Daarbij wordt het totaalplaatje bekeken: is de technologie voldoende ontwikkeld, is de toepassing financieel haalbaar, kan het worden geïntegreerd in een product en hoe reageren gebruikers erop? Die combinatie van factoren bepaalt uiteindelijk of een technologie daadwerkelijk wordt toegepast.

“Het ultieme doel is om CO₂-emissies te verlagen, de energietransitie te versnellen en onze energiezekerheid te waarborgen. En dat tegen betaalbare kosten en met een goede inpassing in onze leefomgeving”, zegt Reinders. “En het moet er ook goed uitzien”, voegt ze met een glimlach toe.

Geïntegreerde benadering

Die inpassing – door Reinders gedefinieerd als de brede integratie van zonne-energie in producten, gebouwen, infrastructuur en de leefomgeving – is volgens haar cruciaal. Ze stelt dat er nog veel meer uit zonne-energie te halen valt door panelen anders te integreren in gebouwen en objecten.

“Ik geloof dat wij als mensen onze omgeving kunnen ontwerpen en daarmee ook zelf kunnen bepalen hoe de energietransitie eruit zal zien. In plaats van steeds meer grootschalige zonneparken aan te leggen, kunnen we ook nadenken over manieren waarop zonnepanelen beter geïntegreerd kunnen worden in het landschap of in combinatie met landbouw.”

Met zo’n geïntegreerde benadering wordt bovendien optimaal gebruikgemaakt van de Nederlandse ontwerpexpertise, zegt Reinders. “Nederland is echt een ontwerpland, met sterke ontwerpopleidingen en de Dutch Design Week. Zo kun je energietechnologie invoeren op een manier die past bij hoe mensen hun leefomgeving ervaren. Bovendien kun je functies combineren. Als je bijvoorbeeld een deel van de gebouwschil vervangt door zonnepanelen, ontstaat ineens een nieuw soort bouwcomponent.”

Onbenutte ruimte

Toen Reinders een tijd geleden in een radioprogramma werd gevraagd naar haar mening over een project dat draaide om het plaatsen van zonnepanelen tussen treinrails, was ze meteen enthousiast. Volgens haar zijn er in Nederland nog veel onbenutte ruimtes die geschikt zijn voor het opwekken van zonne-energie, zoals spoorinfrastructuur, geluidsschermen langs snelwegen en taluds.

“In die infrastructuur zit enorm veel ruimte die je kunt benutten voor zonne-energie. Waarom zouden we die niet gebruiken?” zegt ze. Helemaal nieuw zijn die ideeën niet: er liepen al verschillende pilotprojecten, al bleef grootschalige toepassing tot nu toe uit. Volgens Reinders wordt dat nu steeds interessanter, mede door de opkomst van elektrische auto’s. “Waarom zouden we daarvoor geen zonne-energie gebruiken?”

Lage emissies

Reinders benadrukt daarnaast de relatief lage CO₂-uitstoot van zonne-energie. De emissies van het Nederlandse elektriciteitsnet, dat nog sterk afhankelijk is van gas- en kolencentrales, liggen ongeveer tien keer hoger (bron: CBS). In vergelijking met landen als Polen, waar veel kolencentrales staan, kan het verschil zelfs oplopen tot een factor twintig in het voordeel van zonne-energie.

Volgens Reinders is het potentieel van zonneauto’s groot. Ze verwijst daarbij ook naar de TU/e-spin-off Lightyear, die na de doorstart onder de naam Lightyear Layer verdergaat met de ontwikkeling van geïntegreerde zonnepaneeltechnologie. “We hebben uitgerekend dat 30 tot 40 procent van de energievraag van een zonneauto direct door de zon kan worden opgewekt”, zegt ze.

Toch rijden er nog geen zonneauto’s op de weg. Hoe komt dat? “Innovatie begint vaak in een nichemarkt, waardoor er wat tijd nodig is om door te breken. Technisch werkt het, en we weten dat het op grotere schaal tegen relatief lage kosten gerealiseerd kan worden.”

Gebouwde omgeving

Ook in de gebouwde omgeving ziet Reinders grote kansen voor zonne-energie. Ze werkt zelf, met support van het 4TU Heritage project, aan de renovatie van verouderde gebouwen en de integratie van zonnepanelen in daken en gevels. Daarbij gaat het niet om losse panelen op het dak, maar om zogenoemde geïntegreerde zonnepanelen, waarbij zonnecellen onderdeel worden van het bouwmateriaal zelf, zoals gevelpanelen. “Je kunt op die manier van een gebouw een duurzame energiecentrale maken”, zegt ze.

In combinatie met seizoensopslag zou dat een belangrijke richting kunnen zijn voor duurzame energievoorziening in de gebouwde omgeving. “Gebouwen verbruiken zelf ook veel energie, dus als je die lokaal opwekt, sluiten vraag en aanbod veel beter op elkaar aan.”

In plaats van zonnepanelen achteraf op bestaande gebouwen te plaatsen, zouden ze in de toekomst al in het ontwerp kunnen worden meegenomen. Er bestaan bedrijven die werken aan zonnepanelen die gekleurd of bedrukt kunnen worden, zodat ze beter aansluiten bij het aanzicht van een gebouw of indien nodig nauwelijks opvallen.

