Zon PV. Innovators aan het woord. 1 I Innovators aan het woord I Zon PV

Zon PV Innovators aan het woord

1 I Innovators aan het woord I Zon PV

Inhoudsopgave Dankwoord 3 Doelstelling, methode en leeswijzer 5 Achtergrond en doelstelling 6 Onderzoeksmethode en aanpak 6 Leeswijzer 7 Overzicht bestudeerde projecten 8 Overkoepelende lessen en advies uit de praktijk Resultaten en vervolgactiviteiten in perspectief Goed idee en een heldere, behapbare eindbestemming Overtuiging en doorzettingsvermogen Goed team en vertrouwen in partners Kruisbestuiving door multidisciplinaire aanpak Veerkracht om tegenslag te overwinnen De praktijk is de beste leermeester Tussen droom en daad staan wetten in de weg Advies voor collega-innovators: gewoon doen!

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Innovatieprojecten Zon PV Overzicht afgeronde projecten Zon PV Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) Efficiënte organische zonnecellen printen - Apollo Hi-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma

20 21 23 26 29

Bijlage 1: wegwijzer en bronnen 33 Energie-Innovatiecatalogus 34 Links 34 Bronnen 34 Bijlage 2: lijst van geraadpleegde personen


35

terug

Dankwoord


inhoudsopgave

terug

Innovatie is van levensbelang voor Nederland. Helaas kunnen we het niet op commando afdwingen. We zijn afhankelijk van de creatieve pioniers die de moed, het geduld en het doorzettingsvermogen hebben om energie-innovatie waar te maken. Die er niet voor schromen om gewoon weer opnieuw te beginnen als de veelbelovende vernieuwende route een doodlopende weg blijkt te zijn. Neelie Kroes drukte het treffend uit in haar speech Innovating Europe: ‘If we really want innovation to transform Europe, we need to innovate in our mindset. Because innovation does not come from central commands from Brussels – it comes from Europe’s innovators, people who are making a difference. We need those people – people like you- to know you should not be afraid to take risks. To know that failure is an event, not a person. To know that it doesn’t matter if you try something new and it doesn’t work: you learn from the experience, and just go on trying something else.’ In deze notitie komen Nederlandse innovators aan het woord. Zij werkten met steun van Agentschap NL aan projecten gericht op energie-innovatie. Zij vertellen niet alleen over hun successen, maar ook over de moeilijke momenten en mislukkingen die er vaak aan vooraf gingen. Agentschap NL wil hen dan ook van harte bedanken voor de inspirerende lessen voor de toekomst. Die is al begonnen, zo blijkt uit de avonturen. Met veel dank aan de volgende pioniers: André Roelofs, Roelofs Planontwikkeling Anton Wemmers, Energieonderzoek Centrum Nederland Arlette Hesselink, Rescon Arthur van der Lee, Optimair Bernard Bulder, Energieonderzoek Centrum Nederland Coert Peters, Rova David Strik, Wageningen Universiteit Eric Terry, Actiflow Erwin Eymans, Topell Energy Frank Hagg, Innovy Frans Franssen, Koninklijke Coöperatie Cosun U.A. Geert Verbong, Technische Universiteit Eindhoven Gertjan de Wit, Bries Energietechniek Gerton Smit, GENSOS Guus Bertels , Bronswerk® Heat Transfer Hendrik Greven, Oxxio Hilbrand Does, Oxxio Kees de Blok, Aster Thermoakoestische Systemen Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool Marinus Jan Veltman, LEDexpert Marten van der Laan, ICT Automatisering Michèle Koper (Ecofys), BioMethanol Chemie Nederland Miro Zeman, Technische Universiteit Delft René Janssen, Technische Universiteit Eindhoven René van Swaaij, Technische Universiteit Delft Wil Sierhuis, HVC Wilfert van Veldhoven, Sensus


inhoudsopgave

terug

Doelstelling, methode en leeswijzer In opdracht van Agentschap NL, divisie NL Energie en Klimaat, voerde Van Kempen een kwalitatief onderzoek uit naar de resultaten van afgeronde projecten gericht op energie-innovatie1 verdeeld over de zeven thema’s van de topsector Energie.

1 Vanuit de programma’s: Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatieagenda Energie (IAE).


inhoudsopgave

terug

Achtergrond en doelstelling Topsector Energie en innovatiecontract De Nederlandse overheid selecteerde negen topsectoren waarin Nederland uitblinkt. Doel is om met gerichte investeringen in deze sectoren de positie van Nederland op wereldniveau te versterken. De Energiesector is één van de negen topsectoren. Het topteam Energie – met een wetenschapper, een topambtenaar, een innovatieve MKB’er en een boegbeeld uit de sector (Michiel Boersma)- bracht de kansen en knelpunten voor de sector in kaart. Dat vormt het fundament voor het Innovatiecontract Energie met inhoudelijke en financiële afspraken om de knelpunten op te lossen en de kansen te verzilveren. Bedrijven, wetenschappers en de overheid werken samen in Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI’s). De TKI’s stelden innovatiecontracten op voor zeven kansrijke energiethema’s. Via tenders werken bedrijven en onderzoekers de komende jaren aan innovatieve projecten om de gestelde doelen te verwezenlijken. Lessen uit de praktijk ter inspiratie voor TKI’s en innovators Het afgelopen decennium ondersteunde Agentschap NL ruim duizend projecten gericht op energieinnovatie . Meer dan vijfhonderd projecten zijn afgerond, van ruim driehondervijftig projecten is het eindrapport beschikbaar. De resultaten en lessen die zijn geleerd, kunnen de TKI’s en individuele bedrijven en onderzoekers inspireren om energie-innovatie vorm te geven. Vaak is echter niet precies bekend hoe de uitvinding in de markt is gezet na afloop van het project. Waarom is een technologie juist wel of juist niet verder ontwikkeld? Welke lessen leerden de betrokken innovators? En welke adviezen zouden zij collega-innovators geven? Doelstelling Tegen deze achtergrond luidde de doelstelling van het onderzoek als volgt: Het geven van inzicht in de vervolgactiviteiten en lessen van een aantal afgesloten EOS-projecten met het oog op het inspireren, verbinden en versterken van de TKI’s en individuele bedrijven en onderzoekers die werken aan energie-innovatie.

Onderzoeksmethode en aanpak Desk-research Relevante bronnen voor desk-research zijn bestudeerd, zie literatuurlijst. Het gaat ondermeer om overzichten van resultaten van EOS-LT en EOS-DEMO, een actorenanalyse van de betrokken partijen bij het EOS-programma en een kwalitatieve analyse van het slagen en falen van energie-innovatieprojecten. Selectie projecten Vervolgens zijn uit alle afgeronde projecten waarvan het eindrapport beschikbaar is, geschikte cases geselecteerd per thema, in nauwe afstemming met projectadviseurs van Agentschap NL. Gezien de onderzoeksdoelstelling, was de belangrijkste vraag bij de selectie: van welke projecten kunnen we veel leren, welke resultaten kunnen andere bedrijven en onderzoekers inspireren? Per thema zijn projecten geselecteerd om nader te belichten: • Energiebesparing in de industrie. • Energiebesparing in de gebouwde omgeving. • Gas. • Bio-energie. • Smart grids. • Wind op zee. • Zon-pv.


inhoudsopgave

terug

Interviews en projectinformatie Van de gekozen projecten bestudeerde de onderzoeker het eindrapport en de beschikbare bronnen. Daarnaast zijn diepte-interviews gevoerd met de ondernemers en onderzoekers die de projecten uitvoerden. In de gesprekken is bekeken wat de resultaten in de markt zijn en is ingaan op de ‘lessons learned’. In totaal zijn drieëntwintig projecten bestudeerd. Hiervoor zijn zevenentwintig respondenten geïnterviewd die energie-innovatie aan den lijve hebben ervaren en uit ervaring spreken. Projectbeschrijvingen, analyse en rapportage De interviews en desk-research zijn tot slot geanalyseerd en verwerkt tot projectbeschrijvingen. Hieruit zijn vervolgens overkoepelende lessen en conclusies getrokken.

