Jammer dat we deze techniek zo’n 80 jaar geleden nog niet in huis hadden. Dan reden we nu vast allang in elektrische auto’s en was onze CO2-uitstoot wellicht niet zo’n groot probleem geworden. Want dat is wat de SolaRoad van TNO zomaar zou kunnen betekenen.
De SolaRoad is een kruising tussen wegdek en zonnepaneel: je kunt eroverheen rijden, maar tegelijkertijd zet het zonlicht om in energie. Die energie kun je vervolgens gebruiken voor de wegverlichting, markeringen, stoplichten en informatieborden; of gewoon aansluiten op het elektriciteitsnet. Het eerste prototype werd woensdag in science center NEMO gepresenteerd en in 2012 volgt een oefenproject in Krommenie (Noord-Holland). Zij hebben de primeur met een stuk zonneweg-fietspad van 100 meter lang.
Ruw glas
Sten de Wit, initiatiefnemer bij TNO, vertelt dat de SolaRoad niet zomaar een zonnepaneel is. “De SolaRoad is opgebouwd uit losse elementen die bestaan uit verschillende lagen. De onderkant wordt gevormd door een betonnen plaat, een bak van zo’n anderhalf bij tweeënhalve meter. Die is afgedekt met een toplaag van gehard glas. Een transparante laag, want eronder zitten zonnecellen die wel door zonlicht bereikt moeten worden.”
De glazen plaat is echter niet zo glad als hij op bovenstaand plaatje lijkt: hij is ruw gemaakt zodat weggebruikers voldoende grip hebben op de weg. “Die grip is natuurlijk erg belangrijk,” vertelt De Wit, “maar er is nog een reden. Er moet namelijk ook geen verblinding optreden. Als je gewoon glas zou gebruiken, dan zou de zon of een andere intense lichtbron voor verblinding kunnen zorgen en dat willen we natuurlijk voorkomen.”
Het ruw maken heeft wel het nadeel dat er minder licht op de zonnecellen valt. Denk maar aan een berglandschap: als de zon aan de ene kant staat, ligt de andere kant in de schaduw. Daarnaast is de opgeruwde glasplaat ook veel gevoeliger voor vuil dat invallend licht tegen kan houden, waardoor de opbrengst per plaat kan tegenvallen. Dat is echter een verwaarloosbaar probleem volgens De Wit: “Er is meer dan voldoende oppervlak aan wegen, dus het rendement hoeft per plaat niet erg hoog te zijn. Het is echter wel belangrijk dat er een goede balans is tussen de opbrengst en de kosten.”
Zo kan het ook
Er zijn meerdere manieren om energie op te wekken met het wegdek. Je kunt bijvoorbeeld de trillingen gebruiken, zoals Universiteit Twente doet in samenwerking met ingenieursbureau Tauw. Een piëzo-elektrisch-element kan namelijk beweging omzetten in elektrische energie. Dus als je een plaat van zulk materiaal onder het wegdek aanbrengt, kun je de trillingen veroorzaakt door het verkeer op een nuttige manier gebruiken.
Zie ook dit Kennislink-artikel over het gebruik van een piëzo-elektrisch-plaatje voor een regenmeter
Om die kosten in de hand te houden, gebruikt TNO geen zonnecellen die de gehele plaat bestrijken, maar meerdere kleine cellen. Dan mis je in principe een deel van het licht, maar daar is wat op bedacht. De Wit: “Tussen de glasplaat en de zonnecellen komt een optische laag met zogenaamde concentrators. Dat zijn elementen die het licht dat door de toplaag komt, concentreren op de zonnecellen.”
Elkaar versterken
Hoewel het een primeur is voor Nederland, wordt in Amerika gewerkt aan een soortgelijk wegdek. “Het bedrijf Solar Roadways zit in ongeveer dezelfde fase: ze hebben ook een prototype gebouwd en zijn nu bezig met de voorbereiding van een pilot. Alleen gebruiken zij dan een parkeerplaats en geen fietspad,” vertelt De Wit.
