De ongekende mogelijkheden van de zon Dr. Jacques T.N. Kimman Lector Nieuwe Energie, Hogeschool Zuyd Adviseur Taakveld Energiestrategie en transitie, SenterNovem (Agentschap van het Ministerie van Economische Zaken)
Welke duurzame energiebron heeft de toekomst?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
©Greenpeace
Energievoorraden
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Gevelelementen met zonnestroom? • Permasteelisa (Beitel 80, Heerlen) CIS-tower (Manchester)
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Zonnefabels
1. Er is te weinig zon in Nederland. De helft van de Sahara! 2. Er is te weinig oppervlak beschikbaar. Markerwaard of daken van huizen voldoende voor complete elektriciteitsvoorziening! 3. Zonne-energie is te duur. In 2015-2020 kostenconcurrerend. Nu al niche-markten! 4. Een zonnecel verdient de energie die nodig is om hem te maken nooit terug. Kristallijn Silicium nu minder dan een jaar, dunne film in weken!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Geografische verdeling zonne-instraling (kWh/m2.dag)
solar irradiation in kWh/m2.day (source: ABB, 1998)
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
Dutch Solar Cell R&D Seminar 2007
Irradiation-NL: 1000 +5% kWh/m2.yr
= 3,6 GJ / m2
105%
Wind: 5,5 +1,7 m/s 95%
1000
178 %
22%
kWh/m2.yr
8 SOLAR
Energy
Dutch Solar Cell R&D Seminar 2007
Practical technical potential NL • PV in Markerwaard: 100 PJ/yr. • PV on roofs: 100-250 PJel per year • Solar HWS: ~ 5-10 PJ per year • Solar Passive: ~ 250-500 PJ per year • Urban wind: 1-10 PJ per year Compare to buildings NL: ~100 PJelectricity/yr 9 SOLAR
Energy
Prijzen zonnestroom en bulk-elektriciteit
€/kWh 1,0
900 h/a: 0,60 €/kWh
0,8 1800 h/a: 0,30 €/kWh
0,6 Photovoltaics Utility peak power
0,4
Bulk power
0,2 0,0 1990
2000
2010
2020
2030
2040
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Grid parity in Europe – 2007 irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh) 600
0.83
1000
0.50
1400
0.36
1800
0.28
insolation map: Šúri M., Huld T.A., Dunlop E.D. Ossenbrink H.A., 2007. Potential of solar electricity generation in the European Union member states and candidate countries. Solar Energy (in press), http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
Grid parity in Europe – 2010
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
600
0.50
1000
0.30
1400
0.21
1800
0.17
Grid parity in Europe – 2015
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
600
0.42
1000
0.25
1400
0.18
1800
0.14
Grid parity in Europe – 2020
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
600
0.33
1000
0.20
1400
0.14
1800
0.11
Grid parity in Europe – 2030
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
600
0.17
1000
0.10
1400
0.07
1800
0.06
Netkoppeling
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Verbinden van elektriciteitsnetten
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Wat is Nieuwe Energie? Trias Energetica!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Nieuwe financieringsconcept voor nul-energie-huizen
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Nieuw financieringsmodel
•Terugverdientijd verrekend in de hypotheek •Seinen projectontwikkeling (Friesland) •Kosten: € 500 per maand •Géén energierekening !
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Wat vindt u mooier?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Maatschappelijke transitie
•
In harmonie met de natuur!
•
Duurzame mobiliteit
•
Andere manier van denken
•
Gedragsverandering
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Low Ex
Betonkernactivering
De gehele vloerconstructie wordt opgewarmd of gekoeld!
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Particuliere verkoop zonneboilers via Energiebedrijven
Mijn eigen combiketel gaat stuk! •
Essent/Volta: zit niet in het pakket!
•
Nuon: € 4000, géén geschikte installateurs!
•
Eneco: nog niet in Limburg!
Kosten: € 1500 + Installatiekosten. Besparing: € 100-150 per jaar. Verdient zich in 10-20 jaar terug! Financieringsconstructie: huur! Huur: € 12/maand. De hele keten moet om!
