Met circa 7500 kilometer vangrail in Nederland is in potentie veel zonne-energie op te wekken (foto: TNO).

TNO heeft met de provincie Noord-Holland en diverse partners onderzoek gedaan naar veilige en duurzame opwekking van energie via flexibele zonnefolie op vangrails. Met zo’n 7500 kilometer vangrail in Nederland is in potentie veel zonne-energie op te wekken. Uit de eenjarige proef die onlangs is afgerond, blijkt dat de proefopstelling – flexibele zonnefolie op 72 meter dubbele vangrail – goed is blijven functioneren onder verschillende weersomstandigheden.

Het project ’Modular E-cover for Smart Highways’ (MESH) is uitgevoerd door de provincie Noord-Holland en TNO, samen met Solliance Solar Research, Heijmans, Femtogrid en de Hogeschool van Amsterdam. De ‘E-cover’ is een module die op een dubbele vangrail kan worden geplaatst waardoor hierop zonnecellen kunnen worden bevestigd. Het ontwerp voor de E-cover is opgebouwd uit drie delen van slagvast polycarbonaat.

Nieuwe inzichten
De proefopstelling heeft een jaar lang gedraaid langs de N194 bij Heerhugowaard. Er is geen sprake geweest van vochtindringing of defecten en de opstelling leverde tot het eind zonne-energie, hoewel iets minder dan verwacht. Ook blijkt dat de beschermende afdekkap op de zonnecellen meer invloed heeft op de opbrengst dan verwacht. Volgens TNO zijn deze nieuwe inzichten nuttig om de technologie te verbeteren en straks in de praktijk te kunnen toepassen.

Invloed weersomstandigheden
Er zijn tijdens de proef flexibele dunnefilmzonnecellen gebruikt, aangezien de gangbare zonnepanelen te stijf zijn en gevaarlijk bij aanrijdingen. Types van verschillende producenten zijn ingezet om vast te kunnen stellen of ze goed blijven functioneren in uiteenlopende situaties. In een jaar tijd zijn de invloeden van alle seizoenen en weersomstandigheden gemeten. Voor duurzame productie van elektriciteit moeten de cellen, de elektronica en de aansluitingen goed zijn beschermd tegen invloeden van buitenaf, waaronder hitte, kou, zon, regen en andere factoren. Het ontwerp is een zorgvuldige afweging tussen veiligheidseisen, energieopbrengst, kosten en esthetiek.

Opbrengst minder dan verwacht
De opbrengst van de proefopstelling was ongeveer 1200 kilowattuur (kWh) per jaar. Verwacht was een opbrengst van ongeveer 1800 kWh/jaar, het verbruik van een gemiddeld 1-persoonshuishouden. TNO stelt dat voor de doorontwikkeling van dit soort toepassingen van geïntegreerde flexibele dunnefilmzonnecellen, verbeteringen nodig zijn van componenten, met name de beschermende afdekkap op de zonnecellen. Ook het energietransport naar de netaansluiting is van belang, vanwege de lengte van de opstelling. Om met een geïntegreerd systeem rendabel en duurzaam energie te kunnen opwekken, moeten de kosten verder omlaag. Bij het herontwerp moeten daarom ook de installatiekosten, vaak de grootste kostenpost van een zonnesysteem, veel aandacht krijgen, zo benadrukt TNO.

Ook op geluidsschermen
De flexibele zonnefolies zijn overigens niet alleen toepasbaar op vangrails, maar ook op bijvoorbeeld geluidsschermen of andere infrastructurele werken. TNO verwacht wat dat betreft veel van de transitie naar smart highways.

Een dwarsdoorsnede van de ‘E-cover’, een module die op een dubbele vangrail kan worden geplaatst waarna er zonnecellen op kunnen worden bevestigd. De E-cover is opgebouwd uit drie delen van slagvast polycarbonaat (foto: TNO).