Zonne-energie opwekken met geluidsschermen

“De technologie, op deze manier toegepast, heeft potentie."

In Nederland staat zo’n 1.250 kilometer aan geluidsscherm langs de snelweg die een enorm oppervlakte (zo’n 200.000 vierkante meter) beslaan met slechts één functie: geluid tegenhouden. Daar moet meer mee kunnen, bedacht universitair docent en TU/e-onderzoeker dr. Michael Debije. Samen met het TU/e Innovation Lab en bouwbedrijf  Heijmans onderzoekt hij de mogelijkheid om zonne-energie op te wekken met geluidsschermen. Niet met reguliere zonnepanelen - want die zijn kostbaar en diefstalgevoelig - maar op een nieuwe en slimmere manier.

Relatief goedkoop en belangrijke voordelen

Het begon in het scheikundig laboratorium van de TU/e. De onderzoeksgroep Functional Organic Materials & Devices van Michael Debije doet er onderzoek naar zogenaamde luminescent solar concentrators. Glazen of kunststof plaatmateriaal met daarin luminescente moleculen die licht absorberen en weer uitzenden, met name naar de zijkanten van de plaat. Debije: “Deze luminiscent solar concentrator is relatief goedkoop en heeft interessante optische eigenschappen. Plaats je een photovoltaïsche cel (zonnecel) aan de zijkanten, dan kun je stroom opwekken en de grootte van de zonnecel enorm verkleinen. Hoewel het rendement lager is dan bij een regulier zonnepaneel, heeft het systeem belangrijke voordelen. Zo kun je door het plexiglas heen blijven kijken, is het te maken in allerlei kleuren én het licht kan er van twee kanten in, waardoor je minder afhankelijk bent van de positie ten opzichte van de zon. Dat zijn kenmerken die uitstekend van pas komen bij toepassing in bijvoorbeeld een geluidsscherm. De technologie is eigenlijk geschikt op alle plaatsen waar het reguliere silicium zonnepaneel niet handig is. Dat is een uitkomst in de gebouwde omgeving. Reguliere zonnepanelen nemen immers veel ruimte in, moeten onder een bepaalde hellingshoek staan en hebben een beperkte esthetische kwaliteit.”

Veelbelovend marktmodel

Sander Limonard is als new business developer bij TU/e Innovation Lab betrokken bij het project. Hij maakt op dit moment samen met bouwbedrijf Heijmans de stap van technisch/wetenschappelijk model naar levensvatbare businesscase. Limonard: “De technologie, op deze manier toegepast, heeft potentie. We kijken nu gericht naar allerlei variabelen zoals kosten, levensduur, produceerbaarheid, verschijningsvormen, esthetiek, energie rendement, consequenties voor montage en onderhoud. Het ziet er veelbelovend uit. Deze vorm van energieopwekkend geluidsscherm is naar verwachting relatief goed betaalbaar, ongevoelig voor positie en hellingshoek en zeer diefstal- en vandalismebestendig. Zelfs beklad met graffiti geven de panelen nog steeds rendement. Niet voor niets heeft Heijmans voor deze toepassing van PMMA een Gouden Decibel Award gekregen.”


Er zijn ook andere baten

Stijn Verkuilen, innovatiemanager bij Heijmans: “Wij hebben samen met Michael Debije en enkele industriële partners een eerste prototype gerealiseerd. Dat zijn we nu o.a. qua energieopbrengst verder aan het onderzoeken, testen en doorrekenen. Zo bouwen we het eerste gevoel op bij de business case. We hebben twee innovatieprogramma’s lopen waarin deze technologie mogelijk een rol zal gaan spelen. Het eerste is Smart Highway, daarbij verkennen we een aantal nieuwe oplossingen voor de intelligente, interactieve wegen van morgen. En het tweede is onze visie op de Energie neutrale Stad, waarin nieuwe initiatieven centraal staan om samen met overheid, wetenschap, bedrijfsleven en burgers slim energie op te wekken en te (her)gebruiken.

Kantelpunt

Deze exercities doen we niet voor niets. Wij vinden dat we als bouwer mee moeten met de ontwikkeling. De wereld staat op een kantelpunt. Duurzaamheid, veiligheid, energie, beleving en interactiviteit zijn de waarden van de toekomst. Als Heijmans willen we voorop lopen en bouwen op basis van de wensen van morgen. Samenwerken met de TU/e is duiken in een inspirerende wereld voor ons. De TU/e levert de kennis, wij de realisatiekracht. Door samenwerking kunnen er bijzondere win-win situaties ontstaan. En daarbij gaat het niet alleen om Euro’s. Er zijn ook andere baten, zoals duurzaamheid, energiezuinigheid en esthetiek. Wij denken dat deze luminescent solar concentrator naast geluidsschermen ook mogelijk andere interessante toepassingen heeft. In gevels, straatmeubilair of terreinafscheiding bijvoorbeeld. Maar daarvoor is het nog te vroeg.


Living Lab

Limonard: “Dit is een interessant terrein. Wetenschap koppelen aan (latente) marktvraag is fascinerend werk. Het is altijd anders. Dat op een goede manier bij elkaar brengen is de uitdaging. Dat betekent dat je uit je comfortzone moet komen. Daar hebben we in Heijmans een uitstekende partner. Zij durven te verkennen en te innoveren, dat vind je niet bij iedere ondernemer. Het Smart Highway concept is vergelijkbaar met onze manier van denken in de Living Labs. Nieuwe technologie direct in een real-life situatie toepassen om het in de grillige praktijk te kunnen testen, analyseren en verbeteren. Dat levert uiteindelijk robuustere oplossingen op dan degene die je compleet vooraf uitdenkt.

 
TU/e Rethinking Power

Energie is van primair belang voor het functioneren van onze maatschappij. Toch kunnen we ons niet blijven verlaten op fossiele bronnen. Op de TU/e leveren 400 onderzoekers van 7 faculteiten en 30 onderzoeksgroepen een bijdrage aan de Strategic Area Energy. Zij werken samen met bedrijfsleven en kennisinstellingen aan nieuwe manieren van energievoorziening: kleinschalig, lokaal, persoonlijk én schoon. Technologie is daarvoor een belangrijke enabler. Uiteindelijk zal de inzet van renewable energy resulteren in meer mondiale welvaart in een veel schonere omgeving. TU/e, Rethinking Power.