Leeswijzer Dit is het themarapport “Zon PV”. Obstakels, valkuilen, kansen en lessen Het tweede hoofdstuk bespreekt de overkoepelende bevindingen: welke reis maakten de innovators op weg van de tekentafel of het laboratorium naar de markt? We kijken naar de geleerde lessen en beantwoorden de vraag: Welk advies geven de geïnterviewde onderzoekers en ondernemers aan collega-innovators? Uitgelichte projecten thema Zon PV In het derde hoofdstuk treft u drie projectbeschrijvingen, voorafgegaan door een lijst met afgeronde projecten waarvan het eindrapport beschikbaar is. De uitgelichte projecten kunnen de TKI Zon PV en individuele innovators inspireren en versterken. Er is ook een totale notitie beschikbaar met projectbeschrijvingen in de zeven thema’s: » zie: www.agentschapnl.nl/content/innovators-aan-het-woord-juni-2013. Geraadpleegde bronnen en wegwijzer In de bijlagen treft u een wegwijzer voor nadere informatie en de bronnenlijst.


inhoudsopgave

terug

Smart Grids

Zon PV

Wind op zee

Biomassa

Gas

E-besparing bouw

Energiebesparing industrie

Overzicht bestudeerde projecten Titel

Aanvrager

Start

Einde

Referentie

Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-Wheel®

Bronswerk® Heat Transfer

aug-05

mei-10

KTOH02038 DEMO07001

Thermo-Akoestische Systemen voor op-waarderen van industriële restwarmte (TASOR)

Energieonderzoek Centrum Nederland

mei-05

feb-09

EOSLT04022 EOSLT07022

Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)


jan-06

feb-11

EOSLT07022

Demonstratie van een nieuwe, energiezuinige conserveringstechniek voor halffabrikaten van levensmiddelen

Koninklijke Coöperatie Cosun U.A.

jun-05

feb-10

DEMO09001

Dry to Cool airco (D2C)

Optimair

apr-06

mrt-08

IS073001 DEMO10006

Lake Source Cooling Eesermeer

UR Cool

jan-06

dec-09

DEMO09020

De wijk van Morgen

Zuyd Hogeschool

aug-06

aug-10

DEMO11004

Demonstratie dynamische LED-sportverlichting

LEDexpert

jan-06

jun-10

DEMO11027

Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

Topell Energy

aug-07

dec-11

DEMO11002

Planten maken elektriciteit & biofuels

Wageningen Universiteit

mei-07

nov-11

EOSLT06020

Demonstratie Eenheid Biomethanol

BioMethanol Chemie Nederland

nov-06

dec-09

DEMO08040

Rijden op GFT

Rova

jan-07

aug-11

UKR04017

Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas

HVC

jul-06

jul-10

KTOT02058

SCWG van natte mest voor productie van groen gas

GENSOS

jul-08

dec-10

NEOT07001

Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen

Actiflow

jul-09

dec-09

NEOT06002

Kosteneffectieve buigmomentarme windturbine, Balanced force turbine

Innovy

jun-09

mei-10

NEOH04010

INNWIND


nov-08

mei-10

EOSLT08001

Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN)

TU Delft

jan-07

aug-11

EOSLT04029

Hi-Rase (High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma)

TU Delft

jun-10

apr-11

EOSLT01006

Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic)

TU Eindhoven

okt-08

sep-11

ERAPV01005

SmartProofS

ICT Automatisering

jul-09

jul-10

IS074001

Energieadvies op maat, slimme meters

Oxxio

jan-09

dec-09

DEMO08014

TREIN - deel I en deel 2

TU Eindhoven

okt-07

jun-08

EOSLT05017 EOSLT08032


inhoudsopgave

terug

Overkoepelende lessen en advies uit de praktijk


inhoudsopgave

terug

Resultaten en vervolgactiviteiten in perspectief De resultaten en vervolgactiviteiten van de bestudeerde projecten zijn zeer divers. Een project vormt meestal één etappe van een reis die al eerder begon, soms zelfs decennia geleden. De innovators zetten de reis meestal ook voort na het afronden van het project. Wat is de eindbestemming? Een innovatie is een vernieuwing die ook daadwerkelijk wordt gebruikt in de praktijk. Een innovatie onderscheidt zich daarmee van een uitvinding. Dat zou kunnen betekenen dat projecten die (nog) niet leiden tot marktpenetratie, per definitie als (nog) niet succesvol bestempeld worden. Er zijn echter ook projecten uitgelicht die nadrukkelijk gericht zijn op de lange termijn. Het doel van deze projecten is bijvoorbeeld om een ‘proof of principle’ te leveren: bewijzen dat het idee werkt in het laboratorium. Een onmisbare etappe maar nog mijlenver verwijderd van de productie en verkoop van een product op industriële schaal. De onderzoekers weten dat de weg van een uitvinding naar een goed verkopende technologie lang is en zijn zich bewust van hun positie op de kaart. Ze weten dat er nog vele etappes moeten volgen voor de eindzege. Sterker nog, als universiteiten fundamenteel onderzoek verrichten om bepaalde principes te doorgronden, kan falen ook succes beteken. Als onderzoekers aantonen dat een idee niet werkt, kunnen zij immers de aandacht op kansrijke alternatieven richten. Het volgende citaat illustreert dit:

‘Wat moet je bij een innovatief onderzoeksproject absoluut doen om succes te hebben? Dat is géén goede vraag. Wat is succes? Dat moet je definiëren. In het project gaan we na of bepaalde ideeën kloppen. We hebben een wetenschappelijke benadering. Om de onderzoeksdoelen te realiseren moet je keihard werken en veel experimenten doen. Voor je begint moet je helder voor de geest hebben welke vragen je hebt. Een goed begin is het halve werk. Dit project is gestoeld op een aantal hypotheses. De werkelijkheid bleek anders te zijn; we moesten verschillende hypotheses verwerpen. Maar de conclusies bieden daardoor juist weer openingen voor verdere verbeteringen. Ik heb ook meegemaakt dat uit onderzoek bleek dat de hele methode niet werkte. Toch was het een succesvol onderzoek dat leidde tot publicaties. En bedrijven weten dan: dit hoef je niet meer te proberen, dat heeft toch geen zin. Het is dus ook waardevol om te weten welke routes je links kunt laten liggen.’ René van Swaaij, TU Delft High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma (HI-RASE) » naar projectbeschrijving

Om die reden bekeken we telkens de resultaten vanuit het doel van het project: in hoeverre is dit gerealiseerd? Was deze ene etappe succesvol? En we bekeken welke vervolgactiviteiten zijn verricht. Als de eindbestemming nog niet bereikt is, wordt de reis voortgezet? Hoeveel etappes liggen er in het verschiet? Hoe wordt de kans van slagen van de volgende etappes ingeschat? Daarnaast bekeken we welke obstakels de innovators tegenkwamen en hoe zij deze overwonnen. Daaruit kunnen we lessen trekken voor collegainnovators en inspiratie bieden voor nieuwe reizen op weg naar energie-innovaties.

