Groot potentieel voor in gebouwen geïntegreerde zonnepanelen

Het rapport werd geschreven door Martje van Horrik, onderzoeker en projectleider bij NEBER, Michiel Ritzen, senior-onderzoeker van de faculteit Bèta Sciences en Technology van Zuyd, en Zeger Vroon, lector Zonne-energie in de gebouwde omgeving bij Zuyd. De drie auteurs zijn tevens verantwoordelijk voor een onderdeel van het Photovoltaic Power Systems Programme van het International Energy Agency gericht op onderzoek om de uitrol van bipv te versnellen.

Gebouwgeïntegreerde zonnepanelen worden gezien als een interessante mogelijkheid om de toepassing van zonnepanelen in de gebouwde omgeving te vergroten, vanwege de esthetische kenmerken en omdat ze bouwcomponenten zoals dakpannen en buitenmuren gedeeltelijk overbodig maken. Toch blijven de opschaling en uitrol van het product achter, vergeleken met andere toepassingen van zonnepanelen.

De onderzoekers inventariseerden de faal- en succesfactoren in de ontwikkeling en toepassing van Nederlandse bipv-producten. Daarnaast gingen ze de kansen en belemmeringen na voor de toepassing van bipv en de rol van de verschillende betrokkenen. Het onderzoek maakt duidelijk waarom de ontwikkeling en de toepassing van bipv in Nederland nog niet of slechts gedeeltelijk aan de verwachting van grootschalige toepassing heeft voldaan.

“Op dit moment bestaat nog te weinig eenduidige en betrouwbare informatie over bipv-producten en regelgeving. Architecten, adviseurs, installateurs, aannemers, projectontwikkelaars en projectmanagers laten het enorme bipv-potentieel nog te vaak ongemoeid. Voor de opschaling en uitrol is een intensieve samenwerking nodig tussen pv-leveranciers, pv-ontwikkelaars en adviseurs, uitvoerders en leveranciers in de bouwsector. De pv-sector moet collectief eenduidige informatie gaan verstrekken én de koppeling maken met de praktische randvoorwaarden uit de bouwsector”, verklaart Martje van Horrik.

“Ik ben vooral verrast door het potentieel aan bipv-oplossingen en -bedrijven ondanks de huidige uitdagende marktomstandigheden. Wat echter ontbreekt, is een integraal, multidisciplinair raamwerk. Alle betrokkenen in de bouwsector moeten op het juiste moment over de juiste informatie kunnen beschikken. Bovendien vraagt werkelijk duurzaam bouwen niet alleen om meer pv-toepassingen, maar ook om integratie van alle innovaties”, zegt Ritzen.

Aanbevelingen

De onderzoekers doen enkele aanbevelingen voor verbeteringen op technisch, economisch, juridisch en communicatief vlak. Ze baseren zich hiervoor op een uitgebreide rondvraag in de sector. Het blijkt dat een intensieve samenwerking tussen pv-leveranciers en ontwikkelaars en de adviserende, uitvoerende en leverende partijen in de bouwsector de belangrijkste succesfactor is voor bipv-producten.

Een goede samenwerking zorgt voor een betere aansluiting van het product op de uitvoering in de bouw, zowel technisch als procesmatig. Op deze manier leren alle betrokkenen de nieuwe producten ook kennen, waardoor meer vertrouwen en een draagvlak ontstaan voor de toepassing ervan.

Informatie

Een belangrijke faalfactor is het gebrek aan eenduidige en betrouwbare informatie over geïntegreerde zonnepanelen en de regelgeving, specifiek voor de bouwsector. De kwaliteit van de beschikbare informatie wordt bovendien als matig tot slecht beoordeeld. Dit zorgt voor een beperkte kennisopbouw waardoor veel scepsis bestaat ten opzichte van nieuwe producten. De informatiebehoefte is het grootst met betrekking tot de esthetische mogelijkheden, de bouwkundige integratie en de ontwerpmogelijkheden.

Opmerkelijk is dat de behoefte aan informatie over de kosten (aanschaf en exploitatie) relatief klein is terwijl dit wel één van de doorslaggevende criteria is voor het toepasssen van bipv. Hieruit kan geconcludeerd worden dat door het gebrek aan informatie over de ontwerptechnische mogelijkheden niet eens wordt onderzocht of de producten financieel haalbaar en interessant zijn.

Uit de enquêtes die de onderzoekers afnamen, blijkt dat de esthetische kwaliteit en de aanschafkosten essentieel zijn voor de aanvaarding van een nieuw bouwproduct. Daarnaast zijn vorm en maatflexibiliteit, de levensduur en het bieden van een integrale oplossing het meest belangrijk. De resultaten van de rondvraag tonen dat certificering van producten en garantie veel minder belangrijk zijn in de acceptatie van een nieuw bouwproduct. Opvallend is dat de respons uit de vastgoedsector hier vanaf wijkt. Voor deze sector zijn garantie en de onderhoudskosten het meest belangrijk.

