Betere energieopwekking uit bifaciale zonnesystemen dankzij reflecterend textiel

Een groot deel van de fotovoltaïsche (PV) zonne-energiesystemen wereldwijd is geïnstalleerd met grondmontagesystemen, meestal in grote elektriciteitscentrales. Voor deze systemen hebben fotovoltaïsche modules die aan beide zijden licht kunnen absorberen de laatste jaren aan populariteit gewonnen, en dit dankzij de technologische vooruitgang die de fabricage ervan vergemakkelijkt. Met dergelijke “bifaciale” modules kan licht dat door de ondergrond en de omgeving op de achterzijde wordt weerkaatst, worden benut en in elektrische energie worden omgezet. De prestaties van bifaciale systemen hangen dus sterk af van het reflectievermogen van de ondergrond, ook wel albedo genoemd. Doorgaans kan een prestatieverhoging van 5% tot 15% worden verwacht wanneer systemen boven gras of zand worden geplaatst. Elke verbetering vertaalt zich hier rechtstreeks in een verhoging van de energieopbrengst.

Om na te gaan of hun materiaal in zo’n systeem het verschil kan maken, sloegen Beaulieu Technical Textiles, een Belgische producent en specialist in geweven technisch textiel, en onderzoekers van EnergyVille/KU Leuven de handen in elkaar. Samen ontwikkelden ze een opstelling voor de installatie op het dak van het EnergyVille 1-gebouw, waar een teststructuur en meetapparatuur beschikbaar zijn voor diverse demonstratieprojecten. Magnifield, het witte reflecterende textiel maakte deel uit van de opstelling, omwille van zijn prestaties op het vlak van reflectie. Een soortgelijk materiaal in het portfolio van Beaulieu, Lumilys, wordt meestal toegepast in appelboomgaarden waar het de kleuring van fruit ondersteunt. Dit zeer reflecterende witte polymeertextiel is waterdoorlatend en vermindert de groei van onkruid en gras. Het kan met eenvoudige bevestigingen aan de grond worden vastgemaakt en is meerdere jaren bruikbaar, waarna het kan worden gerecycleerd.

Om het experiment nog interessanter te maken werd gras gekozen als het referentiemateriaal dat in een typische omgeving zou worden gebruikt. Daartoe moest in een segment van de PV-opstelling een houten kist worden geïnstalleerd, waarin graszoden werden geplaatst. Daarnaast werd de bodem van een ander segment bedekt met het Magnifield textiel, en een derde segment zonder veranderingen aan het dakoppervlak werd gekozen als referentie. In elk segment werd een van de drie identieke commerciële PV-modules geplaatst, die elk verbonden waren met elektronica die automatisch de prestaties met hoge nauwkeurigheid registreert. In een eerste fase werden de modules in open lucht gebruikt om het volledige potentieel te zien. In een tweede fase werden ze omgeven door zwart doek om realistische montageomstandigheden in een groter systeem te simuleren. De energieopbrengst ten opzichte van gras steeg met respectievelijk 16% en 10% in open lucht en onder realistische omstandigheden.

“Ik ben blij dat we met dit geslaagde experiment de test- en demonstratiemogelijkheden bij EnergyVille in de kijker kunnen zetten”, aldus professor Johan Driesen van EnergyVille/KU Leuven. “Beaulieu als specialist op het gebied van geweven technisch textiel stelde ons R&D-team voor een mooie uitdaging die we in nauwe samenwerking hebben kunnen oplossen.”

De grote boost die wordt behaald ten opzichte van conventionele ondergronden is zeer bemoedigend en kan het gebruik van dit textiel in toekomstige energiecentrales de investering waard maken. De winst in rendement is zelfs zo groot dat een herontwerp van centrales op zijn plaats zou zijn. Met een zorgvuldige optimalisatie kunnen de modules spaarzamer worden geplaatst om meer winst te halen uit de reflectie en te besparen op installatiekosten.

“Dit kleinschalige experiment toont duidelijk een positief effect aan van Magnifield reflecterend doek op de energieopwekking. We zijn nu bezig met de uitvoering van experimenten op proefschaal, om verder te werken aan installatiemethoden en om de langetermijnprestaties van Magnifield te beoordelen. Op basis van het duurzame aspect van het project en de veelbelovende schaalgrootte willen we tijd en mensen investeren in een grondig onderzoek naar de toegevoegde waarde van ons reflecterend doek in utility scale PV”, aldus Roy Kerckhove, Sales Director, Beaulieu Technical Textiles.