Energie op water in een stroomversnelling

Varend door Denemarken kwam Tjeerd Jongsma voor het eerst op het idee van een drijvend zonnepaneel. Vol overtuiging nam hij het heft in eigen handen en werkte samen met zijn compagnon Sipco Eggink enkele jaren aan de ontwikkeling ervan. Na enkele prototypes, lijkt het eerste product nu ‘af’. Dit jaar kan dit ‘binnenvaartmodel’ de markt op. Ondertussen werken Jongsma en Eggink alweer aan een nieuw model, dat ook op groter water inzetbaar is. In 2016 waren de drijvende zonnepanelen een hit op de Innovation Expo. Inmiddels is deze innovatie hard op weg om Nederland verder te helpen naar een circulaire economie.

Jongsma voer met zijn boot langs een Deens windmolenpark en mocht er niet langs, terwijl de windmolens allemaal stil stonden. Jongsma, tevens directeur van het Instituut voor duurzame procestechnologie, vond die stilstaande windmolens zonde, want dan ligt er een kapitaal aan koper op de zeebodem voor niks. Gebruik dat koper om zonne-energie te transporteren, was zijn gedachte. Zonder succes probeerde hij bedrijven zover te krijgen dit op te pakken. Daarom besloot hij dit in april 2013 zelf te doen. Twee maanden later sloot Sipco Eggink bij het project aan.

Van start

‘De technologie om direct met zonnepanelen op zee te werken was op dat moment niet voorhanden’, geeft Eggink aan. ‘Maar voor de binnenwateren wel. Dus onderzochten we wat de voordelen zijn van panelen op water. Alleen al door de waterreflectie heb je 14% extra productie in vergelijking met standaard panelen. Daarnaast bleek uit eerdere studies dat als je het paneel mee laat draaien van oost naar west, je ongeveer kan rekenen op 18% extra opbrengst. Die extra productiecapaciteit hebben we afgezet tegen de extra kosten die bouwen op water met zich meebrengt, en dat bleek haalbaar.’

Het eerste prototype volgde in 2015, en in datzelfde jaar werd er in Groningen een pilot mee gedraaid. ‘Dat was erg leerzaam. Het was ook echt bedoeld om het praktisch te maken. Wat komt er nu bij kijken? Je hebt opeens stroom op water, hoe werkt dat? Ook voor de waterschappen en overheidsinstanties waarmee we deze pilot uitvoerden, was het goed om te zien hoe dit nu in zijn werk ging. Tijdens die pilot zocht Urgenda contact met ons. Zij vroegen ons onder meer of we onze innovatie tijdens de Dag van de duurzaamheid op de energiemarkt wilden tonen. Eenmaal daar werden we zowel voor de Innovation Expo als FabCity in Pakhuis de Zwijger gevraagd. Er kwam dus steeds meer interesse.’

Samenwerking dankzij Expo

‘Rond de Expo van 2016 is het echt hard gegaan. We zijn dankzij de Expo in contact gekomen met Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI) Watertechnologie, waar we veel aan hebben gehad. Tijdens de Expo hebben we sowieso veel contacten opgedaan, maar TKI zorgde echt voor diepgang, wat ons enorm heeft geholpen.’

Rond de Expo kwam er ook een nieuw type zonnepaneel op de markt. ‘Tot die tijd gebruikten we zogenoemde monofaciale panelen. Deze vangen aan één kant zonlicht op. Toen begrepen we dat inmiddels ook de bifaciale zonnepanelen op de markt kwamen. Deze panelen zijn dubbelzijdig en vangen daarom aan beide kanten zonlicht op. Hierdoor hoeven de panelen niet meer te draaien en leveren ze 125% van hun vermogen.’

Innovatie in innovatie

Eggink en Jongsma startten in deze periode een samenwerking met Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en lieten in België een eigen product maken met zonnepanelen van ECN. Dubbelzijdige zonnepanelen, die bovendien geen aluminium frame hadden zoals reguliere panelen, maar een glazen omhulsel. Een innovatie in een innovatie, waar Eggink trots op is. ‘Reguliere panelen maken gebruik van vier grondstoffen, waaronder aluminium en plastic. Deze panelen gebruiken er eigenlijk maar twee: glas en silicium. Bovendien zijn deze materialen ook nog eens makkelijk recyclebaar én gaan ze langer mee. Waar conventionele zonnepanelen ongeveer 15 jaar meegaan, geldt voor deze panelen een houdbaarheid van 30 jaar.’