Liefst 89% van de betrokkenen die tijdens het onderzoek werden ondervraagd, wil in de toekomst graag vaker werken met geïntegreerde zonnepanelen. De meerderheid van de respondenten heeft in het verleden de mogelijkheden voor bipv onderzocht omdat het deel uitmaakte van een project of omdat men geïnteresseerd was in een duurzame energievoorziening. De meesten geven toe dat geïntegreerde oplossingen er fraaier uitzien en met bipv een samenhangend geheel en een logische vorm kan worden gecreëerd waardoor het de esthetische kwaliteit van de gebouwde omgeving ten goede komt. Ook ziet men met bipv meer mogelijkheden voor erfgoed. Daarnaast gaat men er vanuit dat in gebouwen geïntegreerde energieopwekking de toekomst is en dat dit vanzelfsprekend zou moeten zijn. De aanscherping van de regelgeving is hierin stimulerend.

Knelpunten

Uit het onderzoek blijkt tevens dat het werken met geïntegreerde zonnepanelen als bovengemiddeld complex en duur wordt ervaren. De verhouding prijs-kwaliteit kan volgens de ondervraagden veel beter, waarbij men met kwaliteit doelt op zowel de levensduur, het rendement als de bouwtechnische kwaliteit zoals vocht, montage- en vervangingsmogelijkheden. Een verdere integratie van zonnepanelen met reguliere producten, materialen en toepassingen is wenselijk. Deze aspecten moeten ondersteund worden door duidelijke regelgeving en een betrouwbaar garantiesysteem. Onzekerheid over de levensduur en garantie vormen voor 15% van de ondervraagden een rem.

De aanbestedingscultuur werkt volgens de onderzoekers belemmerend voor de toepassing van geïntegreerde zonnepanelen. Doordat de verkoopargumenten vaak onduidelijk of niet relevant zijn voor de uitvoerende partijen is bipv een gemakkelijke bezuiniging in een project. Hierdoor blijft de prijs doorslaggevend.

Daarnaast worden bipv nog steeds gezien als een risico. Het gaat om innovatieve en complexe producten doordat ze meer functies combineren dan in standaard zonnepanelen of bouwproducten en hierdoor dus een grotere kans op productfouten bestaat. Ook in termen van arbeid is het een risico, omdat er onvoldoende inzicht is in de impact op de arbeid bij de toepassing van bipv. Wat de arbeidsintensiviteit betreft beoordeelt men het werken met geïntegreerde zonnepanelen als gemiddeld tot redelijk arbeidsintensief.

De verandering van de bouwsector als gevolg van de economische crisis en de verscherping van de regelgeving zorgen ervoor dat de prioriteit van opdrachtgevers niet direct bij geïntegreerde zonnepanelen ligt. De eerste succesvolle geïntroduceerde producten op de markt tonen dit ook. De meeste betrokkenen zien de producten als zeer kansrijk, maar ze daadwerkelijk toepassen gebeurt slechts met mondjesmaat. De opschaling blijft dus voorlopig uit, wat zowel te maken heeft met het gebrek aan investeringsruimte als het gebrek aan kennis over hoe bipv-producten vanuit ‘total cost of ownership’ (tco) moeten beschouwd worden. Het beschikbaar stellen van economische modellen van succesvol uitgevoerde projecten kan deze drempel verlagen.

In de huidige markt is er vooral aandacht voor de terugverdientijd. De ‘materiaal’-waarde van het geïntegreerde product wordt vaak niet meegenomen in de economische afweging. Bij een afweging op basis van het energetische rendement en de terugverdientijd per geplaatste m² zullen geïntegreerde zonnepanelen altijd slechter presteren dan reguliere. In een complete afweging, waarbij de materiaalwaarde en de levensduur in de context van het gebouw wordt meegenomen, hoeft dit echter zeker niet zo te zijn.

De kennis om een dergelijke correcte economische vergelijking tussen pv en bipv te maken voor opdrachtgevers ontbreekt vaak bij adviserende partijen in de bouw. Dit kennishiaat wordt in stand gehouden door de positionering van geïntegreerde zonnepanelen op basis van louter energieopbrengst vanuit de (bi)pv-branche.

