Zonneramen, ook wel zonneglasramen genoemd, fungeren als een raam terwijl ze elektriciteit opwekken uit de zon. Het potentieel voor zonneramen is enorm. Ze kunnen worden gebruikt voor hele wolkenkrabbers of om het vermogen van een huis om zonne-energie op te wekken te vergroten.

Zonneramen zijn een van de nieuwste interessegebieden in de markt voor geïntegreerde fotovoltaïsche zonne-energie (BIPV). BIPV dankt zijn naam aan het feit dat, door het ontwerp, de fotovoltaïsche component bedoeld is om te worden opgenomen in het ontwerp van het gebouw zelf. Zie BIPV als Tesla-zonne-shingles versus Tesla-zonnepanelen, die geen deel uitmaken van uw dak, maar bovenop uw dak worden toegevoegd.

Helaas kunt u nog geen zonneramen kopen om in uw woning of bedrijfspanden te installeren als bron van duurzame energie.

In dit artikel bespreken we de verschillende prototypes die momenteel worden getest, hoe ze werken en welke voordelen ze hebben ten opzichte van traditionele fotovoltaïsche (PV) panelen.

Hoe werken zonneramen?

Er zijn een paar verschillende manieren waarop zonnevensters kunnen werken. Wat zonneramen anders maakt dan traditionele zonnepanelen, is het feit dat ze bedoeld zijn om alle soorten lichtstralen te absorberen, inclusief ultraviolette stralen (UV), die PV-panelen niet kunnen absorberen.

Omdat zonneramen UV-licht zouden kunnen absorberen, zouden ze een heel gebouw van vloer tot plafond kunnen bekleden in een hoek die traditionele zonnepanelen niet zouden kunnen opvangen. Zonnevensters kunnen op een paar manieren werken, door middel van quantum dots halfgeleidend materiaal dat de energie van de zon absorbeert of van een lichtgevende zonneconcentrator, zoals van lichtgevende deeltjes in voedsel.

In wezen absorberen deze twee methoden verschillende golflengten van licht en verplaatsen het licht in het paneel naar een zonnecel waar het vervolgens in energie kan worden omgezet.

Zonneramen zijn over het algemeen een nieuwe technologie, die pas in de afgelopen 10 jaar worden getest. Omdat ze relatief nieuw zijn, zijn ze nog niet op grote schaal beschikbaar. Maar er zijn een paar bedrijven die werken aan het maken van zonnevensters die voor de meeste gebouwtypen kunnen worden gebruikt.

Welke bedrijven produceren zonneramen, kun je ze kopen?

Er zijn een paar bedrijven die zonnevensters onderzoeken en bouwen, waaronder Ubiquitous Energy en Physee Power.

Het onderzoek van Ubiquitous Energy begon in 2010 aan het MIT en de Michigan State University en verhuisde uiteindelijk naar Redwood City, Californië om hun product verder te ontwikkelen. Dit leidde tot de uitvinding van een transparante zonnecelcoating, of type quantum dot halfgeleider, die in standaardvensters kan worden geïntegreerd.

Het doel is om een ​​coating te hebben die op bestaande ramen kan worden aangebracht, wat de installatietijd zou verkorten. De coating absorbeert vervolgens UV- en infraroodlicht en gebruikt deze energie om elektriciteit op te wekken. In 2016 werd hun eerste raamprototype geproduceerd en wordt nu getest tijdens de eerste installatie van hun transparante zonneramen.

In Nederland werkt Physee aan de ontwikkeling van hun Power+ raamcoatingtechnologie. Net als bij Ubiquitous Energy werkt Physee aan een coating die energie kan opwekken uit UV- en infraroodlicht dat momenteel onderbenut wordt als het door ramen gaat. Hun eerste prototype-installatie, PowerWindow, werd in 2017 toegevoegd aan een Nederlandse Bank.

Beide bedrijven streven ernaar de transparantie van glas te behouden om zichtbaar licht door te laten, terwijl ramen een nieuwe krachtbron worden. Vanaf nu kunt u de semi-transparante coating van beide bedrijven niet kopen om aan de ramen van uw huis toe te voegen. Hoewel deze zich nog in de prototypefase bevinden, is de potentiële toekomstige impact erg spannend.