“Zo kun je zonnepanelen in terracottakleur of met een betonlook produceren, die niet te onderscheiden zijn van de originele bouwmaterialen”, zegt Reinders. Uiteindelijk moeten ze goed worden ingepast in een gebouw en de bijbehorende omgeving, op een manier die niet stoort. “Een voorbeeld zijn zonnepanelen in de vorm van dakpannen, die vrijwel niet opvallen.”

Praktische uitdagingen

Naast esthetische en ontwerptechnische vraagstukken zijn er ook praktische uitdagingen. Zo moeten geïntegreerde zonnepanelen op een slimme manier worden bevestigd, zodat beschadigde onderdelen eenvoudig vervangen kunnen worden. Ook het schoonhouden van de oppervlakken is belangrijk, omdat vervuiling het zonlicht kan blokkeren.

“In Nederland valt het gelukkig mee, want het regent vaak, waardoor vervuiling op een zonnepaneel zich niet te veel ophoopt. Maar bij weinig regenval in een stoffige omgeving – denk aan zonne-energiesystemen in de woestijn – moet je wel actieve reinigingssystemen inzetten, want anders neemt de opbrengst aanzienlijk af”, zegt Reinders.

Wat het daarnaast complex maakt, is dat zonne-energiesystemen in gebouwen zich op het grensvlak bevindt van verschillende technische eisen en regelgeving. Ze moeten niet alleen voldoen aan de standaarden voor zonnepanelen, maar ook aan bouwvoorschriften rond bijvoorbeeld brandveiligheid en geluidsisolatie. 

“Het zonnepaneel moet als bouwcomponent dan ook voldoen aan de bijbehorende bouwnormen en certificeringen”, legt Reinders uit. “Daar wordt hard aan gewerkt, maar er zijn nog veel vraagstukken waarbij verschillende disciplines samen moeten komen.”

In een zonnejurk naar een festival

Daarnaast bestaan er ook minder gangbare toepassingen van zonne-energie. Zo wordt er geëxperimenteerd met zonnecellen in kleding. Er bestaan bijvoorbeeld ontwerpen van jurken met zonnepanelen op de schouders of borst, en ook horloges met geïntegreerde zonnecellen. Die laatste zijn commercieel goed verkrijgbaar.

“Het is nog heel niche en experimenteel, maar in principe zou je met zonnekleding tijdens een festival je telefoon kunnen opladen zonder een powerbank mee te nemen”, zegt Reinders. “Zeker bij mooi weer.”

Verschillende stakeholders

Hoe realistisch is het dat dit soort innovaties ooit onderdeel worden van ons dagelijks leven? Reinders heeft daar vertrouwen in. “Ik geloof dat zonneauto’s en de integratie van zonne-energie in de gebouwde omgeving sowieso hun weg naar de maatschappij zullen vinden”, zegt ze. 

“En zonnecellen in wearables, zoals horloges of telefoonhoesjes, en internet-of-things-toepassingen zie ik al gebeuren. Denk bijvoorbeeld aan solar powered prijslabels in supermarkten.”

De integratie van zonnecellen in andere productsoorten, zoals kleding, blijkt volgens haar wel ingewikkelder. Net als bij toepassingen in gebouwen komt de technologie dan terecht in een compleet nieuwe productsector, met eigen regels en standaarden. “Zo moet je niet alleen voldoen aan eisen voor zonnecellen, maar ook aan normen voor kleding. Zonnecellen in textiel moeten flexibel zijn, wasbaar of verwijderbaar, en mogen bijvoorbeeld geen toxische elementen bevatten.”

Naast verschillende standaarden, certificering en regelgeving krijg je bij dit soort innovaties ook met heel andere stakeholders te maken. “Je begeeft je eigenlijk in een compleet nieuwe wereld”, zegt Reinders. 

Juist daarom is samenwerking tussen verschillende disciplines essentieel. Ontwerpers en architecten kunnen helpen om de technologie te vertalen naar concrete toepassingen in de praktijk. “Zij kunnen een brug slaan naar het specifieke domein.”

Esthetisch aspect

Last but not least speelt ook het esthetische aspect een belangrijke rol. “Wanneer we zonnecellen in materialen kunnen integreren op een manier die gepersonaliseerd kan worden – bijvoorbeeld in verschillende kleuren of met bedrukking – dan is de kans dat mensen die technologie omarmen aanzienlijk groter”, zegt Reinders. “Een dakelement dat er goed uitziet zullen consumenten ook echt in hun woning willen toepassen. Als je dat samenspel bereikt, dan zit je goed.”

Volgens haar zitten we nu precies in de fase waarin samenwerking tussen sectoren en stakeholders cruciaal wordt om de technologie succesvol te integreren. Zelf hoopt Reinders dat zonne-energie de komende jaren steeds vaker onderdeel zal worden van uiteenlopende toepassingen. 

“De technologie is er al, het werkt en het is rendabel, dus ik ben wat dat betreft heel zon-minded”, zegt ze met een glimlach. “En voor de praktische uitdagingen kunnen we oplossingen bedenken.”