De techniek is ook erg vergelijkbaar: beide concepten bestaan uit een glazen toplaag met daaronder zonnecellen. De concentrators in de Nederlandse zonneweg zijn echter nieuw. Of het concept daardoor beter werkt, moet nog blijken uit de resultaten. De Wit: “Er zijn op dit moment nog geen gegevens over de prestaties van het Amerikaanse team dus daar kunnen we nog niets over zeggen”.
Daarnaast is het volgens De Wit voorlopig geen concurrentiestrijd. “Ik denk dat het goed is dat zulk soort initiatieven door meerdere partijen worden opgepakt dus ik wil graag kijken hoe wij elkaar kunnen versterken”. De partijen zijn namelijk in gesprek over mogelijke samenwerking. “We zijn nog in een dusdanig vroeg stadium dat het vooral interessant is om elkaar verder te helpen” aldus De Wit.
Testen in het echt
In 2012 kun je de SolaRoad zelf uit gaan proberen. Een fietspad in Krommenie wordt dan gedeeltelijk voorzien van de zonneweg-elementen, zodat TNO kan onderzoeken hoe de SolaRoad zich gedraagt onder echte omstandigheden en op de lange duur.
De grote vraag is natuurlijk hoeveel elektriciteit er uit het systeem komt en in hoeverre dat klopt met de berekeningen. De verwachting is dat per vierkante meter zo’n 50 kWh elektriciteit per jaar wordt opgewekt. Met een gemiddelde tweebaansweg van 12 meter breed, zou 6 meter weg dus zo’n 3600 kWh opleveren: genoeg voor één huishouden (een gemiddeld huishouden gebruikt ongeveer 3500 kWh per jaar).
Iedereen aan zonnewegstroom?
Het fietspad kan een eerste stapje zijn naar iets groots. Doe je namelijk een kort-door-de-bocht-berekening, dan zou je bijna 8 miljoen huishoudens per jaar van zonnewegstroom kunnen voorzien: (137.000.000 meter x 4 meter breed x 50 kWh) / 3500 = 7.828.571 huishoudens. Maar of het ooit zover komt, is natuurlijk helemaal niet zeker; TNO richt zich daar in ieder geval niet direct op.
Maar er zijn nog meer vragen die de pilot moet beantwoorden. "De testen binnen en buiten het lab zien er goed uit, maar in de werkelijkheid kan het toch net iets anders uitpakken. We willen bijvoorbeeld kijken hoe het zit met de stroefheid: blijft het oppervlak voldoende ruw, of moeten we daar tussentijds wat aan doen?” zegt De Wit. Als voorbeeld noemt hij een veegwagen met stalen borstels: “Gewone voertuigen zijn geen probleem, maar zo’n veegwagen is een ander verhaal.”
Het project is dus vooral bedoeld om van te leren en daarom wordt de opgewekte elektriciteit nog niet voor een specifiek doeleinde gebruikt. “We leveren die waarschijnlijk gewoon aan het elektriciteitsnet,” vertelt De Wit, “al zou het natuurlijk goed kunnen dat we een oplaadpaal neerzetten of de wegverlichting erop aansluiten.”
Na 5 jaar hoopt TNO voldoende informatie te hebben om tot een bruikbaar product te komen. De Wit: “Ons streven is om in 2015 producten te hebben die je zou kunnen toepassen in reguliere fietspaden. Al gaan we natuurlijk niet vijf jaar wachten voordat we een verbetering doorvoeren, dat gaat gewoon continu door.”
SolaRoad is een idee en initiatief van TNO, maar er zijn inmiddels meer partijen aangehaakt: de provincie Noord-Holland, Imtech en de Ooms Avenhorn Groep. De bedoeling is dat het product uiteindelijk op de vrije markt beschikbaar komt.
Lees meer over duurzame techniek op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/techniek/duurzaamheid/index.atom?m=en", “max”=>"6", “detail”=>"minder"}