Stip op de horizon

Zonnepanelen op geluidsschermen: een goed idee om duurzame energie op te wekken! Om dat te onderzoeken, startte het project Solar Highways. Na ontwerpen, bouwen en anderhalf jaar monitoren maken Rijkswaterstaat, TNO en Heijmans de balans op: het kan, en het werkt. Om het zonnegeluidsscherm overal in Nederland te plaatsen, is echter meer nodig dan haalbaarheid en energieprestaties. Innovatiemanager Stijn Verkuilen neemt je mee naar zijn stip op de horizon.

27 oktober 2020

Om geen kostbare grond op te offeren voor het opwekken van zonne-energie, is het logisch te onderzoeken welke grote objecten in onze gebouwde omgeving geschikt zijn als drager voor zonnepanelen. “Als maker van een gezonde leefomgeving wil je geen weilanden volleggen met zonnepanelen”, stelt Stijn Verkuilen, innovatiemanager in de bedrijfsstroom Infra. “Daarom werkt Heijmans al enkele jaren mee aan onderzoeken naar ‘zon op infra’. Je kunt denken aan geleiderails, dijken en geluidsschermen. Het potentieel van die laatste categorie is enorm: zo staat alleen al langs de Nederlandse snelwegen bijna achthonderd kilometer aan geluidsschermen.”

Solar Noise Barriers

Heijmans wist diverse partijen te verleiden mee te werken aan de ontwikkeling van zonne-energieleverende geluidsschermen. De eerste Solar Noise Barriers (SONOB) zagen het licht in 2014. Langs de randweg in Den Bosch zijn in twee jaar verschillende zonnecel-technologieën uitgeprobeerd op twee prototypes, waarbij naar de ideale positie ten opzichte van de zon werd gekeken, maar ook naar de impact van vuil of graffiti op het rendement van de panelen.

a9_09534.jpg

Innovatiemanager Stijn Verkuilen voor het zonnegeluidsscherm Solar Highways in Uden, langs de A50.

Door de positieve resultaten en opgedane kennis breed te delen, ontstond er momentum. Toen Rijkswaterstaat het project Solar Highways op de markt bracht in 2017, wist Heijmans met de inmiddels verworven expertise de rol van ontwerper, uitvoerder en beheerder van het zonnegeluidsscherm te bemachtigen.

Proefopstelling Sonob RM3 Heijmans Rosmalen.jpg

Aan ‘demonstratieproject’ Solar Highways deden allerlei partijen mee: gemeente Uden, TNO, SEAC (Solar Energy Application Centre) en als ketenpartners van Heijmans Scheuten, Bayards en Libra Energy. Extra financiering kwam van de Europese Unie. Stijn: “Dankzij alle partners kon deze grote stap vooruit worden gezet. Solar Highways was first of a kind, nooit eerder was een geluidsscherm met geïntegreerde bifaciale (tweezijdige) zonne-energieopwekking ontwikkeld en op zo’n schaal toegepast.”

Hoe werkt de Solar Highways precies? Dat lees je hier

Opschalen

Doel van de pilot was een goede inschatting te kunnen maken van de onderhoudsbehoefte, energieprestaties en financiële opbrengst van toekomstige zonnegeluidsschermen. “Van de technische haalbaarheid en de toepasbaarheid daarvan langs snelwegen”, verduidelijkt Stijn.
“Dat is nodig als je nieuwe opdrachtgevers enthousiast wilt maken om op te kunnen schalen naar grotere geluidsschermen.”

In het project wist Heijmans het ontwerp van SONOB en het referentieontwerp van Solar Highways grondig te verbeteren: de zonnepanelen zijn onderdeel van de constructie geworden, mooi geïntegreerd, en de invloed van schaduw is verminderd. Dankzij slimme elektronica is de veiligheid van het scherm bovendien verbeterd.

Het zonnegeluidsscherm is als één geheel ontworpen: aan de voet een betonnen plint, bovenin zonnepanelen in gehard veiligheidsglas. Een antireflectie-coating vergroot het rendement en vermindert de hechting van vuil. De hoogwaardige afwerking maakt SONOB minder gevoelig voor storingen of vandalisme. Dankzij de modulaire opbouw is deze geluidswering eenvoudig uit te breiden of te repareren in geval van schade.

Nu de monitoringsfase is afgesloten, zijn de cijfers door Rijkswaterstaat officieel naar buiten gebracht: in 2019 wekte Solar Highways in totaal zo’n 203 megawattuur op. Stroom voor een jaar voor ongeveer zestig huishoudens, voor één miljoen kilometer rijden met een elektrische auto, of veertien kilometer snelweg verlichten. “Mooi resultaat”, vindt Stijn. “En helemaal als die energie gebruikt kan worden in de buurt waar het is opgewekt. Zo stond er in Uden een energiecoöperatie te springen om de duurzame stroom af te nemen, alleen waren alle partners nog niet zover om dat te kunnen realiseren.”

