Revolutie van de zonnecel

1. Karel Spee
Expertisecentrum Duurzame Innovatie
17 September 2014
REVOLUTIE VAN DE ZONNECEL
Solar als onderdeel van de derde industriële revolutie
Lector Solar Productietechnologie en Equipmentontwikkeling

2. Klimaatverandering
17 September 2014

3. 17 September 2014
Toename in CO2

11. 17 September 2014
Opwarming van de aarde

18. 17 September 2014
Stoppen
of op zijn minst drastisch
verminderen
van het stoken van
Olie, Kolen en Gas

19. Olie en gas steeds
moeilijker te
17 September 2014
winnen

29. Energie Transitie
Noodzakelijk
17 September 2014
Jeremy Rifkin
Jeremy Leggett

30. 17 September 2014
Transitie & Zonne-energie
• De wereld is/moet in transitie van olie, kolen en gas naar
100% herwinbare energie bronnen zoals wind, water,
biomassa en zonnecellen
• De wereld moet duurzaam worden en volledig circulair
• Zonnecellen zullen naar schatting ca. 1/3 deel van de
energie leveren
• Zonnecel markt zal enorm groeien in de komende
decennia

31. 17 September 2014
Zonne-energie enorm
potentieel
• 600 km2 genoeg voor
hele wereldbehoefte
aan energie
• 0,07% van
wereldoppervlak
• Oppervlak van
Duitsland
• 4% van de Sahara
1Twy = 8760 TWhr

32. Voorbeelden
Zonnepanelen
17 September 2014
Vandaag

41. Zonnecellen
en panelen
klein beetje techniek
17 September 2014

42. 17 September 2014
Mono- & polycrystallijne Si
zonnecellen
0.2 mm

43. 17 September 2014
c-Si Modules
36 cellen in serie verbonden
Panelen met 250-300 Watt zijn geen
uitzondering meer. ca 30 V en 8 Amp

44. 17 September 2014
c-Si Modules

45. 17 September 2014
Balance of Systems

46. Zonnecellen
en panelen
17 September 2014
statistiek

47. > 140 GWatt
Bijna 300 ‘Borsele’ kerncentrales
17 September 2014
Exponentiële toename
geïnstalleerde PV in de
wereld (2000-2013)
Bron: EPIA Global market Outlook for photovoltaics 2014-2018

48. 17 September 2014
PV vermogen in Nederland
Sept 2014: Mijlpaal 1 GigaWatt bereikt
Bron: Rapport SMZ-2014-3 (Stichting Monitoring Zonnestroom), Sept. 2014

49. 17 September 2014
PV module efficiënties
blijven stijgen

50. 17 September 2014
Kosten modules blijven
zakken
Bron: Paul Maycock, First Solar, Bloomberg New Energy Finance

51. 17 September 2014
Kosten modules+BOS
Kosten PV electriciteit
2013:
ca. 13 €ct/kWh
in Duitsland
< 6-8 €ct/kWh
in zon rijke landen

52. 17 September 2014
Zonne installatie goede
investering
type
zonnepanelen
Phono Solar 250
Wp Black
Geïnstalleerd
vermogen
4,5 kWp
Verwachte initiële
jaaropbrengst
3.890 kWh/jaar
Totale kostprijs
installatie in 2014
6.210 euro
(exclusief. BTW)
http://www.lineatrovata.com/nl/energieoplossingen/oplossing/zonnepanelen

53. 17 September 2014
Postcode roos deelname
goede investering
• Berekeningen bij Lectoraat Finance & Sustainability van Avans
Hogeschool
• Postcoderoos coöperatie
• Panelen liggen op dak schuur van agrarier
• Deelname huishouden 3.500 kWh (< jaargebruik)
• Saldering gedurende hele looptijd
• Ruim 16 panelen (250 Wp paneel opbrengst per paneel 214 kWh/jaar
• Geen subsidie
• 25 jaar levensduur
• Onderhoudskosten, schoonmaakkosten en 25 jaar inverter kosten
meegenomen
• Opbrengstafname meegenomen
• Geld voor aanschaf wordt geleend
Efectieve rente voor huishouden > 10%
Disclaimer: iedere situatie kan anders zijn met iets gewijzigde uitkomst

