De Delfste start-up PHYSEE ontwikkelde in eigen beheer PowerWindows, oftewel stroomopwekkende ramen. Dit product is voor het eerst toegepast in een commercieel vastgoedproject: het nieuwe kantoor van Rabobank Eindhoven. Met de PowerWindows kunnen de gebruikers van de Rabobank rechtstreeks de geproduceerde stroom gebruiken voor het opladen van hun laptops, tablets en smartphones.
De PowerWindow wekt stroom op doordat er schuin op de afstandhouder van het glas monokristallijne PV-cellen geplaatst zijn. Hierbij is de hellingshoek van de panelen afgestemd op de omstandigheden in Nederland. De cellen worden op het liggende deel en de twee verticale delen van de afstandhouder geplaatst. “Het plaatsen van PV-cellen op het bovenste deel heeft weinig zin, omdat er nauwelijks zonlicht op valt. Daarnaast wordt dat deel gebruikt voor een droogmiddel, dat er voor zorgt dat er geen vocht tussen de glasplaten komt,” zegt Maarten de Haas, Head Business Development bij PHYSEE.
Universeel toepasbaar
De verwerking van de PV-cellen op de afstandhouder zorgt ervoor dat het systeem universeel toepasbaar is. “Het kan op alle glassoorten toegepast worden zonder dat het een negatieve invloed heeft op bijvoorbeeld de U-waarde of de zontoetredingsfactor,” zegt de Haas. Om te garanderen dat zowel het PV-systeem als het glas van de beste kwaliteit is, levert PHYSEE zelf de afstandhouders, inclusief de gemonteerde cellen, en laten zij de glasproducenten vervolgens het glasproduct maken. De productie van deze ramen is niet beperkt tot één glasproducent. “Bij het ontwerpen van de afstandhouders hebben wij zoveel mogelijk rekening gehouden met de standaardafmetingen, zodat in principe elke glasproducent ons product in het glas kan verwerken.”
Slimme diodes
De PV-cellen tussen de glasplaten zijn via een bedradingsysteem op zogenoemde ‘slimme diodes’ aangesloten, wat in principe hele kleine omvormers zijn. “Het voordeel van dit systeem is dat de cellen individueel werken waardoor schaduwvorming op een cel de prestatie van de overige cellen niet negatief beïnvloedt,” aldus de Haas. Bij gewone, in serie geschakelde zonnepanelen is dit namelijk wel het geval, waardoor de opbrengst flink kan dalen.
Energie-opslag
De opbrengst van PowerWindow is 10 Wattpiek per m2. “Dat is een factor 15 keer lager dan gewone zonnepanelen,” zegt de Haas. Dit heeft te maken met het beperkte oppervlakte dat beschikbaar is tussen de afstandhouders. De geproduceerde elektriciteit kan direct afgenomen worden via een USB-aansluiting of opgeslagen worden op een batterij. “Elk raam kan worden aangesloten op een batterij met een opslagcapaciteit van 3200 milliampère-uur en een gebruiksspanning van 12 Volt. Dit betekent in de praktijk dat je met deze batterij ongeveer 5 à 6 keer per dag een smartphone kan opladen.”
Niet op lichtnet
Omdat het systeem in het pand van de Rabobank een gebruiksspanning van 12 volt levert, kan het niet op het lichtnet worden aangesloten en kan het eventuele overschot aan elektriciteit niet worden teruggeleverd. Dit lijkt misschien een beperking, maar het levert juist een voordeel op omdat hierdoor het rendementsverlies minimaal blijft. “De PV-cellen leveren gelijkspanning, terwijl het elektriciteitsnetwerk wisselspanning levert. Bijna alle huishoudelijke apparaten werken daarentegen op gelijkspanning. Om PowerWindow op het lichtnet aan te kunnen sluiten, moet eerst de gelijkspanning omgezet worden naar wisselspanning, waarna het vervolgens door een adapter, van bijvoorbeeld een laptop, weer omgezet moet worden naar gelijkspanning. Dit zorgt voor een rendementsverlies van ongeveer 30%,” zegt de Haas. Door direct 12 volt gelijkspanning te leveren is dat verlies er dus niet.
Levensduur en garantie
Ten opzichte van traditionele panelen heeft PowerWindow een vergelijkbare levensduur. Het rendement kan zelfs langer hoger blijven dan traditionele zonnepanelen. “Normaal gesproken is er sprake van rendementsafname, omdat gewone panelen niet altijd worden schoongemaakt. Ons product heeft daar geen last van, want de PV-cellen zijn opgesloten tussen de glasplaten en zijn daarmee beschermd tegen externe invloeden. Daarnaast wordt het glasoppervlakte normaal gesproken regelmatig schoongemaakt, waardoor vervuiling op het glas geen negatieve invloed zal hebben op het rendement,” aldus de Haas. PHYSEE geeft 10 jaar garantie op een rendement van 90-100% van de panelen, op de daaropvolgende 10 jaar wordt een garantie op een rendement van 80% gegeven. Het glas zelf heeft een standaardgarantie van 10 jaar.
EPC-norm
Net als traditionele zonnepanelen heeft de toepassing van PowerWindows ook een positieve invloed op de EPC-waarde. “Maar het is niet zomaar mogelijk om hier een concreet getal voor te noemen. De bijdrage is namelijk afhankelijk van het project zelf en de bijbehorende EPC-berekening,” aldus de Haas.
Toekomstige projecten
Naast het kantoor van de Rabobank zal PowerWindow de komende periode vaker worden toegepast. Het eerstvolgende project is het nieuwe hoofdkantoor van de Goede Doelen Loterijen in de Beethovenstraat in Amsterdam. Na een duurzame renovatie zullen hier medio 2018 werkplekken zijn voor zo’n 600 mensen. Bij dit project zal het overschot aan elektriciteit wel aan het net worden geleverd. Verder is voor 2018 al een contract getekend met projectontwikkelaar VORM om in Amsterdam aan het IJ 1800 m2 aan stroomopwekkend glas toe te passen.
Fotografie: Jasper Juinen, Sam Anders
