Revolutionaire opstelling zonnepanelen Energie Academy Building

Het nieuwe gebouw van de Energy Academy Europe (EAE) moest natuurlijk zo energiezuinig mogelijk zijn. Er zijn tal van technieken toegepast om dat te bereiken. Een daarvan is de opstelling van de zonnepanelen op het dak.

In het EAE-gebouw zijn oude en nieuwe technieken toegepast om het energieverbruik terug te dringen. Om de temperatuur constant te houden is bijvoorbeeld Warmte-Koude opslag toegepast en gebruik van natuurlijke luchtstroming. Verder komen er – later dit jaar - voor het opwekken van energie zonnepanelen op het dak. Dat zie je tegenwoordig natuurlijk overal, maar op het dak van het nieuwe EAE gebouw is de opstelling ervan revolutionair.

Het schuine dak van het gebouw is gericht naar het zuiden onder een hoek die ervoor zorgt dat de intensiteit van het zonlicht optimaal is. Het dak van het gebouw heeft een oppervlakte van vierduizend vierkante meter, maar slechts de helft is straks bedekt met driehoeken vol zonnepanelen. Dat lijkt niet efficiënt, maar door ramen in de andere helft te plaatsen valt er veel licht naar binnen, waardoor het gebouw bespaart op de verlichting.

Waaiervorm

De zonnepanelen komen bovendien als driehoeken onder verschillende hoeken op het dak te staan. In iedere driehoek ligt het bovenste stuk plat, elk volgend stuk staat onder een steeds iets grotere hoek. Het resultaat is een soort waaiervorm. Dat levert een mooi plaatje op maar heeft natuurlijk een doel: door de zonnepanelen zo onder verschillende hoeken ten opzichte van het dak te plaatsen, is er de hele dag een optimale intensiteit van zonlicht op de panelen. Dit levert 37 procent meer energie dan een gewoon dak waarvan tweeduizend vierkante meter is bedekt met platte zonnepanelen.

Volgens projectleiders Pieter van Hoesel en Martin Kranenborg is dit een unieke opstelling binnen Europa. Het idee is opgedaan tijdens een conferentie over zonnepanelen in Parijs. Er was al eerder over zo’n opstelling nagedacht, maar niemand had dit idee concreet uitgewerkt. De projectleiders hebben daarom eerst een testopstelling gebouwd om te kijken of het idee in de praktijk ook echt efficiënter is dan gebruikelijke opstellingen. Ook is er gekeken naar het verschil in efficiëntie tussen bepaalde merken zonnepanelen.

Omdat de zonnepanelen in de driehoeksopstelling zijn geplaatst, valt soms schaduw van stukken paneel over andere zonnepanelen. Door middel van een computersimulatie is gekeken of de schaduwvorming nadelig zou kunnen zijn voor de stroomproductie, maar dat bleek mee te vallen. De conclusie was dat de totale opstelling inderdaad efficiënter is dan een plat dak met zonnepanelen.

Zonnestand

Hoe dat komt? Met deze opstelling is de opbrengst van de zonnepanelen beter over de dag verspreid. Omdat de segmenten van de zonnepanelen onder verschillende hoeken staan is er over de hele dag altijd een deel van de zonnepanelen gericht naar de zon. De verticale panelen hebben ’s ochtends en ’s avonds de meeste energieopbrengst, de schuiner geplaatste panelen zullen midden op de dag het meeste opbrengen. Want als ze loodrecht op het zonlicht staan, levert dat de hoogste lichtintensiteit op. Dus wanneer de zonnepanelen alleen maar plat liggen is de gemiddelde energieproductie lager.

Kortom, het ontwerp heeft ervoor gezorgd dat er meer uit de bekende technieken gehaald kan worden. Zonder baanbrekende ontdekkingen of uitvindingen, valt er een veel hogere efficiëntie te behalen met zonnepanelen. De verwachting is dat de zonnepanelen in maart of uiterlijk april op het dak geplaatst zullen worden. Vanaf dan is het gebouw echt energieneutraal.

Al deze technieken en nog veel meer heeft ertoe geleid dat het gebouw een ‘Outstanding’ beoordeling heeft gekregen volgens het Building Research Establishment Assessment Method (BREEAM) keurmerk. Dit betekent dat het gebouw het uitzonderlijk goed doet op het gebied van energiebesparing en -opwekking.

Tekst: Hedwig Doornbosch en Kris van Noord. Dit artikel is geschreven als stageopdracht voor het vak Onderwijs & Communicatie, Faculteit Science and Engineering.