2 Bron: De Innovatiemotor, Marko Hekkert, 2010. 10 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

Goed idee en een heldere, behapbare eindbestemming De geïnterviewden benadrukken dat een sterk idee weliswaar ten grondslag ligt aan succesvolle innovaties, maar dat een goed idee niet automatisch leidt tot een succesvolle marktintroductie. Het einddoel van het project moet helder zijn. Als de eind-bestemming leidend is voor beslissingen die het onderzoeksteam gedurende de rit neemt, is de kans op succes namelijk veel groter. Focus is dus cruciaal. Het project behapbaar houden door een strategische afbakening ook. Een te hoge ambitie kan averechts werken. Te veel willen in te weinig tijd blijkt een faalfactor. De volgende citaten illustreren dat de combinatie van een sterk idee, een heldere eindbestemming en een goede afbakening het fundament vormen van succesvolle innovaties.

‘Bij onderzoek naar innovaties moeten onderzoekers elke dag beslissingen nemen. Waar richten we ons op? Wat doen we als we bepaalde obstakels of juist kansen tegenkomen? Een lange termijn doel waar overeenstemming over is, is cruciaal om gedurende de rit goede beslissingen te kunnen nemen. Vergelijk het met een voetreis naar Rome. Er zijn vele wegen die naar Rome leiden. Maar als je het einddoel niet goed voor ogen houdt, kom je uiteindelijk in Moskou terecht. De weg loopt niet recht, je moet ook niet bang zijn voor omwegen, maar de reisbestemming moet je consequent voor ogen houden. Anders zwalk je ongemerkt ergens anders heen.’ René Janssen, TU Eindhoven. Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic) » naar projectbeschrijving

‘Ons projectvoorstel baseerden we op de visie dat de trend naar grotere turbines steeds meer zou vergen van de ontwerper. Dat was een goede visie. Turbines met een rotordiameter van honderdtwintig meter zijn nu al verkrijgbaar, er wordt gewerkt aan windturbines met rotordiameters van meer dan honderdzestig meter. Dat vraagt om slimme en innovatieve oplossingen. We bouwden het plan vervolgens op uit behapbare stappen die je kunt overzien. Dit is belangrijk om het risico te dempen. Het kaartenhuis mag niet meteen instorten als er een kaart uitvalt. Hierdoor hebben we toch een goed eindproduct ook al zijn we halverwege de rit gestopt.’ Bernard Bulder, ECN. INNWIND

‘Het opschalen van technologie is een echte Processie van Eternach: drie stappen vooruit en twee stappen achteruit. Als je de scope voorzichtiger formuleert heb je meer kans op succes. Je kunt beter kleine stappen nemen met een hoge slaagkans dan een grote gedurfde sprong wagen waarmee je in het moeras kan belanden. Als het dan tegenzit, moet je eerst het moeras uitploeteren voor je weer verder kan; dat kost veel tijd en geld. Maak dus een goed doordacht projectplan met een beperkte scope, opgebouwd uit kleine stappen.’ Anton Wemmers, ECN. Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)

‘Zorg dat de doelstelling en onderzoeksvraag helder zijn. Waarom is het onderzoek nuttig? Je moet niet te veel poespas hebben. Als je veel subonderdelen definieert, maak je het voor jezelf en de opdrachtverlener moeilijk. De onderzoeker moet het project op een half A4tje kunnen uitleggen.’ René van Swaaij, TU Delft. HI-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma » naar projectbeschrijving


inhoudsopgave

terug

Overtuiging en doorzettingsvermogen Innovatieve ideeën ontmoeten ongeloof. Marktpartijen zijn vaak sceptisch. Ze zijn niet zomaar overtuigd van de beloften van een innovatie. De innovator moet een weerwoord hebben en geduld. Nog beter is als het innovatieteam kan bewijzen dat het werkt. De meeste markten zijn behoudend en mijden risico’s. Een demonstratieproject werkt goed om weerstand weg te nemen: eerst zien, dan geloven. Als de technologie-ontwikkeling zich in een pril stadium bevindt, is dat uiteraard nog geen optie. Vaak gaat de introductie van nieuwe technologie gepaard met de toetreding van nieuwe spelers op de markt. Daar zitten cowboys tussen. Ze beloven prestaties die ze niet waarmaken en maken fouten. Ze installeren bijvoorbeeld apparatuur die klachten veroorzaakt of die een korte levensduur heeft. Vertrouwen komt te voet en gaat te paard; één mislukt project heeft veel meer impact dan tien succesvolle projecten. Het wantrouwen moet je wegnemen door waar te maken wat je belooft. Belangrijke les is dat moed en doorzettingsvermogen nodig zijn om energie-innovaties van de grond te trekken en de bijbehorende tegenslagen te overwinnen. Andere veel gehoorde termen zijn standvastigheid en overtuigingskracht.

‘Je moet bestand zijn tegen kritiek. Veel mensen vinden het eerst fantastisch klinken. Dan vragen ze: om hoeveel stroom gaat het? En concluderen vervolgens: zonnecellen zijn efficiënter. Het tegenargument is dat je met deze technologie natuur kunt combineren met stroomproductie. Dat opent totaal nieuwe mogelijkheden. Het kost tijd en moeite om mensen te overtuigen en de ogen te openen voor andere perspectieven. Ik heb het al honderden keren uitgelegd dus voor mij is deze technologie een doodnormale zaak. Het houdt je scherp als mensen kritisch zijn maar je moet er mee om kunnen gaan en je moet een lange adem hebben.’ David Strik, Universiteit Wageningen. Planten maken elektriciteit & biofuels

‘We leverden altijd koelinstallaties maar maakten de ventilatoren niet zelf, die kochten we in. Iedereen verklaarde ons dan ook voor gek. De grootste weerstand kwam uit eigen gelederen: “waarom moeilijk doen als het makkelijk kan?” Het tegenargument was: als we zelf de technologie ontwikkelen, kunnen we ook zelf bewijzen dat het beter presteert. Om ventilator en koellichaam tot één geheel te smeden, moet je vervolgens ingewikkelde stromingsberekeningen uitvoeren. De directie gaf groen licht voor honderden computersimulaties om zo de stromingsverschijnselen te doorgronden. Als je interne weerstand ontmoet, heb je als leiding geen andere keuze dan dictatoriaal doorzetten. Daar is durf en moed voor nodig.’ Guus Bertels, Bronswerk® Heat Transfer. Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-Wheel®

‘Een uitvinder had een baanbrekend idee om energiezuinig te drogen met een materiaal dat met minimaal energiegebruik vocht aan de lucht onttrekt en weer afgeeft. Niemand wilde er mee aan de slag maar Ton Letwory, de trekker van het project en oprichter van Optimair, vond het idee intrigerend en verdiepte zich in de details. Dat was in 2005. Als je begint met een idee moet er nog heel veel water door de Rijn stromen voor je omzet en winst draait. Er zijn in het begin weinig mensen die erin geloven en risico willen lopen. Het was dan ook belangrijk dat Agentschap NL subsidie gaf om een werkend systeem te kunnen ontwikkelen dat we in de praktijk konden testen. We zijn nu zeven jaar verder en verkopen de eerste producten.’ Arthur van der Lee, Optimair. Dry to Cool Airco (D2C)