54. 17 September 2014
PV vandaag
• Starre inflexibele panelen
• Twee kleuren blauw of zwart
• Architectonisch vaak lelijk toegepast

58. 17 September 2014
Zo kan het ook
• Flexibele maatvoering modules (driehoekige panelen)
• Mooie architectuur
• Volledig geïntegreerd in daken en panelen
• Verwerkt in dakpannen

65. 17 September 2014
Maar wat als we ook kleur
kunnen toevoegen
• Daken in allerlei kleuren
• Architectonische gevelpanelen in allerlei kleuren

69. 17 September 2014
Maar wat als we het
volledig flexibel kunnen
maken
• Ultieme flexibele maatvoering
• Verwerking in niet vlakke ondergronden
• Op flexibele substraten zoals textiel
• Ontelbare toepassingen, maar nog weinig concrete producten

76. 2e generatie
Dunne-film
zonnecellen
17 September 2014

77. 17 September 2014

78. 17 September 2014
‘Rising stars’
CIGS
OPV
c-Si

79. 17 September 2014
Solliance
onderzoeksconsortium
dunne film zonnecellen
Alle dunne film PV research in Nederland, België en een deel van
Duitsland samengebracht.
Creatie van synergie tussen > 250 onderzoekers

80. 17 September 2014
CIGS dunne film zonnecellen
Dunner dan 0.03 mm
Transparante
geleider
Cu-In-Ga-Se
actief zonnecel
materiaal
Metaal achter-contact

81. 17 September 2014
NL Machine bouwers

82. 17 September 2014
CIGS panelen
• Mooie zwarte panelen
• CIS panelen leveren 10% meer stroom op dan silicium
zonnepanelen
– Meer opbrengst uit diffuus licht
– Meer tolerant tegen schaduw
– Lagere temperatuur coëfficiënt
Bron: http://www.e2energie.nl/cis-zonnepanelen.html

86. 17 September 2014
Organische zonnecellen
D
-
metaal electrode
transparante electrode
substraat
Light

87. 17 September 2014
OPV volledig te maken met
druktechnieken
• Drukken ‘als een krant’
• Volvlaks of individueel vormgegeven via inkjetprinten
Inkjet printen van Zilver lijntjes
State of the art R2R drukmachine voor OPV

88. 17 September 2014
OPV
• Kan in potentie allergoedkoopste zonnecellen opleveren
• Flexibel en in allerlei vormen mogelijk
• Diverse kleuren mogelijk
• Transparantie mogelijk

89. 17 September 2014
Organische en geprinte
elektronica
Scala van in te bouwen
eigenschappen:
• Dun en
• Flexibel en vormbaar
• Draagbaar
• Rekbaar
• Transparant
• Onbreekbaar
• Vouwbaar
• Oprolbaar
• In iedere vorm te maken
Met:
• Lage milieu impact
• Grootschalige druktechnieken leiden tot lage kosten

90. Toekomst
Luxaflex
Zonnebomen
17 September 2014
enz. Enz.

91. 17 September 2014
OPV op luxaflex
Toepassing in huis
Prototype version 1
Prototype version 2

92. Artist impression

93. Lowlands

95. Weg van de Toekomst in Oss

97. 17 September 2014
Zonneboom met flexibele
OPV in geprinte blaadjes
• Idee + 1e demo Solliance
• Avans studieobject
• Levensgrote levensechte boom met
duizenden blaadjes
• Partners gezocht

98. Artist impression

99. 17 September 2014
Kleinschalig steeds meer
producten met PV te koop
Samsung NC215s

100. 17 September 2014
Solar Deurbel
• Twee ex-Avans studenten
• Tegengaan van verspilling van energie
• Als alle deurbellen in Europa op solar zouden werken kunnen
twee kolencentrales gesloten worden

101. 17 September 2014
(Flexibele) laders

102. 17 September 2014
Solar in textiel
Pauline van dongen

103. 17 September 2014
Solar is de toekomst
cima.spee@avans.nl

104. Dank aan google
en de diverse
fotografen van de
gebruikte foto’s
17 September 2014
cima.spee@avans.nl