Openbaar Eindrapport STAL-project
report
1.1 Project gegevens
• Project nummer: TEHE118008
• Project titel: S.T.A.L
• Project duur: van 6 December 2018 t/m 30 Juni 2021, is 2.5 jaar
1.2 Uitgangspunten
De aanleiding voor het STAL project is een uniek innovatief proces voor de assemblage van zogenaamde PV-halffabrikaten die binnen TNO (Solliance) ontwikkeld worden. Deze PV- halffabrikaten vormen een serieus alternatief t.o.v. gewone PV-panelen omdat ze custom-made voor elke klant, voor elk dak, op maat gemaakt kunnen worden. Bovendien zijn ze lichtgewicht. De integratie van deze PV-halffabrikaten op bestaande isolatieplaten (die in de bouw meestal ‘sandwichpanelen’ genoemd worden) is een perfecte opportunity voor vergaande automatisering, en daarmee besparing op arbeidskosten. Veel (Nederlandse) boerderijen verbruiken niet alleen elektriciteit, maar hebben ook een warmtevraag, die ze meestal met gas opwekken. Als deze warmtevraag deels geproduceerd kan worden op hetzelfde dakoppervlakte als waar ook de elektriciteit opgewekt wordt, dan is dit voor de agrarische sector erg interessant. De combinatie van zonnestroom (PV) en zonthermische energie (SolarThermal) wordt in het vakgebied meestal afgekort met PVT. De additionele uitdaging op het dak van een gemiddelde boerderij zijn de bestaande dakdoorvoeren en andere constructies die nodig zijn voor bijvoorbeeld de ventilatie units. Deze constructies geven elke dag van het jaar schaduw op de zonnepanelen. En omdat ze dichtbij staan is dit een ‘harde schaduw’ die een groot effect heeft op de opbrengst als er verder geen maatregelen voor getroffen worden. Ook voor dit schaduwprobleem heeft het STAL-project oplossingen ingebouwd. Last-but-not-least kan er opgemerkt worden dat de zonnepanelenmarkt in Nederland zeer sterk groeit. Daardoor komen er steeds meer gebieden in Nederland waar de netwerk-beheerder (Liander, Enexis, Stedin) problemen heeft om de aansluiting te verzorgen. Er wordt simpelweg teveel elektriciteit (kWh) geproduceerd voor de hoeveelheid kabeldikte die er in de grond ligt. Als een boer meer zelfconsumptie kan gebruiken m.b.v. een batterijsysteem, dan helpt dat het probleem van de netbeheerder te verkleinen.
1.3 Doelstelling
Het doel van het STAL-project is de ontwikkeling van zogenaamde PV-halffabrikaten die gemakkelijk geïntegreerd kunnen worden in de Nederlandse agrarische sector, met een betere energie performance (optelling van elektrische kWh en zonnewarmte kWh_th) en tegen een lagere prijs vanwege de reductie van loonkosten. Esthetisch moeten deze nieuwe producten er hetzelfde uitzien als gewone PV-panelen, of nog beter. Binnen project STAL worden de PV-halffabrikaten geïntegreerd in een in-dak PVT-systeem, en een op-dak PV-systeem, om aan te tonen dat beide varianten mogelijk zijn. Bovendien is het doel dat de klant van buitenaf het verschil tussen PV en PVT niet kan zien. De betrouwbaarheid en robuustheid moeten uiteraard gelijk zijn aan wat er marktconform is. Bovendien moeten het PVT-systeem en het PV-systeem zo lichtgewicht als mogelijk zijn, om daarmee een zo groot mogelijk marktaandeel te kunnen krijgen. De eerste stappen tot industrialisatie van de PV-halffabrikaten worden aangetoond. Hiervoor zal een prototype pick&place apparatuur gebouwd worden die de PV-cellen en bypass diodes zeer flexibel kan positioneren en fixeren. Ten slotte zal het reduceren van het negatieve effect van schaduw op twee manieren worden ingebouwd. Ten eerste krijgen de PV-halffabrikaten intrinsiek een design van PV-cellen en bypass diodes dat geoptimaliseerd is om schaduw te minimaliseren. Ten tweede, wordt er een zogenaamd Cell-String-Optimization (CSO) algoritme geïmplementeerd in de junction box, die daarom binnen het STAL-project ook al snel hernoemd is tot CSO-box.