‘Mijn advies aan collega-innovators? Hou vol! Je hebt zeker doorzettingsvermogen nodig. Van ‘technibeten’ om je heen hoor je steeds: “Is het nog niet klaar? Zou je er niet mee stoppen?” De meeste mensen (zonder technische achtergrond) hebben geen goed beeld hoe de engineering en ontwikkeling van een nieuwe technologie in zijn werk gaat. Je ziet vaak niets, je doet veel op de computer middels berekeningen en simulatiemodellen. De kunst is om er zelf in te blijven geloven terwijl je omgeving er aan twijfelt. Daar moet je nooit in meegaan! Anders geef je het op. Wij weten dat technologische ontwikkeling veel tijd kost en hard werken vergt. We zien de voortgang die we stapje voor stapje maken onder meer in de positieve experimentele resultaten en de grote interesse vanuit de markt in deze technologie.’ Gerton Smit, GENSOS. Superkritische vergassing natte mest voor productie groen gas & biologische kunstmestvervanger


inhoudsopgave

terug

Goed team en vertrouwen in partners De kunst is om een team samen te stellen met de beste specialisten en er vervolgens voor zorgen dat ze hetzelfde doel nastreven. Ze moeten begrijpen dat ze een gezamenlijk belang hebben dat intensieve samenwerking vereist. Het team moet op één lijn staan, dezelfde visie delen. Het is minstens zo belangrijk om met goede partners en leveranciers te werken die je kunt vertrouwen. Met partijen die verder kijken, die hard werken en die uithoudingsvermogen hebben. Omdat dit type projecten veel vergt van de betrokkenen, is het van belang dat partners en teamleden sterk gemotiveerd zijn, sterker dan bij ‘normale’ projecten. Geld mag niet de voornaamste drijfveer zijn, de wens om een bijdrage te leveren aan een technologische doorbraak en aan een betere wereld is zeker zo belangrijk. Voor de benodigde slagkracht moet de innovator snel kunnen beslissen en manoeuvreren. Meerdere respondenten benadrukken dat dit alleen lukt door met een klein team te werken, gevrijwaard van ingewikkelde besluitvorming.

‘Het is belangrijk om te opereren met een kleine maar goed gefinancierde club, met mensen die niet gebonden zijn aan grote organisaties en regeltjes. Dat vertraagt namelijk enorm. Dat is ook de reden dat veel grote bedrijven hun R&D onderbrengen bij kleine clubjes. Dan heb je geen politieke protocollen die veel geld en tijd te verslinden.’ Erwin Eymans, Topell. Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

‘Dit was het meest succesvolle project uit mijn carrière, het was een perfect onderzoek. We hebben zelfs meer bereikt dan gepland en kregen ook nog nieuwe veelbelovende ideeën. Bijvoorbeeld om naar een “modulated surfuce texture” te gaan, dat gaat een stap verder dan periodisch. Het is na twee jaar nog steeds een belangrijk onderwerp in de community en wij hebben het geïnitieerd. Daar ben ik trots op! Wat moet je doen, om zo veel succes te hebben? Succes is een combinatie van veel factoren. Een goed bedacht voorstel, daar begint het mee. Goede timing. Een goed team. OM&T had de technologie. ECN en Helianthos pasten het toe op zonnecellen. En de universiteit werkte met succes op fundamenteel niveau aan het proof of concept. Ik was altijd gelukkig met de mensen in ons team. Al jaren hebben we een goede sfeer. Het hangt sterk af van de mensen die het uitvoeren. We hadden ook een heel goede promovendus en postdoc aan boord, dat speelt ook een belangrijke rol.’ Miro Zeman, TU Delft. Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) » naar projectbeschrijving

‘We hadden ook halverwege kunnen stoppen. Je hebt doorzettingsvermogen nodig om alle obstakels te overwinnen. Je moet blijven communiceren met elkaar. Goede communicatie met alle partijen bevordert de slagingskans van zo’n project enorm. Gezamenlijk kun je zo steeds kijken naar een passende oplossing. Openheid is daarbij belangrijk! Zoek daarom partners die goed bij je passen. Die dezelfde doelstelling hebben wat betreft maatschappelijk verantwoord ondernemen en daar ook het lef voor hebben, die doorgaan ook al kost het een paar jaren en kost het extra geld. Die niet meteen met facturen gaan zwaaien als je wat meer uren moet draaien. Als je wat geeft, krijg je wat terug. Je kunt je als bedrijf er mee profileren.’ André Roelofs (Roelofs Planontwikkeling) en Gertjan de Wit (Bries Energietechniek). Lake Source Cooling Eesermeer

‘Je moet een goed en slagvaardig consortium hebben, met de neuzen dezelfde kant op. We waren met een klein groepje, gedreven om tot resultaten te komen. Het is ook belangrijk dat je een goed maar flexibel plan hebt.’ Marten van der Laan, ICT Automatisering. SmartProofS


inhoudsopgave

terug

Kruisbestuiving door multidisciplinaire aanpak Complexe problemen met veel facetten, vragen om multidisciplinaire oplossingen. Acceptatie van gebruikers, betaalbaarheid, technische eisen, allerlei maatschappelijke factoren spelen een rol. Vanwege het multidisciplinaire karakter van energie-innovaties, moeten de initiatiefnemers de voorbereiding in een vroeg stadium starten. Alle relevante invalshoeken moeten betrokken zijn om goede oplossingen te kunnen ontwikkelen. Vaak zijn verschillende specialisten nodig: ingenieurs, technici, programmeurs, economen, sociale wetenschappers. Er moeten veel neuzen dezelfde kant op staan. Een gezonde economische onderbouwing en een transparant verdienmodel zijn van belang en vergen een andere expertise dan technische know how.

‘Je moet alleen met de beste uit elk vakgebied samenwerken. Er zijn veel goede ingenieursbureaus. Maar een ingenieur die alles van warmte weet, weet niet alles van constructies. Dat kan niet. Als je twee kennisgebieden in één ingenieur combineert, weet hij te weinig om de beste te zijn op één deelgebied. Vervolgens moet je dit soort mannen en vrouwen overtuigen dat ze hetzelfde belang hebben. Je moet steeds een brug slaan, je moet ze om de tafel zetten en laten praten met elkaar. Anders blijven ze op hun eilandje zitten. Je bent dus een coach. We werken met mensen die veel slimmer zijn dan wij. Maar het cement tussen de bouwstenen, daar zorgen wij voor.’ Erwin Eymans, Topell. Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

‘Het was heel leerzaam om met zo’n multidisciplinair team samen te werken: mensen met kennis van de netinfrastructuur, de economen die de businessmodellen ontwikkelden, de technici met kennis over de mogelijkheden om apparaten aan systemen te koppelen. Fascinerend. Juist die kruisbestuiving is nodig om slimme netten tot een succes te maken.’ Marten van der Laan, ICT Automatisering. SmartProofS