Samenwerking

De ontwikkeling van geïntegreerde zonnepanelen wordt meestal gedreven door de pv-sector. Een sterke samenwerking met de bouwsector wordt beschouwd als één van de voorwaarden voor het succesvol  opschalen van bipv. Door samen te werken met nationale bouwmaterialenleveranciers en bouwbedrijven kan de bouwtechnische en installatietechnische uitvoerbaarheid geoptimaliseerd worden. Daarnaast zullen ook de standaarden en procedures om producten te testen samen ontwikkeld moeten worden. Door in Europees verband een structurele samenwerking aan te gaan, kan de potentie van geïntegreerde zonnepanelen beter benut worden.

De lokale oriëntatie van de bouw wordt niet als een belemmering beschouwd voor een sterke Europese samenwerking. De lokale Europese productiefaciliteiten zijn beperkt, waardoor productleveranciers niet snel maatwerk kunnen leveren en/of kunnen opschalen. Daarnaast zijn de huidige productiefaciliteiten vooral gericht op kristallijn-siliciumtechnologie. Dit beperkt de variatiemogelijkheden in afmetingen en vorm.

In innovatieprojecten ligt de focus sterk op de ontwikkeling van flexibele productiemogelijkheden, wat momenteel op grotere schaal onmogelijk is. Hiervoor zijn nieuwe ontwikkelingen nodig: het optimaliseren van de bouwtechnische en installatietechnische uitvoerbaarheid door samenwerking met nationale bouwmaterialenleveranciers en bouwbedrijven. Met het internationaal standaardiseren van de afmetingen van pv-modules kunnen diversiteit maar tegelijkertijd ook schaalvoordeel gerealiseerd worden. 

De steeds vaker voorkomende regiepositie van de opdrachtgevers biedt kansen voor meer bipv-toepassingen. Tegelijk verandert ook de rol van adviserende partijen zoals architecten, projectmanagers en installatieadviseurs. Die worden steeds vaker uitgedaagd om met een voorstel te komen dat voldoet aan de gestelde kwaliteitseisen. Dit is een kans om vaker projecten met geïntegreerde zonnepanelen te realiseren. Maar die spelen in dergelijke voorstellen meestal slechts een kleine rol.

Het is daarom belangrijk dat de samenhang met de andere bouwkundige en installatietechnische onderdelen goed duidelijk wordt gemaakt door de productleveranciers. Dat betekent dat er voldoende informatie beschikbaar moet zijn en dat de leveranciers zich moeten richten naar zowel adviserende als uitvoerende bouwpartijen. Het onderzoeken van de mogelijkheden voor geïntegreerde zonnepanelen en het toepassen van de gekozen oplossing is tijdrovend, vanaf het ontwerp tot en met de realisatie. De beschikbare tijd en kennis bij leveranciers is beperkt en architecten en adviseurs hebben vaak de tijd niet om dit zelf te doen. Dit is belemmerend voor de toepassing van geïntegreerde zonnepanelen.

Door het lastige economische klimaat zijn installateurs en aannemers vaak ook huiverig om te investeren in dergelijke innovaties. Ook de toeleveranciers zijn terughoudend in het delen van informatie omdat de initiële inspanning vaak niet zorgt voor het effectief verkrijgen van de opdracht tegen een goede prijs. Constructieve samenwerkingsverbanden worden slechts beperkt aangegaan.

In traditionele bouwprocessen worden aannemers en onderaannemers vaak pas laat betrokken, waardoor het voorstellen van innovatieve producten zoals geïntegreerde zonnepanelen vaak al niet meer mogelijk is. Er worden wel grote kansen gezien in de industrialisatie van het bouwproces, waarbij de geïntegreerde zonnepanelen worden opgebouwd uit standaard componenten en aansluitingen. Dergelijke producten voor daken en gevels zijn al op de markt en worden nu en dan reeds toegepast.

Conclusie

De conclusie van de onderzoekers is dat de complexiteit van een bouwproces, het grote aantal betrokkenen en de tijds- en prijsdruk ervoor zorgen dat de aanvaarding van geïntegreerde zonnepanelen tot nog toe heel geleidelijk plaatsvindt. Door in projecten te focussen op kwaliteit in plaats van op specifieke producten ontstaat meer ruimte voor integrale oplossingen zoals bipv. Hiervoor is een heldere onderbouwing van de kwaliteit van bipv nodig, evenals meer samenhang tussen de bipv-toepassing en de bouwkundige en installatietechnische oplossingen.

De barrières voor opschaling van bipv zijn niet zozeer technologisch, maar hebben vooral te maken met kennis en informatie, de kwaliteit en het juridische kader. In de bouwsector bestaat een sterke behoefte aan collectieve informatievoorziening en het maken van (internationale) afspraken over het ‘labelen’ van kwaliteit. Om deze informatievoorziening gericht te kunnen opbouwen is aanvullend onderzoek nodig naar de behoeften van particulieren en uitvoerende bouwpartijen ten opzichte van geïntegreerde zonnepanelen.