Dubbelzijdige zonnepanelen langs A50 bij Uden en op Brabantse baggerdepots

Er zit nog veel potentieel voor technische vooruitgang in zonnepanelen en dat leidt regelmatig tot nieuwe vindingen.

Drijvende panelen en baggerdepot’s
Energie Centrum Nederland (ECN) heeft panelen bedacht die van twee kanten licht binnenlaten (‘bifacial’). In een persbericht dd 11 april 2016 noemt ECN meteen al twee mogelijkheden: in geluidsschermen langs
Noord-Zuid lopende wegen, en in drijvende installaties.

Artist impression voor drijvende panelen in 't Ij
Artist impression voor drijvende panelen in ‘t Ij

Die drijvende installaties zijn voor het eerst getoond op 14 april 2016 op ’t Ij, tijdens Innovation Expo in Amsterdam. Hierboven een impressie (ten tijde van het schrijven van dit artikel had ik nog geen actuele foto).
De ene kant is op de zon gericht en vangt op de gebruikelijke manier direct en diffuus zonlicht, de andere kant vangt diffuus licht dat via het water weer omhoog kaatst. Bovendien houdt het water de panelen koel (panelen functioneren slechter als ze heet worden). ‘Het kan op jaarbasis enkele tientallen procenten schelen” zegt professor Sinke van ECN.
Rijkswaterstaat (RWS) heeft een vergelijkbare pilot lopen op baggerdepot De Slufter op de Maasvlakte. In totaal heeft RWS ongeveer 500ha baggerdepot in beheer. Idealiter moet dat goed zijn voor ca 2 a 3PJ, een niet te verwaarlozen hoeveelheid.

Baggerdepot Hollandsch Diep bij Moerdijk
Baggerdepot Hollandsch Diep bij Moerdijk

RWS heeft één baggerdepot op Brabants territorium, te weten “baggerspeciedepot Hollandsch Diep’ (hierboven) ten Noorden van de Moerdijk. De provincie is verantwoordelijk voor het inmiddels gesloten  baggerdepot Dintelsas, dat ook onder water ligt.  Deze baggerdepot’s zouden gebruikt kunnen worden volgens de pilot op De Slufter.
Daarnaast is er ruimte op de grote wateren aan Brabantse grenzen. Het is niet mogelijk hier een geschikte oppervlakte te noemen.

Het geluidsscherm langs de A50 bij Uden
RWS heeft op 1 april 2016 op Tendernet een ‘marktconsultatie’ gepubliceerd voor een nieuw op te richten rechtopstaand geluidsscherm langs de A50 bij Uden, waarin over een lengte van 450m en een hoogte van 4m een rij bifaciale zonnepanelen opgenomen wordt. De A50 tussen Sint Oedenrode en knooppunt Paalgraven loopt bijna pal Noord-Zuid.

De A50 bij Uden
De A50 bij Uden

Een marktconsultatie is een raadpleging van ‘de markt’ en dient als voorbereiding op de aanbesteding, die in het voorjaar van 2017 voorzien is.
De gangbare wijze om zonnepanelen aan te leggen op een scherm langs een Noord-Zuidlopende weg is om de schermen de gedaante te geven van een T , met de zonnepanelen horizontaal boven op de T. In praktijk kunnen ze dan slechts 2m breed zijn.
Het geheel van alle kenmerken leidt in een voorlopige schatting tot een opbrengst voor een traditionele T-figuur van ca 0,51TJ (ongeveer 142000kWh), en voor de dubbelzijdige opstelling van ca 1,2TJ (ca 337000kWh).
In 2020 moet Brabant ongeveer 40000TJ aan duurzame energie hebben. Daarvan is een flink deel al voorzien, maar duidelijk is dat er meer nodig is dan alleen maar een futuristisch scherm zo hier en daar.

In Zwitserland worden al langer dubbelzijdige panelen aangebracht, oa langs een spoorlijn bij Münsingen.
In Zwitserland worden al langer dubbelzijdige panelen aangebracht, oa langs een spoorlijn bij Münsingen.

Hoeveel zonnestroom kan opgewekt worden langs wegen?

De behoefte aan locaties, waar zonder veel bezwaren flinke oppervlakten kunnen worden voorzien van zonnepanelen, neemt toe. Een van de ideeën is om geluidsschermen massaal uit te rusten met zonnepanelen. Maar hoeveel kWh levert dat op?

Sander Meppelink, die Sustainable Development doet aan de Universiteit van Utrecht, heeft een deel van die vraag beantwoord in “The potential of photovoltaics along the Dutch national and expressways – an analysis of the potential of PV noise barriers”(sept. 2015) . De technische beperkingen van WordPress staan niet toe om deze afstudeerscriptie te koppelen, maar googles op ‘Sander Meppelink thesis’ levert meteen resultaat.

Eerst wat technische dingetjes:

  • Je kunt op verschillende manieren PV-panelen op een geluidsscherm aanbrengen.
    Het kan als een soort bushokje:
    twee mogelijkheden
    Voordeel is dat de panelen min of meer dwars op de zon kunnen staan (behalve als de weg noord-zuid loopt) en dat ze enigszins beschermd zijn tegen vandalisme, nadeel dat de panelen niet erg breed kunnen zijn.
    Men kan de panelen ook op het rechtopstaande vlak monteren. De stand is dan niet ideaal en ze zijn wat graffiti-gevoeliger, maar de panelen kunnen breder zijn. Als de weg noord-zuid loopt, kunnen de panelen aan weerszijden geplaatst worden (‘bifacial’).