Spandoek energiecoop Uden Solar Highway.jpg

Volgende stappen

Dan staat niets meer in de weg om het zonnegeluidsscherm groots uit te rollen door heel Nederland toch? Stijn lacht: “We zijn er nog niet hoor. Het produceren, installeren, beheren en onderhouden van zo’n scherm is nu behoorlijk kostbaar en lokale partijen die de duurzame energie kunnen afnemen, zijn te klein. Bovendien spelen er juridische vraagstukken rondom eigendom en exploitatie.

Het scherm functioneert op twee terreinen. Het ene, infrastructuur, is grotendeels in handen van overheden en het andere, energie-opwekking en -exploitatie, is in handen van particuliere bedrijven. Wie wil eigenaar zijn van het scherm en daarmee verantwoordelijk voor reparaties, zoals het vervangen van zonnecellen als die na dertig jaar ‘op’ zijn? Wie wil de opgewekte energie afnemen en distribueren naar eindgebruikers? En te ver transporteren betekent verlies van de energie, dus welke afnemers zitten dichtbij?”

a9_09513.jpg

Wat dat betreft is hij nieuwsgierig naar de volgende stappen in Solar Highways. Rijkswaterstaat mag wettelijk gezien geen energie-exploitant zijn en splitst nu het juridisch eigendom van het zonnegeluidsscherm op naar een geluids- en een PV-deel. Dit laatste wordt door het Rijksvastgoedbedrijf via een openbare biedprocedure op de markt gezet, bedoeld om partijen te vinden die de energieopbrengsten van het scherm ten goede laten komen aan de directe omgeving van de A50. “Bijvoorbeeld een energiecoöperatie of een mogelijke nieuwe rol van Heijmans hierin”, suggereert Stijn. “Hopelijk lukt dat. Het lijkt mij goed als er een groep lokale ambassadeurs ontstaat. Wellicht willen die een oogje in het zeil houden en kan lokale betrokkenheid de kans op vandalisme verminderen.”

Rolling Solar

Als de exploitatie rond komt, is alleen de betaalbaarheid van zonnegeluidsschermen nog een obstakel. Een uitdaging, ziet Stijn. Want pas bij meer vraag dalen de kosten, luidt een oude economische wet. En juist die vraag is onzeker. “Toch is die er wel. Vanuit Regionale Energie Strategieën bijvoorbeeld, waarin de energietransitie per regio wordt uitgewerkt. Met name in dichtbevolkte plekken waar grond schaars is, zie ik kansen. Daarnaast geven diverse gemeentes hun interesse bij ons aan”, aldus Stijn.

Doorontwikkeling zonnegeluidsschermtechnologie

Daarom werken diverse infra-specialisten binnen Heijmans aan een doorontwikkeling van het systeem onder de naam Rolling Solar. In dit Europese project werken zeven onderzoeksinstanties en dertien bedrijven samen aan de ontwikkeling en demonstratie van PV-geïntegreerde wegelementen en weginfrastructuur. Stijn: “Momenteel bouwen we hiervoor een nieuwe proefopstelling op onze werf in Rosmalen. Vanaf oktober gaan we hier nieuwe panelen testen.”

Laaghangend fruit

Als innovatiemanager moet je tegen teleurstellingen kunnen. Proefballonnen knappen vaker uit elkaar dan dat ze opstijgen. Zo is de proef met toepassing van dunne film zonnecellen op geleiderails, waar Heijmans aan heeft deelgenomen, moeilijk rendabel te maken. “Voor innoveren heb je een lange adem, incasseringsvermogen en doorzettingsvermogen nodig”, grinnikt Stijn. “Je kunt op diverse horizons innoveren: voor volgend jaar, voor een nabije toekomst en een verre toekomst, de zogenoemde derde horizon.

Je kunt het beste aan alle drie de horizons tegelijk werken. Want de derde horizon kan je bestaanszekerheid in de toekomst betekenen. Natuurlijk is het lastig om te voorspellen hoe de wereld er dan uitziet, maar dat we over tien jaar veel meer duurzame energie nodig hebben, is duidelijk. Dat is mijn drijfveer. Het laaghangend fruit is straks op. En voor een gezonde leefomgeving is het nodig dat je duurzame energieopwekking goed in de gebouwde omgeving integreert.”

Onder de naam MESH is een 72 meter lang stuk geleiderail langs de N194 bij Heerhugowaard voorzien van dunne film zonnecellen en een jaarlang gemeten. Ook deze innovatie was wereldwijd de eerste in zijn soort. Het initiële idee heeft veel aanpassingen nodig gehad om het veilig toe te passen in een geleiderail. Deze aanpassingen in combinatie met het inefficiënte transport van relatief weinig stroom over een lange lengte, maakt dat deze toepassing niet rendabel blijkt te zijn.