Welke andere zonnevensters worden onderzocht?

Zonneramen zijn een druk onderzoeksgebied met specialisten, variërend van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) tot universiteiten en studenten. Onderzoekers bestuderen het vermogen om voedselafval te gebruiken om UV-licht te absorberen voor perovskiet-zonnecellen. Deze opkomende technologieën verschillen van een coating die op ramen kan worden aangebracht, omdat ze in het glas zelf zijn ingebouwd.

AuREUS, de nieuwe onderzoeksstartup, gebruikt lichtgevende deeltjes uit voedselafval om een ​​paneel te creëren dat UV-licht absorbeert, of een soort lichtgevende zonneconcentrator. Deze panelen bevinden zich ook nog in de onderzoeksfase, maar ze hebben het potentieel om voedselverspilling tegen te gaan en elektriciteit op te wekken uit UV-licht.

Hoewel nog steeds onderzocht, zijn perovskiet-zonnecellen bijna commercieel verkrijgbaar. Wat perovskietmaterialen onderscheidt van traditionele fotovoltaïsche cellen, is het feit dat ze kunnen worden gebruikt in combinatie met een ander absorberend materiaal, zoals kristallijn silicium, om zelfs meer energie te creëren dan elk materiaal afzonderlijk kan genereren.

De hoop is dat zodra perovskietcellen zijn ontwikkeld op een manier die commercieel levensvatbaar is, ze kunnen worden opgenomen in andere materialen zoals glas. Maar voorlopig houden zowel perovskiet als AeREUS onderzoekers bezig met het werken aan een doorbraak.

Waarom kiezen voor zonneramen boven een traditioneel zonnedak?

Zonneramen hebben een voordeel ten opzichte van conventionele zonnepanelen omdat ze kunnen worden geïnstalleerd waar ramen normaal gesproken komen; aan de zijkant van gebouwen. Dit onderscheid is belangrijk omdat ze het UV-licht of infraroodlicht kunnen absorberen dat van oppervlakken weerkaatst en vanuit alle richtingen op de ramen valt. Dit betekent dat zonneramen niet naar de zon hoeven te worden gedraaid om de energiegevende stralen op te vangen.

Dit zal een revolutie teweegbrengen in zonne-energie, aangezien een heel gebouw, van dak tot ramen, dagelijks kan werken om al het licht dat erop valt op te vangen. Momenteel worden UV- en infraroodlicht niet geabsorbeerd door PV-panelen, hoewel perovskietcellen ze in de toekomst dit vermogen zouden kunnen geven.

Over het algemeen zijn zonneramen het meest logisch voor wolkenkrabbers of grotere gebouwen of als aanvulling op uw zonnepanelen thuis. Omdat zonneraamtechnologie hoogstwaarschijnlijk minder energie-efficiënt zal zijn dan zonnepanelen, omdat ze elektriciteit opwekken uit ongeveer 10% van het zonlicht versus 20% van een zonnepaneel, zijn ze mogelijk niet efficiënt genoeg om uw hele huis van stroom te voorzien.

De toekomst van zonneramen

Zonneramen bieden zoveel potentieel, dat ze hele gebouwen tot energieopwekkende entiteiten kunnen maken. Het wordt spannend om te zien waar de prototypes en het onderzoek de komende jaren toe gaan leiden en of we ooit op grote schaal zonne-ruiten of zonne-raamcoating kunnen produceren.

Voor nu zijn traditionele PV-zonnepanelen op het dak de beste optie om zonne-energie te gebruiken. Om te profiteren van het zonlicht en geld te besparen op uw elektriciteitsrekening, neemt u contact op met een plaatselijke installateur om de kosten van zonne-energie in uw regio te weten te komen. Totdat er zonneramen te koop zijn, is het toevoegen van zonnepanelen op uw dak logischer voor huiseigenaren die geïnteresseerd zijn in schone energie.