‘Technisch lukken sommige dingen niet die je wilt doen. Of de resultaten die je haalt, blijken moeilijk te reproduceren in een ander lab. Door deze obstakels op te lossen kom je verder. Een multidisciplinair team is daarvoor een vereiste. Onderzoekers van een andere discipline hebben een andere blik en een andere mening. Die zeggen dan: “we zouden het zus of zo kunnen doen”. Daar heb je dan zelf niet aangedacht. De truc is om het team van onderzoekers en bedrijven zo te mengen dat er kruisbestuiving optreedt die leidt tot nieuwe inzichten. Je moet ook niet elke avond met dezelfde mensen naar hetzelfde café gaan: op een gegeven moment ben je uitgepraat. We zijn nu geconfronteerd met andere meetmethoden, nieuwe manieren om te karakteriseren. Daar moet je je echt in verdiepen. De eerste keer begrijp je het niet, de tweede keer iets beter en daarna valt het kwartje en heb je echt wat geleerd. Ons hele werk is er opgericht om technische obstakels zo te overwinnen.’ René Janssen, TU Eindhoven. Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic) » naar projectbeschrijving

‘Belangrijkste les, is dat waardevolle inzichten ontstaan door met zéér verschillende disciplines naar een complex systeem te kijken. Economen, ingenieurs en sociale wetenschappers: in de beginfase van het project besteedden we veel aandacht aan het leren kennen van elkaars werkwijzen, methoden en aannames. Die verschillen enorm! Als je het te technisch aanpakt, werkt het niet. Als je het te economisch of te sociaal aanpakt, werkt het ook niet. Je moet écht de verschillende dimensies gelijkwaardig aan bod laten komen. Het zijn nog te veel gescheiden werelden, helaas. Want het blijkt dat je pas tot vernieuwende inzichten komt, als je hetzelfde probleem op verschillende manieren bekijkt. Dus zowel kijken naar wat technisch mogelijk is, als wat de economische implicaties zijn én welke gedrags- en sociale facetten er aan vastzitten.’ Geert Verbong, TU Eindhoven. TREIN 1 en 2


inhoudsopgave

terug

Veerkracht om tegenslag te overwinnen Innovatief onderzoek vereist een flexibel plan en een flexibele begroting. Doordat onderzoekers nieuwe methoden testen, is het logisch dat er onverwachte resultaten zijn die om een andere aanpak vragen. Ook spreekt het voor zich dat zij technische problemen op hun weg vinden. Bij opschaling naar grotere installaties kom je bijvoorbeeld altijd onverwachte obstakels tegen. Dan moet het projectteam kunnen omschakelen en bijvoorbeeld andere apparatuur aanschaffen dan gepland of een extra investering doen om een obstakel uit de weg te ruimen. Ook komt het regelmatig voor dat toeleveranciers hun beloften niet kunnen waarmaken en dat andere partners gezocht moeten worden. Problemen zijn eerder regel dan uitzondering en kunnen zich op alle fronten voordoen: technisch, organisatorisch, juridisch, sociaal, financieel, bedrijfseconomisch, commercieel. Als het projectteam en de begroting voldoende flexibel zijn om de aanpak te wijzigen en tegenvallers op te vangen, is dat geen probleem. Dan leer je juist van tegenvallers. Als het team er niet op ingesteld is – lees: er niet tegen bestand is – en als het plan en de begroting in beton zijn gegoten, loopt het project vast. Het is dus belangrijk om rekening te houden met tegenslag. En om gedurende de rit een open vizier te hebben voor onverwachte uitwegen. Problemen leiden dan tot nieuwe inzichten en meer veerkracht. En zijn zodoende voedingsbron voor creatieve oplossingen.

‘Het oorspronkelijke plan om grenslaagafzuiging te benutten voor betere prestaties van bestaande bladen of voor het opvangen van windstoten bleek niet levensvatbaar. Maar juist het nieuwe idee om goedkope dikkere bladen te ontwerpen die toch goed presteren is kansrijk. Zo gaat het vaak. Je moet dus niet angstvallig vasthouden aan je plannen, maar creatief omgaan met technische obstakels. Dan kun je vaak een sprong maken.’ Eric Terry, Actiflow. Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen

‘Zorg voor voldoende uithoudingsvermogen. Dat heb je nodig. In het hele voorbereidingstraject moet je goed verkennen wat er mogelijk is. Houd rekening met allerlei hobbels en zorg dat je capaciteit hebt om problemen op te lossen. Wat wij hebben gedaan om tegenslagen te overwinnen? Onze aanpak kun je als volgt samenvatten: Learning by doing. Dat is inherent aan innovatieprocessen. Er is geen Handboek Soldaat met een stappenplan: deze problemen ga je tegenkomen en zo kan je ze oplossen. Je lost het gaandeweg samen op met de leveranciers van de techniek en met de netwerkbedrijven. Als bedrijf kun je het niet alleen oplossen. We zitten heus niet altijd als vrienden aan tafel. Er spelen verschillende belangen. Er zijn momenten dat je zegt: “Als jullie er aan gedacht hadden, hadden we dat probleem niet gehad”. Dat is inherent aan dit soort processen. Het zijn trajecten van lange adem. Als je elkaar vertrouwt, kom je er samen uit.’ Coert Peters, Rova. Rijden op GFT

‘Je komt de technische obstakels waar het om draait pas tegen als je het echt in de praktijk gaat brengen. Vanuit de planning gezien is het vervelend: de technische obstakels vertragen het project. En je kunt het niet echt plannen omdat je niet kan voorspellen welke technische problemen er zullen spelen. Vanuit onderzoeksperspectief blijken deze obstakels juist waardevolle inzichten op te leveren.’ Anton Wemmers, ECN. Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)

‘Het is vallen en weer opstaan. De groep die enthousiast is, zie je groeien. Zo ook het ambitieniveau. In het begin zeiden we: “Stoppen met beton”. Nu zeggen we: “Stoppen met ontwerpen voor de voor groene weide”. Dat is eerst een schok voor de professionals die al vijfentwintig jaar bezig zijn met nieuwbouw. Dan krijg je een stevige discussies over de route en het tempo. En het nut van het hele proces. Het gaat zeker niet allemaal van een leien dakje. Je moet samen met een sterk team er in blijven geloven en doorzetten.’ Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool. De Wijk van Morgen


inhoudsopgave

terug

De praktijk is de beste leermeester Om een innovatie met succes naar de markt brengen, is medewerking van fabrikanten onontbeerlijk. Het is belangrijk om naar de markt te luisteren nog vóórdat het projectplan wordt opgetuigd. Betrokkenheid van marktpartijen verhoogt de levensvatbaarheid van energie-innovaties sterk. Een proof of principle toont aan dat de kerngedachte van de technologie klopt. Vervolgens zijn duurtesten in een pilot nodig om technische problemen aan het licht te brengen en op te lossen. Dit levert munitie voor de engineering van een demo-installatie. De opschaling van een laboratoriumopstelling naar een demosysteem leidt tot technische problemen waarvoor de innovator oplossingen moet vinden. Daar leer je veel van, je moet naar andere concepten en oplossingen bij een grotere schaal. Geïnterviewden adviseren daarom: wacht niet te lang met de praktijktoets en wees pragmatisch. Een goede combinatie van creativiteit, theorie en praktijk is ideaal voor innovaties. Al doende leert men.

