetering van het rendement gerealiseerd.  Beide groepen zijn om uiteenlopende redenen van belang. 

Multi-junction cells
Silicium is een waardevol materiaal gebleken, ondanks het feit dat het lastig is te procederen is en in vaste vorm kwetsbaar is. Een ander nadeel is werd al eerder besproken: Het ‘vangen’ van elektronen gaat silicium niet op elke bandbreedte van het zichtbare deel van het spectrum even goed af. Dit probleem kan worden opgelost door zonnecellen te maken die uit verschillende lagen bestaan. Elke laag ‘specialiseert’ zich dan op een ander deel van het spectrum. Aanvankelijk werd hiervoor amorf silicium gebruikt. Later bleek dat met gallium arsenide (GaAs) betere resultaten konden worden geboekt, tot wel 44% rendement. Overigens wordt ook zonder gelaagde structuur met dit materiaal een uitstekend rendement behaalt. Gallium arsenide is echter schaars en het productieproces is ingewikkeld. Daarom zal het zeker op korte termijn niet in gewone zonnepanelen worden verwerkt. 

Een monokristallijn paneel (links) en een CI(G)S paneel (rechts) - Foto: Zonnepanelen.net

Sommige mensen die de zwarte monokristallijne zonnepanelen al mooi vonden vallen helemaal op zwarte CIGS-panelen. Over de levensduur valt nog weinig te zeggen. Het belangrijkste nadeel is dat degenen die zonnepanelen voor privégebruik aanschaffen, bij voorkeur een zo hoog mogelijk rendement uit hun (schaarse) dakruimte willen halen. Degenen die veel dakruimte hebben, zijn daarentegen vooral geïnteresseerd zijn in een lange levensduur.

Tot nu rechtvaardigt de combinatie van transparantie én rendement nog geen opschaling naar een commercieel product. Voor toepassingen als overkappingen en andere grote glasoppervlakten waar een zekere tint acceptabel is zijn er al uitstekende alternatieven. De doorbraak van zonnepanelen verwerkt in vensterglas staat echter voor de deur. De integratie van zonnepanelen in vensters zal het gebruik van zonne-energie verder stimuleren. Van verdringing van de traditionele zonnepanelen, waarvan het rendement de komende jaren nog wel wat zal stijgen, zal geen sprake zijn. Wel is te verwachten dat zonnecellen steeds vaker in daken en dakpannen worden geïntegreerd. Daarover gaat de volgende blogpost.

Wat zijn dunne film-panelen?
Dunne film-panelen zijn gemaakt van poedervormige stoffen die worden aangebracht op een flexibele ondergrond. Aanvankelijk werd vooral amorf-silicium gebruikt. Nu zijn het vooral een combinatie van cadmium telluride (CdTe) of een van koper, indium en selenide (het CIS-paneel). Toevoeging van het giftige gallium aan CIS-panelen zorgt dat ze hun diepzwarte kleur behouden.

De productie van dunne film panelen kost veel minder energie dan die van kristallijne zonnepanelen. Ook zijn er minder grondstoffen nodig en ze hebben geen negatieve milieu-effecten hebben, afgezien van gallium. De terugverdientijd voor neutrale CO2-uitstoot is hierdoor 9 maanden, bij 2 jaar voor kristallijne panelen.

Overzicht van onderzoekslijnen naar het rendement van zonnecellen – afbeelding: National Renewable Energy Laboratorium (CC)

Dunne film-zonnepaneel – foto: MiaSolé

Door Herman van den Bosch


De speurtocht naar nieuwe wegen begint met het dunne film-paneel, dat al een tijdje op de markt is. Het verhaal van dunne film-panelen is tot nu toe nog niet erg spectaculair. Hun rendement is gestaag gestegen en ligt tussen de 12- 14%, wat wordt gecompenseerd door hun lagere prijs. Onder laboratoriumomstandigheden is al wel een rendement van 21% bereikt. Dunne film-panelen zijn minder temperatuurgevoelig, wat op warme dagen hun rendement ten goede komt. Het verhaal dat ze het ook beter doen bij bewolking is nooit bewezen. Het marktaandeel, dat rond 2010 op 20% lag, is wereldwijd gehalveerd. Diverse fabrikanten zijn inmiddels failliet.

De afbeelding links toont een gelaagde cel die wordt blootgesteld aan 1000 maal geconcentreerd zonlicht, met als resultaat een rendement van 44%. Dit soort ‘kostbare’ zonnecellen zijn afgezien van de ruimtevaartindustrie geschikt voor zonneparken waar spiegels het licht ‘vangen’ en geconcentreerd stralen naar zonnecellen, die meestal zijn verwerkt in de top van een toren.



De stagnerende opmars van dunne film-zonnepanelen

EXPIRION B.V. 

Experts in Solar
Van de Woestijneheem 37

2182 WL Hillegom
T: 0252-516420
E: info@expirion.nl

​KvK-nummer: 72002492

​​

© EXPIRION B.V. 2013-2018 

Emerging PC cells
Bij de ontwikkeling van zonnecellen stond tot nu toe voorop de meest rendabele productie van elektriciteit tegen zo laag mogelijke kosten. De laatste jaren is de belangstelling gegroeid voor zonnecellen die energie produceren en tevens lichtdoorlatend zijn. In dit geval kan genoegen worden genomen met een lager rendement dan dat van gewone zonnecellen.  Nagenoeg volledig transparante zonnecellen kunnen worden gebruikt als vensters van huizen en kantoren en als bouwmateriaal voor kassen. Hierdoor komen er ineens miljarden vierkante meters bij die voor energiewinning geschikt zijn. Bij de ontwikkeling van een passend type zonnecellen worden zeer uiteenlopende technieken en materialen beproefd.

Bijgaand een filmpje over de ontwikkeling van Clearview power, Dit is een bijna transparante glassoort,  die in het laboratorium een bevredigend rendement opleveren bij de productie van energie.


Meer lezen van Herman van den Bosch? Bezoek dan zijn website. Hier verschijnen maandelijks nieuwe blogs van Van den Bosch over o.a. duurzaamheid en innovatie.