De markt op

Het prototype voor de binnenwateren werd enthousiast ontvangen. Samenwerkingspartner Venster techniek ontwikkelde het product verder door, waardoor het nu klaar is voor de markt. Populair is het meteen, zo bleek al snel. Afgelopen december kregen Jongsma en Eggink te horen dat hun product een van de vier modellen is die het Nationaal Consortium ‘Zon op water’  vanaf april 2017 gaat testen.  Dit consortium bestaat uit 30 bedrijven, kennisinstellingen en overheden die samen de ambitie hebben om drijvende installaties van zonnepanelen te ontwikkelen en de realisatie van drijvende zonneparken te bevorderen.

Golven buitenspel

Ondertussen werken Jongsma en Eggink door aan een nieuw product. Het inzetten van het bifaciale zonnepaneel was namelijk niet het enige waardoor deze innovatie in een stroomversnelling raakte. Ook de steeds intensievere samenwerking met ECN droeg hieraan bij. ‘We konden nauw samenwerken met de onderzoekstak van ECN. Hierdoor konden we ons concept doorontwikkelen en toewerken naar een nieuw systeem, waarbij we niet alleen op de binnenwateren de panelen in kunnen zetten, maar ook op zee.’

Samen met ECN bedachten Eggink en Jongsma een techniek waardoor de panelen ook op het ruige zeewater hun werk konden doen. Drijvers ónder water en panelen bóven water zorgden ervoor dat de zonnepanelen golven de baas zijn. ‘Uit onderzoek van ECN bleek bovendien dat je een minimaal verlies aan rendement hebt als je de panelen niet op zuid (zoals bij panelen op het binnenwater), maar oost-west plaatst en dat je hierdoor ook op de juiste momenten pieken hebt in de opbrengst.’

Beren op de weg

Extra capaciteit uit de zonnepanelen, gebruikmaken van duurzame bronnen en binnenkort de start van een pilot. Het lijkt erop of niets deze innovatie nog in de weg kan staan om een groot succes te worden. ‘Het ziet er goed uit, maar ik zie nog genoeg beren op de weg’, stelt Eggink. ‘De belangrijkste is dat de SDE de bifacial zonnepanelen goedkeurt. SDE (Stimulering Duurzame Energieproductie) is een subsidieregeling van de rijksoverheid. Onze zonnepanelen leveren 25% extra vermogen. Voor onze businesscase is het wel belangrijk dat dit percentage ook wordt uitgekeerd, we betalen er immers ook voor. Mocht dat niet het geval zijn, moeten we wat anders verzinnen. Dat zou het wel een stuk lastiger maken.’

Toch is Eggink overtuigd van zijn innovatie. ‘Ik denk dat over vijf jaar een van de grootste bijdragen aan duurzame energie in Nederland van het water komt, mede dankzij deze innovatie. Met name door de combinatie van wind, water en zonne-energie. Wind- en zonne-energie, zowel de opbrengsten ervan als het moment van produceren, zijn complementair aan elkaar. Voor een aansluiting is dat ideaal.’

James Bond

Voor Eggink zou het realiseren van de drijvende zonnepanelen een droom zijn die werkelijkheid wordt. ‘Vanaf het begin hebben we ingezet op het maken van een product waar je in de praktijk zo weinig mogelijk “last” van hebt. Een vaak gehoorde klacht van duurzame energieopwekking is dat het horizonvervuiling oplevert of dat mensen het niet “in hun achtertuin” willen. Het charmante van ons product vind ik dat we een soort James Bond-achtige oplossing hebben. Als je een rietkraag om een gigantisch veld zonnepanelen in het water zet, zie je alleen nog de rietkraag. Het landschap is dus onaangetast, terwijl je wel op een duurzame manier energie opwekt. Dat is het mooiste wat je kunt hebben.’