‘Het begint met het idee. Dat hebben we heel goed ingeschat, we dachten “dit gaat over paar jaar een heel belangrijke rol spelen”. En dat klopt. Je kunt er ook naast zitten. Door het project behoort onze groep nu tot de wereldtop. We kregen vervolgens inzicht in de verschillen tussen random en periodische structuren door eerst simulaties uit te voeren en vervolgens de zonnecellen écht te bouwen. Dat was de sterke kant van ons team: simuleren én maken. Dat versterkt het enorm. Het gezegde luidt toch ook: “The proof of the pudding is the eating”. We hebben aan kunnen tonen dat het echt werkt in de praktijk, op labschaal.’ Miro Zeman, TU Delft. Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) » naar projectbeschrijving

‘We leerden van onze ervaring met Ferrari dat samenwerking met een fabrikant enorme voordelen heeft. Zij hebben inzicht in de markt, ze beschikken over de juiste informatie en krijgen veel sneller de marktintroductie en financiering rond. Zonder ‘launching customer’ beginnen we niet meer met deze stap. We hebben afgesproken dat Actiflow nog wel haalbaarheidsstudies uitvoert, maar geen enkele stap verder zet richting de markt zonder partner. Mensen met een technisch wetenschappelijke achtergrond blijven achter hun bureau zitten. Ze zijn bang voor geheimhouding. Maar zo kom je niet verder. Je blijft dan in je eigen verhaal ronddraaien. Input van de markt is zó belangrijk. Daarom praten we veel met windturbinefabrikanten, dan krijg je toch input. Maar we merken dat je pas zeker kan zijn dat hun input echt goed doordacht is, als ze ook betalen. Het is namelijk voorgekomen dat fabrikanten zo maar wat zeggen om er van af te zijn. Het hoeven geen grote bedragen te zijn. Belangrijk is dat ze de drempel nemen, een klein bedrag betekent ook dat ze écht geïnteresseerd zijn. We concluderen dat er geld uit de markt moet komen voor succesvolle innovatie.’ Eric Terry, Actiflow. Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen ‘Besteed in een zo vroeg mogelijk stadium aandacht aan de ontsluiting van de markt. Door marktontsluiting als activiteit te benoemen in voorbeeldprojecten, komt er meer focus op te liggen. Geef expliciet aandacht aan hoe je ‘launching customers’ en ‘early adopters’ al kunt bereiken tijdens het project. Als je pas na afloop hier mee aan de slag gaat, heb je een achterstand en heb je wellicht bepaalde stappen over het hoofd gezien.’ Marinus Jan Veltman, LEDExpert. Demonstratie dynamische LED sportverlichting

‘Het eerste octrooi is een voet tussen de deur. Je publiceert het zodat andere marktpartijen er niet aan beginnen. Dat geeft je de voorsprong om het idee verder te ontwikkelen. In mijn vorige functie als ideeënman van Stork heb ik dat zo vaak gezien. In de praktijk ontdek je pas de echte problemen. De oplossingen hiervoor zijn vaak patenteerbaar. En die patenten hebben meer waarde dan het eerste patent. Daarom heeft een product soms wel vijftig patenten. Denk bijvoorbeeld aan de condicycloon, ook wel twister genoemd. Daarmee kun je giftige gassen uit een gasmengsel halen. De klant van Stork verkreeg de bruikbare patenten pas na praktijktesten. En veroverde zo de markt. Wat leren we hiervan? Als een turbinefabrikant het lef heeft om de keiharde praktijk los laat te laten op ons idee, weet ik zeker dat daar waardevolle patenten uitrollen. De vraag is: wie durft?’ Frank Hagg, Innovy. Kosteneffectieve buigmomentarme windturbine


inhoudsopgave

terug

Tussen droom en daad staan wetten in de weg De vergunningverlener is in eerste instantie geneigd innovatieve technologie in te delen in bestaande hokjes. Vaak past dit niet goed en wringt het project met de standaard regels. Hierdoor kan vertraging optreden. Gezien de wereldwijde competitieve zoektocht naar energie-innovaties, is snelheid geboden. Anders bestaat het risico dat een andere speler eerder op de markt is of vlotter een sterke positie verovert. Dus innovators moeten dus alle obstakels die het proces vertragen zo snel mogelijk overwinnen. En vergunningverlening is daar één van. Het speelt ook nog in een zeer spannende fase van het innovatietraject: het bouwen van demo-installaties of de opschaling naar commerciële productie. Goede communicatie, veel aandacht voor de relatie en een open houding zijn essentieel volgens de geïnterviewden: hierdoor versoepelt het proces. Veel contact en uitleg zijn nodig om begrip voor de techniek en de omstandigheden te creëren. De vergunningverlener begrijpt zodoende meestal dat niet dezelfde hokjes en maatstaven van toepassing zijn.

‘De vergunningverlening was een obstakel. Het is een onbekende techniek. We moesten het waterschap ervan overtuigen dat er geen schadelijke gevolgen waren. Er waren een aantal revisies nodig voor we de vergunning kregen. We zijn nog een keer met het waterschap gaan kijken. We moesten namelijk volgens de regels elke drie maanden watermonsters naar het lab sturen. Maar het gaat om een gesloten systeem, er gebeurt niets met het water. We pompen het alleen rond. We zijn er in geslaagd het waterschap te overtuigen; de richtlijnen zijn aangepast.’ André Roelofs (Roelofs Planontwikkeling) en Gertjan de Wit (Bries Energietechniek ). Lake Source Cooling Eesermeer

‘De vergunningverlening was een punt van aandacht. Het gaat om nieuwe technologie, dat leidt vaak tot trage procedures. We onderhielden goede contacten met de vergunningverleners. De sleutel tot succes is veel praten en er veel tijd instoppen. Veel uitleggen. Aandacht besteden aan de relatie. Dat leidde ertoe dat de vergunning voor de demonstratiefabriek in sneltreinvaart is verleend.’ Erwin Eymans, Topell. Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

‘Het was niet makkelijk. Naast de vertraging was de kwaliteit van het geproduceerde gas een heikel punt. De eisen zijn erg strikt. Hetzelfde geldt voor de achterkant van het proces, daar houd je substraten over. Ook daar kom je regelgeving tegen die verwerking en vermarkting erg lastig maakt. Het is een vraagstuk waar collega’s ook tegenaan lopen. Daardoor is de exploitatie moeilijk.’ Coert Peters, Rova. Rijden op GFT


inhoudsopgave

terug

Advies voor collega-innovators: gewoon doen! De laatste vraag van de interviews luidde als volgt: Welk advies zou u geven aan een collegabedrijf of collega-onderzoeker die een vergelijkbaar project gaat starten? De meest gegeven adviezen passeerden al de revue in de voorgaande paragrafen. Daarnaast benadrukken enkele geïnterviewden dat goed gelet moet worden op onvoorziene ontwikkelingen in de markt of technologie. Door de complexiteit van projecten bestaat de neiging de blik naar binnen te keren, dat is riskant. Kijk dus ook goed naar de buitenwereld, drukken geïnterviewden op het hart. Belangrijkste toevoeging: vernieuwing is van levensbelang voor de continuïteit van Nederlandse bedrijven. ‘Gewoon doen!’, luidt dan ook het stimulerende advies van veel innovators. Het vergt moed om alle obstakels te overwinnen, maar het advies is om durf te tonen en de uitdaging aan te gaan, anders verliezen we de wedstrijd op het wereldtoneel.

