Universiteit Utrecht: Bedenk goed in welke wijk je zonnepanelen neerlegt

Met zonnepanelen een klimaatneutrale stad bereiken, is een lastige opgave, concluderen onderzoekers van de Universiteit Utrecht in een recent onderzoek. Zij brachten factoren in kaart om zonne-energie op daken zo effectief mogelijk in te zetten. De mogelijkheden om energie op te wekken via gevels waren daar niet in meegenomen. Maar daar liggen ook kansen.

De onderzoekers berekenden met behulp van bouwkundige gegevens het potentiële overschot aan zonne-energie dat een wijk in Utrecht zou kunnen produceren. De conclusie is niet verassend: de locatie waar de zonnepanelen neergelegd worden, heeft effect op de opbrengst van de panelen.

Op de illustratie boven dit artikel is het verschil in zonne-energiepotentie tussen de verschillende wijken van de stad Utrecht zichtbaar gemaakt, waarbij is uitgegaan van een situatie waarbij de helft van alle daken van zonnepanelen is voorzien. Op het linkerkaartje is met name de oude binnenstad groen, hetgeen aangeeft dat nagenoeg alle opgewekte zonnenergie direct in de woning wordt verbruikt. De rodere tint van onder meer Leidsche Rijn aan de westkant van de stad duidt juist op een potentiële overproductie van zonnestroom. Op de rechtertekening is de binnenstad juist rood: zelfs als de helft van alle daken van panelen is voorzien, voorziet dat in nog geen 10 % van de totale stroombehoefte. De omliggende delen van de stad kunnen een stuk verder komen bij het opwekken van hun eigen energie.  

In de binnenstad is de zelfvoorzieningsgraad lager dan in een nieuwbouwwijk als Leidsche Rijn. Dat komt onder andere doordat het dakoppervlak in Leidsche Rijn beter geschikt is voor zonnepanelen en er minder energie uit de zonnepanelen nodig is, door betere isolatie. Daardoor kunnen panelen in Leidsche Rijn bijvoorbeeld energie leveren aan het energienetwerk.

Op de illustratie boven dit artikel is het verschil in zonne-energiepotentie tussen de verschillende wijken van de stad Utrecht zichtbaar gemaakt, waarbij is uitgegaan van een situatie waarbij de helft van alle daken van zonnepanelen is voorzien. Op het linkerkaartje is met name de oude binnenstad groen, hetgeen aangeeft dat nagenoeg alle opgewekte zonnenergie direct in de woning wordt verbruikt. De rodere tint van onder meer Leidsche Rijn aan de westkant van de stad duidt juist op een potentiële overproductie van zonnestroom. Op de rechtertekening is de binnenstad juist rood: zelfs als de helft van alle daken van panelen is voorzien, voorziet dat in nog geen 10 % van de totale stroombehoefte. De omliggende delen van de stad kunnen een stuk verder komen bij het opwekken van hun eigen energie.  

In het onderzoek werd niet gekeken naar de mogelijkheden om elektriciteit op te wekken vanaf de gevel van een pand. Met verschillende innovaties is dat echter relatief eenvoudig mogelijk, ook in een drukke binnenstad.

De Delftse start-up Physee ontwikkelt bijvoorbeeld innovatieve ramen die zonlicht omzetten in energie. De ramen hebben bovendien sensoren die communiceren met het beheersysteem van het gebouw. Zodra de zon op komt, dimt bijvoorbeeld de verlichting, schakelt de verwarming uit en de airco aan. Zo bespaart de transparante gebouwschil zelfs elektriciteit, stelt oprichter Ferdinand Grapperhaus.

Energiewetenschappers Geert Litjens en Bhavya Kausika onderzochten alle factoren die van invloed zijn bij de installatie van zonnepanelen op stedelijke daken. Ze namen daarbij de stad Utrecht als voorbeeld. ‘In de binnenstad is het dakoppervlak te klein om aan de volledige energievraag van de bewoners te voldoen’, zegt Litjens. ‘In een moderne buitenwijk als Leidsche Rijn is daarentegen juist zo veel plek voor panelen dat er meer energie kan worden opgewekt dan de inwoners verbruiken.’ De onderzoekers stelden vast dat nieuwere wijken vaak gunstiger op de zon zijn georiënteerd. Daarnaast is er minder schaduwwerpende hoogbouw en zijn er meer eengezinswoningen, en minder woonblokken. Zelfs de helling van de daken is zonnetechnisch vaak gunstiger in buitenwijken.    

