Zonnepanelen op elke gevel zonder toegevingen aan gebouwontwerp

Technisch gezien zijn er twee manieren om tot gekleurde pv-gevels te komen. “De eerste is dunne filmzonnecellen uitrusten met verschillende soorten gekleurd voorglas. Bij de tweede manier wordt het voorglas voorzien van een gekleurde binnenzijde via het bedrukken of zeefdrukken van een afbeelding opgebouwd uit stippen (dots). Bovendien kan het voorglas in verschillende structuren aangebracht worden”, aldus van den Boomen.

De EnergyWall is opgebouwd uit dunne filmzonnepanelen, al dan niet in verschillende kleuren en met verschillende structuren. Het gevelsysteem is een gepatenteerd systeem met verticale of horizontale aluminium draagprofielen. De zonnepanelen zijn daarnaast via een gecertificeerde tapeverbinding aan de gevel bevestigd en desgewenst kan een mechanische borging aangebracht worden. Doordat de zonnepanelen geïntegreerd worden in prefab gevelelementen kan de bekabeling weggewerkt worden in de bevestigingsmaterialen.

De complete gevel wordt nagenoeg koudebrugvrij bevestigd, heeft hierdoor een hoge isolatiewaarde en gaat zodoende warmteverlies tegen. Daarnaast wekt de gevel zonnestroom op. De energieopbrengst loopt uiteen van 75 kilowattuur per vierkante meter per jaar voor een op het zuiden georiënteerde pv-gevel met full-colour geprinte zonnepanelen tot 85 kilowattuur per vierkante meter per jaar bij volledig zwarte zonnepanelen.

De testopstelling in Eindhoven bestaat uit een standaard dunne-filmzonnepaneel en een standaard kristallijn siliciumzonnepaneel om de prestaties van deze twee soorten zonnepanelen in een gevelopstelling te kunnen vergelijken. Daarnaast zijn als onderdeel van de pv-gevel dunne filmzonnepanelen met verschillende kleuren en structuren geplaatst. “In deze testopstelling moet nagegaan worden of dunne filmzonnepanelen die voorzien zijn van een print beter presteren dan kristallijn siliciumzonnepanelen die voorzien zijn van een print”, stelt Van den Boomen.

De lange parallelcellen zorgen er bij dunne filmzonnepanelen die voorzien zijn van glas met print voor dat zij lineair minder presteren. Bij kristallijn siliciumzonnepanelen leidt diezelfde print ertoe dat van meer zonnecellen de opbrengst exponentieel naar beneden gaat. Deze aanname moet dit jaar in de praktijkproef bevestigd worden.  Wij gaan er voorlopig namelijk van uit dat een op het zuiden georiënteerde gevel jaarlijks 85 kilowattuur per m² zal opbrengen. Tevens verwachten we dat de op de zonnepanelen aangebrachte structuur niet of nauwelijks opbrengstverlies geeft en dat het aanbrengen van kleur bij de zonnepanelen tot een acceptabel opbrengstverlies van 20 tot 30% zal leiden”, vervolgt Van den Boomen.

Van isolatie tot bouw

Naast de testopstelling op de universiteitscampus in Eindhoven is binnen PV OpMaat ook een ‘on route’-demonstrator gebouwd. Met deze kleine EnergyWall wil de bedrijvencluster onder meer vertegenwoordigd zijn op evenementen voor de bouwsector om te tonen wat de mogelijkheden zijn. Samen met het via PV OpMaat ontstane consortium wil Van den Boomen EnergyWall de komende jaren als merknaam in de markt zetten.

“Met dit concept willen we bewijzen dat elke gevel van zonne-energie voorzien kan worden zonder dat men concessies hoeft te doen aan het gebouwontwerp van de architect. Een zonnegevel is straks in elke kleur, elke maatvoering en elke structuur te bouwen. Ons consortium levert daarbij een complete geveloplossing, van engineering tot isolatie en de uiteindelijke bouw van de gevel. Het is dus veel meer dan enkel een zonnepaneel”, zegt Van den Boomen.

Vorm- en kleurvrijheid

“Voor architecten is dit een belangrijke mijlpaal op weg naar energieneutrale gebouwen”, vult Harold van de Ven, mede-eigenaar van het architectenbureau NBArchitecten, aan. Het bedrijf ontwerpt woningen, bedrijfsgebouwen en gemeentelijke gebouwen. Sinds begin 2016 is elk ontwerp dat wordt uitgevoerd volledig energieneutraal of zelfs beter. Daarvoor wordt het volledige gebouw goed geïsoleerd met niet alleen isolatiemateriaal, maar ook drielaagsglas. Bovendien worden alle kieren bij ramen en deuren zeer goed gedicht en is er een balansventilatie met warmteterugwinning. Voorts gebeurt de verwarming niet met gas, maar volledig elektrisch. Ten slotte wordt het volledige elektrische verbruik van de woning in het gebouw opgewekt met zonnepanelen. Omdat niet ieder gebouw voldoende dakoppervlakte heeft voor zonnepanelen is de gevel een interessant alternatief.

“In de gevelmarkt is er steeds meer aandacht voor de gevel als mogelijke energiebron. In de nabije toekomst hoeft de functie van de gevel dus niet langer beperkt te blijven tot een lucht- en waterdichte schil. Er is tot op heden echter geen betaalbare mogelijkheid om zonnepanelen met enige vorm- en kleurvrijheid te integreren in gevels. We hopen dat de binnen PV OpMaat ontwikkelde technologie zal leiden tot zonnepanelen die in elke maat en elke kleur te verwerken zijn. Als aan de voorwaarden van kleur en maat wordt voldaan, is het straks mogelijk om tijdens de initiële montage tegen zeer geringe meerkosten een gevel te plaatsen die esthetisch identiek is, maar daarnaast ook stroom opwekt”, zegt Harry Tromp, algemeen directeur van TGM.

De pv-gevel heeft namelijk al zijn eerste toepassing gevonden: in opdracht van woonstichting ‘thuis bouwt BAM Wonen volgens een ontwerp van NBArchitecten 48 sociale energieneutrale huurappartementen die voorzien zijn van pv-gevels. Zonnepanelen zijn niet langer lelijk of saai, maar zijn dankzij de EnergyWall ook met een gaaf ontwerp verkrijgbaar.