Een consortium onder leiding van TNO bestudeert nieuwe, drijvende flexibele zonne-energiesystemen. Het systeem, bestaande uit flexibele drijvende units met daarop flexibele zonnepanelen gemonteerd, is de afgelopen dagen geïnstalleerd in het Fieldlab Green Economy Westvoorne in het Oostvoornse Meer, nabij de Maasvlakte – een haven- en industriegebied in de buurt van Rotterdam. De pilot, die zal lopen tot de zomer van 2022, is de eerste stap in het creëren van economisch levensvatbare offshore fotovoltaïsche systemen.
In deze studie kijkt het consortium naar verschillende aspecten in het veldlab, zoals de energieopbrengst van de flexibele zonnepanelen, het gedrag van de drijvende units bij golfslag en harde wind, de aangroei van organisch materiaal op de units en de economische levensvatbaarheid.
Zonne-energiesystemen op water zullen naar verwachting een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Voor Nederland wordt een zonne-energiecapaciteit van 200 gigawattpiek (GWp) voorspeld in 2050, waarvan 25 GWp aan zonnepanelen op binnenwateren en 45 GWp aan zonne-energie op zee.
Er is nog werk aan de winkel om dat te bereiken, zegt Wim Soppe, onderzoeker bij TNO en manager van het project Solar@Sea II: “Zonne-energie op zee of offshore PV bestaat eigenlijk nog niet. Het is technisch zeer uitdagend om grote drijvende systemen met zonnepanelen op zee te installeren en tientallen jaren operationeel te houden. Bovendien is het door de materiaalkosten voor zware, stijve drijvers vaak moeilijk om deze systemen economisch rendabel te maken. Voor dit nieuwe concept is veel minder materiaal nodig en we hebben dan ook goede hoop dat het een stuk goedkoper zal blijken te zijn.”
Het concept bestaat uit twee drijvers van 7x13m met daarop 20 kWp aan zonnepanelen. Bijzonder aan de constructie is dat zowel de zonnepanelen als de drijvers gemaakt zijn van een flexibel materiaal (dunne-film PV) dat door het consortium is ontwikkeld.
Door deze toepassing kunnen de drijvers en de panelen meebuigen met de beweging van de golven. Ze bieden minder weerstand tegen de golven, waardoor de drijvers en de verankering lichter kunnen zijn en dus goedkoper geproduceerd kunnen worden dan met starre drijvers. Het project wordt uitgevoerd door een breed consortium waarin TNO samenwerkt met Bluewater Energy Services, Genap, Marin, Endures, en Avans Hogeschool.
Bluewater is verantwoordelijk voor de verankering van het systeem; Genap ontwikkelde de flexibele drijvers; Marin testte de hydrodynamische eigenschappen van de drijvers in haar modelproefbassin; Endures onderzoekt organische aangroei op de panelen en drijvers, en hoe dit te voorkomen; en Avans ontwikkelt onderhouds- en recyclingstrategieën voor dit concept.
Volgende stappen
Na de voltooiing van dit project is de volgende stap de bouw en installatie van een systeem op de Noordzee. In eerste instantie is het de bedoeling om met het systeem een efficiënte installatie- en onderhoudsmethode te testen die het consortium al aan het ontwikkelen is. Dit is belangrijk omdat het installeren en onderhouden van drijvende systemen op zee aanzienlijk moeilijker is dan op land, waardoor het een stuk duurder kan uitvallen.
De volgende ambitie is om rond 2024 een commercieel systeem van 1-5 MWp te bouwen, dat kan worden geïnstalleerd en elektrisch kan worden gekoppeld aan een van de nieuwe windparken op de Noordzee. Omdat de productie van zonne- en windenergie elkaar in de tijd weinig overlappen, is het niet nodig om extra kabels naar land te leggen.
Zonne-energiesystemen op water
Deze studie is een belangrijke stap in de routekaart die is opgesteld door het Nationaal Consortium Zon op Water. Het project Solar@Sea II wordt uitgevoerd met een Topsectorenergiesubsidie van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat. Het Fieldlab Groene Economie Westvoorne wordt mede mogelijk gemaakt door TNO en het Innovatieprogramma Energie & Klimaat, een initiatief van de Metropoolregio Rotterdam Den Haag, InnovationQuarter en de Provincie Zuid-Holland.