‘Je moet het zeker doen, nieuwe technologie ontwikkelen. Kijk wel goed in een zo vroeg mogelijk stadium: waar richt je je op? Waar wil je heen? Er kunnen op elk moment alternatieve technologieën ontstaan die ook het probleem oplossen waar je je op richt. Er zijn vaak meerdere wegen die naar Rome leiden. Je moet je blik op de horizon houden, maar steeds goed kijken of er geen bomen op de weg staan en tegelijkertijd voorkomen dat je het ravijn inloopt. Vraag je steeds af of nog geldt: ‘hier zit de wereld op te wachten!’ Of geloof jij er alleen in omdat je er zo enthousiast over bent? Iedereen vindt ideeën altijd prachtig tot het moment dat je geld vraagt. Houd je ogen dus goed open. Zijn er geen parallelle ontwikkelingen? Kijk goed naar de rest van de wereld!’ Kees de Blok, Aster Thermoakoestische Systemen. Thermo-Akoestische Systemen voor het Opwaarderen van industriële Restwarmte (TASOR)

‘Misschien zijn wij vanuit onze technische opleiding iets te theoretisch in aanpak. Onze luchtvaartingenieurs studeerden allemaal aan een technische universiteit. Daar leer je om eerst alles mooi gevalideerd op papier te zetten voor je iets gaat bouwen. Een andere aanpak is: “Kom, we bouwen het gewoon en dan gaan we daarna testen.” Dat is een iets pragmatischer aanpak. Als je dingen bouwt en ziet hoe het functioneert, leer je veel. Die praktijkervaring is goud waard. Bij windmolens is het nadeel dat je dan meteen enorme investeringen moet doen. Maar als advies zou ik toch willen meegeven: begin er gewoon aan! Veel mensen hebben interessante ideeën. Ondernemen is vooral dingen doen. Probeer pragmatisch te zijn. Probeer op een slimme en goedkope manier nieuwe dingen te doen. Lean and mean. En liefst met een marktpartij die ook betaalt.’ Eric Terry, Actiflow. Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen

‘Onderzoek naar écht vernieuwende technologieën is belangrijk. Dus niet alleen onderzoek verrichten naar zonnecellen, windmolens en andere bekende oplossingen. Maar juist ook inzetten op nieuwe hernieuwbare energiebronnen. De maatschappij wil wel, als duurzame energie maar betaalbaar is. Dus: verlaat de gebaande paden is mijn advies. Veel grote bedrijven investeren echter liever in hun huidige core business. Ze zouden best wat meer lef mogen tonen.’ David Strik, Universiteit Wageningen. Planten maken elektriciteit & biofuels

‘Nederland is goed in het ontwikkelen van technologie in het lab. Maar het succes staat of valt bij opschaling naar industriële schaal. De installatie die we willen bouwen is een continu bedrijf die je met vijf ploegen van drie man moet bedienen. Dat vergt nogal wat. In Duitsland krijg je dat veel makkelijker voor elkaar. In Nederland moet je over heel veel doorzettingsvermogen beschikken om de benodigde financiën te organiseren. Maar uiteindelijk lukt het. Mijn advies aan collega-innovators is dan ook: niet opgeven, altijd doorgaan!’ Wil Sierhuis, HVC. Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas


inhoudsopgave

terug

‘Ons advies aan collega-innovators? Vooral gewoon doen! Durf de vernieuwing aan. Maar let op: het vergt wel doorzettingsvermogen, het gaat niet vanzelf.’ Frans Franssen (Cosan) en Wilfert van Veldhoven (Sensus). Demonstratie van energiezuinige conserveringstechniek

‘We waren niet goed voorbereid op externe elementen waar ons succes van af hing. De focus lag op interne en technische aspecten van ons project. De stijging van de glycerineprijs en trage levering van onderdelen maakten het ons moeilijk. Dus oriënteer je van te voren ook goed op de externe situatie en externe factoren en houd rekening met tegenvallers. Een van de zijpaden die het project oplevert is dat het bedrijf nu ook kijkt naar andere technologische verbeteringen en naar het gebruik van andere grondstoffen. Het innovatieve programma blijft bestaan. Het is voor een bedrijf handig om je altijd te blijven verbreden, het vergroot je overlevingskansen, de continuïteit neemt toe. Voor Nederland als innovatieland is het project dus een succes: het innovatievermogen neemt blijvend toe.’ Michèle Koper, Ecofys. Demonstratie Eenheid Biomethanol

‘Mijn advies is kortweg: “Doen!” Zonder deze innovatie hadden we het heel, heel moeilijk gehad. Veel bedrijven moeten zich beseffen: als ik niet innoveer, besta ik over vijf jaar niet meer. Je wordt links en rechts ingehaald. Wij hadden anders onder aan de ladder gestaan, nu openen alle deuren zich juist. Maar innovatie is niet makkelijk. Het kost altijd meer geld dan je denkt, het duurt altijd langer voordat het geld oplevert. Innoveren gaat volgens de Wet van Behoud van Ellende. Je balanceert op een flexibele loopplank. Daarom is mijn raad: breng de moed op om te vernieuwen!’ Guus Bertels, Bronswerk® Heat Transfer. Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-Wheel®


inhoudsopgave

terug

Innovatieprojecten Zon PV


inhoudsopgave

terug

Overzicht afgeronde projecten Zon PV - eindrapport beschikbaar Titel

Aanvrager

Start

Einde

Referentie

Innovatief renoveren met pvt

Stichting Woonwaard Noord-Kennemerland

nov-06

dec-09

DEMO01018

Flexibele zonne-energie

Helianthos

aug-07

dec-11

DEMO07015

Czeers MK1: Compromisloze duurzaamheid.

Czeers Solarboats

mei-07

nov-11

DEMO08024

» Hi-Rase (High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma)

Technische Universiteit Delft

jun-05

feb-10

EOSLT01006

Ultra low cost PV


mei-05

feb-09

EOSLT01013

High deposition rate micromorph cell in a powder free regime on a large area

Universiteit Utrecht

aug-05

mei-10

EOSLT01035

Silicon base superlattices with spectrum selective abosorbers (SELECT)


jan-06

feb-11

EOSLT02028

QC Passi (Quantum Cutting and Passivation for Back-Contacted Hetero-junction Cells)


jan-06

dec-09

EOSLT03011

Zonnecellen van Organische Multi-juncties met hoog EnergieRendement (ZOMER)

Rijksuniversiteit Groningen

aug-06

aug-10

EOSLT03026

Zeldzame-aard gedoteerde silicium nitrides: een nieuwe klasse spectrale conversie materialen t.b.v. rendementsverhoging van silicium zonnecellen

Technische Universiteit Eindhoven

jan-06

jun-10

EOSLT03028

AURORA

Scheuten Solar Holding

apr-06

mrt-08

EOSLT04027

» Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN)


jan-07

aug-11

EOSLT04029

Thin Film Solar Cells on Paper


jul-06

jul-10

EOSLT04030

» Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic)


jul-08

dec-10

ERAPV01005

In-line depositie oven

Smit Ovens

nov-08

mei-10

KTOH01031

Hoger rendement zonnecellen door efficiënt gebruik van licht

Solar-Excel

jun-09

mei-10

KTOH02029

De Zink Waterstof Peroxide Zonnebatterij

Dr. Ten

jul-09

dec-09

KTOH02042

Kunststoffen voor Zonnepanelen

Solinso

jun-10

apr-11

KTOH03009

PV-GIDS

Solar Electricity Development

okt-10

mei-11

KTOH03012

Hoog efficiënt en goedkope amorf silicium zonnecellen

Om&T

okt-08

sep-11

KTOT01028

PVTE hybride: verhoging van het rendement van fotovoltaïsche modules door toepassing van thermoelektrische materialen


okt-07

jun-08

NEOH02007

Import van Duurzame Energie uit de Sahara (IDES)