    De A27 bij De Bilt
    De A27 bij De Bilt
  • De zonne-instraling wordt in ‘scores’ weergegeven. Van 959-1044kWh/m2*jaar heet score 3, van 1044-1128 score 4 en van 1128-1213 score 5.
    Vanuit dit zonneaanbod wordt de jaarlijkse elektriciteitsproductie in kWh berekend door *0,158 te doen in 2015 en *0,188 in 2030 (er zit nog steeds veel technische vooruitgang in zonnepanelen)
  • Langs de wegen van Rijkswaterstaat (RWS) waartoe Meppelink zich beperkt heeft, ligt in Nederland 641km geluidsscherm.
    Daarvan bestaat 187km uit stukken van meer dan 500 m lang. Om praktische en economische redenen heeft Meppelink zich in zijn berekeningen daartoe beperkt. De opbrengst van de 641km wordt hieruit afgeleid door extrapolatie.
    Een deel van die 187km bestaat uit stukken waar de bezonning score 3 of slechter is.
    Weer een deel hiervan bestaat uit stukken die binnenkort vervangen moeten worden.
    Al die stukken kunnen met technieken als GIS netjes bepaald worden.
    Op basis van dit alles noemt Meppelink voor 2015 een opbrengst van de totale lengte van 641km van 211GWh (0,76PJ). Alleen de 500 m – stukken kunnen samen jaarlijks 61,4 GWh (=0,22PJ) opbrengen. Verdere aanscherping van de voorwaarden leidt uiteraard tot een steeds lagere opbrengst.

Voor 2030 zijn diezelfde cijfers 251GWh (0,90PJ) resp. 73,2GWh (=0,26PJ).

Voor Brabant krijg je deze overzichten:

RWS-district Zuid-Nederland West
RWS-district Zuid-Nederland West
RWS-district Zuid-Nederland midden
RWS-district Zuid-Nederland midden

Het is in beginsel mogelijk het helemaal door te rekenen, want de gegevens zijn per wegvak bekend, maar dat is me teveel werk. Ik gebruik nu even de standaard vuistregel dat Brabant 15% van Nederland is. Dat leidt er toe dat de volle lengte aan zonnepanelen langs RWS-wegen in Brabant ongeveer 0,11PJ per jaar kan leveren in 2015 en 0,14PJ in 2030.

Is dat veel? Op zich niet.
In mijn gastopinie voor het ED over mogelijkheden om in 2020 in Brabant de 14% duurzaam te halen, schat ik in dat men ongeveer 5PJ zonneparken weg moet zetten. De geluidsschermen langs de RWS-wegen dragen dus maar weinig bij.

Er zitten echter een paar ‘maren’ aan het verhaal die het geheel positief kunnen bijstellen.
– Behalve 641km geluidsscherm ligt er ook 346km geluidswal. Die is niet meegeteld.
– De mogelijkheden in de berm zijn niet meegeteld (maar RWS heeft aan weerszijden meestal maar een paar meter). Onderstaand plaatje als voorbeeld.

PV-array_highway_Oregon

– De mogelijkheden in het wegdek zijn niet meegeteld (maar dat is nog zeer experimenteel)
– De gemeentelijke en de provinciale geluidsschermen zitten er niet in. De lengte daarvan weet ik op dit moment niet.
–  Ik neem aan dat je ook  “afdakje” en vertikaal kunt combineren.
– De berekening gaat alleen over bestaande schermen of schermen die al in de pijplijn zitten. Nieuwe ruimtelijke ontwikkelingen voegen lengte toe, zo ook een eventuele verdere aanscherping van de geluidsregels.
– Overkappingen zitten er niet in, Zie die in Aschaffenburg (idee waar de N279 langs of door Helmond moet?)

  • solar_array_tunnel_aschaffenburg
    – op Noord-Zuidwegen kunnen ‘bifacial’ schermen tot flink hogere opbrengsten leiden. Voorbeeld zou de A50 bij Uden (genaamd de ‘Solar Highways’) kunnen worden, als die schermen inderdaad worden aangelegd (dat was in augustus 2015 nog niet duidelijk, dus ze zitten nog niet in het overzicht).
De A50 bij Uden
De A50 bij Uden

Een ‘bifacial’ design zou op die locatie 2,4* zoveel opleveren als het ‘bushokjesmodel’ met een horizontaal dak. De grotere oppervlakte wint ruim van de slechtere stand in de ruimte. De drie delen samen zouden goed zijn voor ca 1000MWh per jaar (0,0036PJ)

Overigens kunnen er ook schermen langs spoorwegen uitgerust worden met PV-panelen. Zie dit voorbeeld bij Brandevoort in Helmond.

Geluidsschermen langs het spoor in Helmond
Geluidsschermen langs het spoor in Helmond

Kortom, het is mogelijk om hoger uit te komen. Dit verdient onderzoek.