Bouwbedrijf BAM heeft bij een appartementencomplex zonnepanelen ook op de gevel van het pand gemonteerd. Daardoor wordt het gebouw zelfvoorzienend qua energie. Met een warmte-koudeopslag kan het pand bovendien all electric worden opgeleverd, waarbij er geen gas meer nodig is.

De uitkomsten zijn interessant voor netwerkbeheerders. Die zoeken nu al een antwoord op de vraag waar ze extra energieopslag moeten plaatsen. Volgens de onderzoekers kan dat verreweg het beste in buitenwijken. ‘In binnensteden kunnen bewoners die meer stroom hebben opgewekt dan ze verbruiken hun overschot eenvoudig kwijt aan een buurman zonder panelen’, zegt Litjens. In een Vinex-wijk vol eengezinswoningen kan een systeem voor de opslag van elektriciteit veel eerder uit. 'Daar verwachten we in de toekomst een overschot aan opgewekte elektriciteit. Dat zou in de wijk zelf moeten worden opgeslagen om het eigen verbruik en de zelfvoorzieningsgraad daar te verhogen.'

Tenslotte heeft een Amerikaans onderzoeksinstituut ramen van dubbelglas ontwikkeld die schaduw geven, isoleren en tegelijkertijd ook energie opwekken. Het Los Alamos National Laboratory maakt voor die techniek gebruik van quantum dots, kleine deeltjes met een diameter van 2 tot 10 nanometer. Deze techniek wordt nu vooral toegepast in beeldschermen en maakt de schermen helderder en zorgt voor levendigere kleuren.

De uitkomsten zijn interessant voor netwerkbeheerders. Die zoeken nu al een antwoord op de vraag waar ze extra energieopslag moeten plaatsen. Volgens de onderzoekers kan dat verreweg het beste in buitenwijken. ‘In binnensteden kunnen bewoners die meer stroom hebben opgewekt dan ze verbruiken hun overschot eenvoudig kwijt aan een buurman zonder panelen’, zegt Litjens. In een Vinex-wijk vol eengezinswoningen kan een systeem voor de opslag van elektriciteit veel eerder uit. 'Daar verwachten we in de toekomst een overschot aan opgewekte elektriciteit. Dat zou in de wijk zelf moeten worden opgeslagen om het eigen verbruik en de zelfvoorzieningsgraad daar te verhogen.'

De initatieven zijn nog veelal toekomstmuziek, maar alle beetjes helpen. Het Utrechtse onderzoek stelt ook dat de verkoop van zonnepanelen zeker gestimuleerd moet worden.

–> Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste duurzame nieuws uit de energie sector.​

De cijfers laten bijvoorbeeld voor de binnenstad van Utrecht zien dat daar het dakoppervlak te klein is om met zonne-energie te voldoen aan de elektriciteitsvraag. Deze wijk laat een hoog eigenverbruik zien, maar een lage zelfvoorzieningsgraad. Er is dus weinig overschot van zonne-energie en opslag is niet aanbevolen. Daarentegen is er in een wijk als Leidsche Rijn relatief veel dakoppervlak beschikbaar voor zonnepanelen. In deze wijk kan bijna 40 procent van het elektriciteitsverbruik direct uit zonnepanelen gehaald worden. Het aandeel eigenverbruik is ook 40 procent, dus de overige 60 procent van de opgewekte elektriciteit wordt geëxporteerd naar het netwerk. Dit overschot van zonne-energie kan in de wijk worden opgeslagen om het eigenverbruik en de zelfvoorzieningsgraad te verhogen.

De Universiteit Twente (UT) en het Keniaanse energiebedrijf KenGen gaan samenwerking op het gebied van geothermie. Diverse activiteiten en kennisproje…

Netbeheerder TenneT legt een deel van een nieuwe hoogspanningsverbinding tussen Beverwijk en Bleiswijk ondergronds aan. Met de nieuwe verbinding heeft…

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht concluderen dat het voor beleidsmakers van groot belang is om na te denken waar zij zonnepanelen plaatsen in stedelijke gebieden.

DuurzaamBedrijfsleven is de belangrijkste nieuwsbron over duurzaam ondernemen, innovatie en Cleantech voor het Nederlandse bedrijfsleven. Dagelijks levert DuurzaamBedrijfsleven een compleet overzicht van nieuws en achtergronden over de kansen die duurzaamheid biedt. We tonen technologische doorbraken en de business case van maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO).

Zonnepanelen kunnen een flinke bijdrage leveren aan het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen. De energieproductie van zonnepanelen fluctueert echter nogal. Bovendien kun je ze niet zomaar overal installeren. Hoe weet je nu in welke wijken je het beste kunt inzetten op zonne-energie, en waarmee je dan rekening moet houden?