Kansen voor Nieuwe Energie in de Euregio
S-curve voor zonneboilers/ rol overheden
100 %
Penetratie
Projectmatige aanpak op wijkniveau
Stabiliseren
Particuliere verkoop
Versnellen Opstijgen Voorbereiden
Tijd Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Warmte uit zonlicht: zonne-collectoren en zonne-boilers
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
New solar hot water system
New Energy in the Built Environment
Zonne-warmte: de Nederlandse positie in de wereld
Largest solar hot water system (City of Den Bosch)
New Energy in the Built Environment
Situation in summer
New Energy in the Built Environment
Situation in winter
New Energy in the Built Environment
Solar buildings in Den Bosch
New Energy in the Built Environment
Energietransitie (roadmap)
Duurzaamheid Energievoorziening
Visie
Maatschappelijke belangen
Knelpunten, issues
Kansen Commerciële belangen
Samenwerking Innovaties
Nu
Tijd
Toekomst
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Opslagsystemen: Supercondensatoren
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Geavanceerde daglichttoetreding
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Voorbeeld daglichtsystemen: Reichstag Berlijn
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Nieuwe producten met Nieuwe Energie
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Cradle to Cradle
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
. Fa Sp r m Qu ace Ri arry v En e r s Fo ergy re st
Urban Harvest: Collecting, capturing, converting and feed back in system
Living area 50 park
Shop+
gravey
Public 100
farm
Soc/cult
20 30
sports
Fallow land
recreation
Office/
industry
waste
4360 m2 living area 9,5 houses (4inarow,two cornerhouses, 1,5 semidetached, 1 villa), 4 appartments, inclparking, local shop/bank primary schools(20m2), etc ~300 m2 socio-cult service Incl hospital (~1m2/ha), elderly care centres, (~4m2/ha) church , museums,(1m2/ha) libraries etc monuments (~10m2) Cinema, theatre,conf. ~230 m2 public fac. (adm. Police , energy,. etc)
~1300 m2 industry area incl 83 m2 officelevel, ~1-industry-office/ha, ~90 m2 shopping + horeca ~81 m2 shop (gamma-1m2) ~4m2 hotel, (rest:5m2 pub/rest.?) ~60 m2 wastedump (incl car wrecks, 10m2) ~80 m2 graveyard (incl cremation centre) ~470 m2 greenpark ~620 m2 sportsfac. (incl indoor) (Golf:123 m2) ~200 m2 recreational area (comm.) ~80 m2 urban foodgardens ~1520 m2 road (250 meter road , 6mtr wide) ~ 630 empty constr area (build/industry)
SREX-project: nul-energie-wijk
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Road harvest and Spatial supply
1 km highway
Regelkamer voor duurzame energie
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Marktintroductie PV in Europa Kosteneffectieve terugleververgoeding in Duitsland, Spanje, Vlaanderen, Italie, Frankrijk, Griekenland, Portugal
De Duitse PV sector in 2006 Aantal bedrijven Aantal producenten Toegevoegd vermogen in 2006 Marktomvang 2006 Marktomvang 2020 Investeringen 1990-2020 Werkgelegenheid 2006 Werkgelegenheid 2020
5000 50 >750 Megawatt-piek 3.7 miljard € 15 miljard € 70 miljard € 35.000 banen >100.000 banen
Bron: Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft e.V.
Energy Hill, Avantis, 26 april 2007
Bedrijfje van student Hogeschool, Marcel Hendrickx
Energiebau solar power benelux bv
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Dakintegratietechnieken
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Conventional method
New Energy in the Built Environment
Dakintegratie in de Stad van de Zon (Heerhugowaard)
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Productielijn
In future
Waardeketen Productie van zonnecellen
silicon ingots
wafers
cells
modules
systems
installation
New wafer technology (Solland Solar)
New Energy in the Built Environment
Kansen voor Nieuwe Energie in de Euregio!
• • •
• • • •
Vroeg of laat kan niemand om Nieuwe Energie heen! Nieuwe Energie is speerpunt van de regio (Versnellingsagenda Provincie). ‘Energy Hills’ is in potentie grootste energiecluster van Europa!
De complete zonnecelketen bevindt zich in Limburg! De omgeving zit te wachten op nieuwe toepassingen en nieuwe producten. Duurzaam ondernemen, Cradle to Cradle! Snelst groeiende branche! Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Amorphous silicon thin film solar cells
New Energy in the Built Environment
Amorphous silicon facades (City of Leiden)
New Energy in the Built Environment
Amorphous silicon facades
New Energy in the Built Environment
Amorphous silicon facades
New Energy in the Built Environment
Amorphous silicon facades
New Energy in the Built Environment
Amorf silicium productietechnologieën
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Polymeren (plastic) zonnecellen
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Plastic zonnecellen
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Organische zonnecellen, Centrum voor Nieuwe Materialen
Centrum voor Nieuwe Materialen in samenwerking met de faculteiten Bouw, Techniek en Life Science
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Organische zonnecellen tussen dubbelglazige ramen?
