Roofs 2021-01-12 Met gekleurde zonnepanelen zijn prachtige dingen mogelijk

Aan tafel met… Angèle Reinders

In deze rubriek laat Roofs markante personen van binnen en buiten de dakenbranche aan het woord. De insteek is om de visie en de persoon achter die visie voor het voetlicht te brengen.

Nolanda Klunder

Dat zonnepanelen altijd blauw of zwart moeten zijn, is een beperking die binnenkort verleden tijd is. Door nieuwe technieken en materialen is er inmiddels veel meer mogelijk, vertelt Angèle Reinders. Zij is hoogleraar Design of Sustainable Energy Systems aan de Technische Universiteit Eindhoven, en universitair docent Sustainable Products and Energy Systems aan de Universiteit Twente. Reinders doet onderzoek naar manieren om duurzame-energietechnologieën te integreren in producten, gebouwen en infrastructuur. Bijzondere aandacht gaat daarbij uit naar nieuwe mogelijkheden van PV-panelen. “Er is behoefte aan meer variëteit bij zonne­panelen”, vertelt Reinders. “Bij andere bouwmaterialen, zoals bakstenen en dakpannen, is er keus, maar zonne­panelen waren tot voor kort altijd blauwe of zwarte vlakken.”

Kleurenspectrum

Er zijn allerlei manieren om PV-panelen een andere kleur te geven, licht Reinders desgevraagd toe: “Je kunt een andere kleur creëren door te variëren met de dikte van de anti-reflectiecoating op zonnecellen; daardoor reflecteert het licht anders. Je kunt kleuren mengen met kunst­stoffen of in dunne lagen aanbrengen (coaten) op het glas dat over de cellen aangebracht is of je kunt kleine puntjes printen met een bepaalde kleur (op afstand lijkt dat dan een egaal gekleurd vlak). Dat alles heeft als effect dat de zonnepanelen een andere kleur krijgen. Op die manier kan je vrijwel alle kleuren creëren: rood, geel, groen, lichtpaars. We zijn nu aan het uitzoeken welke effecten die kleuren hebben op het rendement.”

Reinders legt uit: “De huidige blauwe en zwarte zonnepanelen gebruiken maar een deel van het zonlicht. Zonlicht bestaat uit fotonen, pakketjes energie. Die pakketjes willen we opvangen en omzetten in stroom voor ons gebruik. Maar niet alle fotonen zijn hetzelfde: er zijn fotonen met veel energie en fotonen met weinig energie. Dat verschil gaat gepaard met een verschil in golflengte waarin het foton zich voortbeweegt, en die golflengte gaat weer gepaard met een specifieke kleur, die wij mensen kunnen waarnemen. Zo vormen de fotonen een kleurenspectrum in het zonlicht. Fotonen met een lange golflengte neigen naar de kleur rood, fotonen met een korte golflengte zien er voor ons uit als blauw. Hoe korter de golflengte, hoe meer energie de foton bevat. Blauwe fotonen bevatten dus veel energie, rode minder. Silicium, waar de meeste zonnepanelen van gemaakt zijn, zet sommige fotonen effectiever om in energie dan andere; rode fotonen worden het meest opgevangen en het beste omgezet in stroom. Van de blauwe fotonen gaat relatief veel verloren, en dat is zonde. Je zou dus de golflengte van de andere kleuren fotonen willen omzetten in de golflengte van de rode, zodat zij optimaal benut worden. Dat kan je doen door kleurstoffen aan te brengen in zonnepanelen.”

Dat de rode kleur ertoe leidt dat een groter deel van het kleurenspectrum van zonlicht wordt gebruikt is mooi meegenomen, maar het is niet het enige doel, benadrukt Reinders. “Primair gaat het erom om het aanzicht te verbeteren en meer keuzevrijheid te hebben bij PV-panelen. In combinatie met goede efficiency, uiteraard. Daar gaat het in mijn onderzoek over: ervoor zorgen dat mensen technologie voor duurzame energie optimaal gaan benutten.”

Nieuwe mogelijkheden

“Er is met deze nieuwe ontwikkeling zo veel mogelijk. Je kunt niet alleen allerlei kleuren aanbrengen, maar de nieuwe panelen zijn ook lichtdoorlatend: je kunt zonlicht dus binnen laten komen door de zonnepanelen heen. In de Verenigde Staten bestaan al kassen met rode zonne­panelen, waar het licht doorheen binnenkomt. Roodachtig licht heeft namelijk effect op de groei van planten. Daarbij kunnen de nieuwe zonnepanelen gekromd worden. Dat geeft natuurlijk heel veel mogelijkheden; denk aan een voetgangersbrug waar een kromming van zonnepanelen overheen gespannen is, waar het licht gekleurd doorheen komt. Bij het gebruik van kleuren hoef je niet alleen te denken aan gekleurde vlakken: je kunt ook grafische patronen aanbrengen. Dat levert prachtige mogelijkheden op, zoals façades met patronen of illustraties, waarmee je de energie voor het pand opwekt. In Nederland zijn deze mogelijkheden beschikbaar maar ze worden nog weinig commercieel toegepast. Met deze innovaties zijn prachtige dingen mogelijk. Ik hoop daarom dat de markt de mogelijkheden oppikt en ermee aan de slag gaat!”

Overschot aan zonne-energie

Reinders studeerde experimentele natuurkunde in Utrecht, en promoveerde ook daar. “Ik wilde begrijpen hoe onze natuurkundige werkelijkheid functioneert. Daarbij had ik al snel interesse in licht en alle natuurkundige verschijnselen daaromheen. Dat bracht me uiteraard bij de zonne-energie. De grootste vraag in onze tijd is hoe we alle benodigde energie op een duurzame manier kunnen opwekken. De zon is de grootste energiebron die we hebben die gratis een oneindige hoeveelheid energie naar de aarde straalt. In een uur tijd levert de zon genoeg energie aan de aarde om alle mensen voor een heel jaar te voorzien. Het is raar dat we dit enorme overschot aan duurzame energie grotendeels ongebruikt laten. Zo kreeg ik interesse in PV-technologieën en alle mogelijke toepassingen daarvan.”

Reinders maakt deel uit van Solar Movement, een Nederlands overlegorgaan tussen architecten, onderzoekers en ont­werpers. Zij vertalen technologie naar producten en gebouwen die passen bij menselijke behoeftes. Reinders: “Het gaat daarbij over de vraag hoe wij ons als mens relateren aan de technologie. Een goed ontwerp draagt eraan bij dat mensen bereid zijn om een nieuwe technologie te integreren in hun leven. Ontwerpers en architecten kunnen deze vertaalslag maken, waardoor nieuwe technologieën zoals deze zonnepanelen, een rol gaan spelen in het leven van mensen. Onderzoek is een proces van trial and error, een soort ontdekkingstocht waarbij je met kleine stapjes verder komt. Zo vind je telkens nieuwe oplossingen. En het mooie is: wat wij ontdekken, kan in de realiteit gebruikt worden. Meer kleur in de energiewereld, daar kan ik echt vrolijk van worden.”