• Project nummer: TEHE118008
• Project titel: S.T.A.L
• Project duur: van 6 December 2018 t/m 30 Juni 2021, is 2.5 jaar
1.2 Uitgangspunten
De aanleiding voor het STAL project is een uniek innovatief proces voor de assemblage van zogenaamde PV-halffabrikaten die binnen TNO (Solliance) ontwikkeld worden. Deze PV- halffabrikaten vormen een serieus alternatief t.o.v. gewone PV-panelen omdat ze custom-made voor elke klant, voor elk dak, op maat gemaakt kunnen worden. Bovendien zijn ze lichtgewicht. De integratie van deze PV-halffabrikaten op bestaande isolatieplaten (die in de bouw meestal ‘sandwichpanelen’ genoemd worden) is een perfecte opportunity voor vergaande automatisering, en daarmee besparing op arbeidskosten. Veel (Nederlandse) boerderijen verbruiken niet alleen elektriciteit, maar hebben ook een warmtevraag, die ze meestal met gas opwekken. Als deze warmtevraag deels geproduceerd kan worden op hetzelfde dakoppervlakte als waar ook de elektriciteit opgewekt wordt, dan is dit voor de agrarische sector erg interessant. De combinatie van zonnestroom (PV) en zonthermische energie (SolarThermal) wordt in het vakgebied meestal afgekort met PVT. De additionele uitdaging op het dak van een gemiddelde boerderij zijn de bestaande dakdoorvoeren en andere constructies die nodig zijn voor bijvoorbeeld de ventilatie units. Deze constructies geven elke dag van het jaar schaduw op de zonnepanelen. En omdat ze dichtbij staan is dit een ‘harde schaduw’ die een groot effect heeft op de opbrengst als er verder geen maatregelen voor getroffen worden. Ook voor dit schaduwprobleem heeft het STAL-project oplossingen ingebouwd. Last-but-not-least kan er opgemerkt worden dat de zonnepanelenmarkt in Nederland zeer sterk groeit. Daardoor komen er steeds meer gebieden in Nederland waar de netwerk-beheerder (Liander, Enexis, Stedin) problemen heeft om de aansluiting te verzorgen. Er wordt simpelweg teveel elektriciteit (kWh) geproduceerd voor de hoeveelheid kabeldikte die er in de grond ligt. Als een boer meer zelfconsumptie kan gebruiken m.b.v. een batterijsysteem, dan helpt dat het probleem van de netbeheerder te verkleinen.
1.3 Doelstelling
Het doel van het STAL-project is de ontwikkeling van zogenaamde PV-halffabrikaten die gemakkelijk geïntegreerd kunnen worden in de Nederlandse agrarische sector, met een betere energie performance (optelling van elektrische kWh en zonnewarmte kWh_th) en tegen een lagere prijs vanwege de reductie van loonkosten. Esthetisch moeten deze nieuwe producten er hetzelfde uitzien als gewone PV-panelen, of nog beter. Binnen project STAL worden de PV-halffabrikaten geïntegreerd in een in-dak PVT-systeem, en een op-dak PV-systeem, om aan te tonen dat beide varianten mogelijk zijn. Bovendien is het doel dat de klant van buitenaf het verschil tussen PV en PVT niet kan zien. De betrouwbaarheid en robuustheid moeten uiteraard gelijk zijn aan wat er marktconform is. Bovendien moeten het PVT-systeem en het PV-systeem zo lichtgewicht als mogelijk zijn, om daarmee een zo groot mogelijk marktaandeel te kunnen krijgen. De eerste stappen tot industrialisatie van de PV-halffabrikaten worden aangetoond. Hiervoor zal een prototype pick&place apparatuur gebouwd worden die de PV-cellen en bypass diodes zeer flexibel kan positioneren en fixeren. Ten slotte zal het reduceren van het negatieve effect van schaduw op twee manieren worden ingebouwd. Ten eerste krijgen de PV-halffabrikaten intrinsiek een design van PV-cellen en bypass diodes dat geoptimaliseerd is om schaduw te minimaliseren. Ten tweede, wordt er een zogenaamd Cell-String-Optimization (CSO) algoritme geïmplementeerd in de junction box, die daarom binnen het STAL-project ook al snel hernoemd is tot CSO-box.
TNO Identifier
957783
Collation
26 p.