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Peerplus: smart energy glass
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Of….. nog aantrekkelijker!
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Nieuwe producten met Nieuwe Energie
• Stofzuiger? • Afstandbediening? • Raam met zonnecel? •Opslagsystemen! •Micro-grids! •Domotica! •Installatietechnieken
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Nieuwe producten met Nieuwe Energie
What is PV-wirefree? PV-wirefree = PV-shunt(s)
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Prioriteit zonneceltechnologie: Silicium-ovens
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Hogeschool Zuyd: Laboratorium voor Nieuwe Energie
•Zonnepanelen •Zonnecollector en boiler •Warmtepomp •Micro-WKK •Silicium-ovens in samenwerking met ECN •Derny op brandstofcel •Kleine windmolen •Centrum voor Nieuwe Materialen?
Productontwikkeling in het kader van Nieuwe Energie
Ervaringen op wijkniveau, Amersfoort
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Duurzaamheid Energievoorziening
Issues Gebouwde Omgeving (Apeldoorn, Heerhugowaard,Tilburg)
Kennisuitwisseling, leerprocessen
Continuïteit Wet en regelgeving Instrumenten, Monitoring (Co-) Financiering Draagvlak, communicatie Breed gedragen visie en transitiepad: issues benoemen en regisseren
Nu
Tijd
Toekomst
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Minder conventionele ontwerpen
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Voorbeelden van huizen met zonnestroom
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Dakgeïntegreerde netgekoppelde PV-systemen (Sittard)
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Voorbeelden op wijkniveau
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
The village of tomorrow: goals
Goals: – Demonstration of sustainable houses (zero-energy!) – Platform for “Open Innovation” – Educating students – “Real Life Laboratory” – International cooperation – Organizing necessary knowledge – Optimal integration of available techniques Show what tomorrow is possible with the techniques of today!
New Energy in the Built Environment
Experiences by students in Horst and Weert
New Energy in the Built Environment
De Wijk van Morgen, stedenbouwkundig ontwerp
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
De Wijk van Morgen, technieken
•
Passiefhuistechniek – Optimale isolatie, luchtdicht – Ventilatiesysteem met warmteterugwinning – Opvang zonnewarmte in de winter – Afschermen zonnewarmte in de zomer – Lage temperaturen verwarming en koeling – Omgevings- en bodemwarmte/koelte
•
•
Efficiënte energieverbruikers – Led-verlichting, daglichttoetreding – Wasdroger met Warmtepomp – Domotica Duurzame bronnen – Zon-PV, warmtepomp,opslag, zonnecollector
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
De Wijk van Morgen, wonen en werken •
• •
•
Toepassing Microgrid – Pieken en dalen delen met je buren – Centrale koppeling hoofdnet
Meer afname energie overdag, gunstigere afname patroon Maar óók: – Meer levende, minder slaapwijk – Sociale controle – Reductie files Toepassen telecommunicatie Nieuwe Energie, een andere manier van denken
De Wijk van Morgen, wonen en mobiliteit
• • •
Geschikt voor korte afstanden Laden uit eigen “energietuintje” Koppeling aan het micro-Grid
Nieuwe Energie, een andere manier van denken
Design the first house
New Energy in the Built Environment
Computer animation
New Energy in the Built Environment
The winners
New Energy in the Built Environment
The winning concept
New Energy in the Built Environment
ONTWERP
Aparte materialen / Gebouwblokken voor aparte functies (wonen – werken)
Gebouw opengewerkt op het zuiden: Raamopeningen op het zuiden (warmte + licht) Terras / Tuin op het zuiden Zonwering (overstek) voor wering direct zonlicht
Ingewikkelde vorm: Uitdaging tot ontwikkelen zeer flexibel bouwsysteem
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
87
ONTWERP Duurzaam
Modern
3-11-2008
Traditioneel
DE WIJK VAN MORGEN
88
STAALCONSTRUCTIE
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
89
WAND- & VLOERPANELEN
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
90
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
91
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
92
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
93
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
94
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
95
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
96
IMPRESSIES
3-11-2008
DE WIJK VAN MORGEN
97
The winners (2)
New Energy in the Built Environment
De Wijk van Morgen: huis met knik
New Energy in the Built Environment