KEMA Nederland

jan-09

dec-09

NEOH03017

Low cost solar panel using Micro Line Concentrator

M.H. Mensink Beheer

jul-09

jul-10

NEOH04002

A new design concept for Static Concentrated PV

Gelanus

jul-09

dec-09

NEOH04011

Testopstelling SunCycle

SunCycle Technology

sep-06

sep-07

NEOT01002

Onderzoek Small Bandgap Oxides voor betere benutting lichtspectrum bij fotokatalytische watersplitsing

Spyke Solar Cells

okt-06

jun-08

NEOT01003

CIS-FEC

Advanced Surface Technology

jan-07

mei-08

NEOT01007

A novel 3-dimensional solar cell design with self-aligned, ordered Carbon Nanotubes in combination with a Dye


sep-07

okt-09

NEOT01017

Onderzoek zonnecel met geïntegreerde energieopslag voor decentrale energieopwekking in bebouwde omgeving

Nano Energy Europe

sep-07

dec-08

NEOT02012

Onderzoek verhoging rendement zonnecellen door up- conversion van energie uit zonlicht in Multi Intermediate Bandgap zonnecel (MIB-UC)


jul-07

dec-08

NEOT02013

Reversed electron transfer for organic photovoltaic devices


okt-08

dec-09

NEOT03013


inhoudsopgave

terug

Titel

Aanvrager

Start

Einde

Referentie

Onderzoek naar TiO2-nanotube-gestructureerde PV zonnecellen: zeer snelle afvoer van gevormde elektronen en gaten (nanotubebed zonnecel-project)


nov-07

apr-09

NEOT03018

An elegant enhancement scheme for thin-film solar cells


sep-08

aug-10

NEOT04002

Nieuwe Elektrochemische Silicium Depositietechnologie: een oplossing voor goedkoop silicium en dunne laag zonnecellen

Dr. Ten

jan-09

jun-11

NEOT05010

Onderzoek naar Transparante CIS zonnecellen voor toepassing op daken kassen

Thin Film Factory

nov-08

okt-10

NEOT05011

Nano-concentrator zonnecellen


aug-09

jul-11

NEOT06003


inhoudsopgave

terug

Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) Doelstelling De verhoging van het omzettingsrendement van dunne-film silicium zonnecellen door het ontwikkelen en toepassen van geavanceerde lichtmanagementtechnieken om optische verliezen zoals parasitische absorptie in het metallische achtercontact te voorkomen. Miro Zeman: ‘Wij werken met silicium dunne-film zonnecellen. De silicium lagen in zonnecellen zijn inmiddels écht heel dun. Dun is belangrijk omdat je daarmee veel silicium materiaal kan besparen en de productie aanzienlijk kan versnellen. Als het materiaal almaar dunner en dunner wordt, absorbeert het minder licht, dat is logisch. We staan voor een dilemma: hoe kunnen we nóg dunnere film gebruiken en toch veel energie omzetten in elektriciteit. We verzinnen daarom allerlei trucjes om het licht te vangen. Het vakgebied heet ‘light management’, in dit project richtten we ons vooral op ‘light trapping’ technieken. Met andere woorden: licht vangen in de absorptielaag.’

Technologie Om het rendement van een zonnecel te verhogen, passen onderzoekers technieken toe die ervoor zorgen dat zoveel mogelijk zonlicht de cel binnenkomt en daar blijft totdat het is omgezet in elektriciteit. Op dit gebied is nog winst te boeken: er ‘ontsnapt’ nog altijd veel licht uit de cel. In dit project zijn nieuwe ideeën uitgewerkt voor dunne-film zonnecellen van silicium. Er werden al speciale reflectielaagjes aangebracht tussen de halfgeleiderlaagjes en om specifieke texturen op de substraten van de zonnecellen. Deze laagjes zorgen voor een maximale verstrooiing, waardoor de cel zoveel mogelijk licht kan absorberen en vermijden dat er invallend licht uit de zonnecel ontsnapt. Deze lichtverstrooiingstechnieken verhoogden de rendementen fors. Desondanks is er nog een groot potentieel voor verdere verbetering. Het team ontwikkelde en onderzocht twee nieuwe benaderingen voor lichtmanipulatie. De eerste is gebaseerd op golflengte-specifieke manipulatie van reflectie en transmissie van licht op de scheidingsvlakken van de verschillende lagen in een zonnecel. De tweede benadering richt zich op hoekselectieve manipulatie van het licht dat wordt verstrooid op ruwe scheidingsvlakken. 23 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

Toegevoegde waarde Absorptielagen op basis van de nieuwe technologie kunnen vijftig procent dunner worden dan bestaande. Dat scheelt de helft in de productiekosten van modules en dus ook in de milieubelasting bij de productie en in de afvalfase. Tegelijkertijd zou het omzettingsrendement van dunne-film zonnecellen op basis van silicium kunnen toenemen met relatief dertig tot veertig procent.

Resultaten Miro Zeman: ‘We toonden aan dat substraten met periodische ruwe oppervlakken het licht beter verstrooien en dat we zo licht beter vangen. Dit leidt tot een fors hoger rendement.’ De onderzoekers bekeken de beïnvloeding van lichtbundels met behulp van fotonische kristalachtige structuren en met verstrooiingsrasters, “diffraction gratings”. Vervolgens maakten zij een aantal van deze structuren en rasters en karakteriseerden deze. De fotonische kristalachtige structuur is opgebouwd uit dunne lagen van twee materialen met verschillende optische eigenschappen die op elkaar gestapeld zijn. Ook werden periodische verstrooiingsrasters (“diffraction gratings”) onderzocht. Het project leverde een getest ontwerp op van procestechnologie om 1-D dielectrische fotonische kristallen te produceren met de gewenste eigenschappen.

Vervolgactiviteiten Het onderzoek was zeer succesvol en de vakgroep gaat zeker door op de ingeslagen weg. Miro Zeman: ‘Dit was een eerste stap. We zijn hard aan het werk. In deze eerste stap toonden we aan dat zonnecellen op onze substraten een hoger rendement hebben. Nu gaan we dit verder ontwikkelen en optimaliseren. Daarbij werken we samen met Hyet Solar, voorheen Helianthos. We hebben nieuwe ideeën over het “modulated surface texture”. We willen verschillende gradaties van ruwheid met elkaar combineren. We beginnen met hoge ruwheid, dan een iets lagere, dan een nog lagere ruwheid. Zo creëer je verschillende vormen op het oppervlak en beïnvloedt je verstrooiing. Verstrooiing hangt immers af van de mate van ruwheid, verschillende golflengtes reageren anders op verschillende features van het substraat. We willen zo een breed mogelijk deel van het zonnespectrum verstrooien, daar werken we aan.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De onderzoeksresultaten hebben de belangstelling van de internationale wetenschappelijke wereld en het bedrijfsleven gewekt. Miro Zeman: ‘Er is veel interesse, veel onderzoeksgroepen kijken er naar. Wij zijn voorlopers op dit gebied, het is nu hot topic in het veld. Onze groep presteert totnogtoe het beste wereldwijd; door het project zijn we doorgestoten naar de wereldtop. Ik krijg verzoeken om keynote speeches te houden op internationale conferenties; ik heb net mijn ‘twenty four minutes of fame’ ervaren door te presenteren op de grootste conferentie over dit onderwerp. We hebben met een Zwitsers instituut onderzoek gedaan, we hebben met bedrijven als United Solar en Kaneka contact. We zijn in een stroomversnelling terecht gekomen.’ Welke effecten worden voorzien in de nabije toekomst? Miro Zeman: ‘Het komt zeker op de markt, deze technologie. De bottleneck is nu om het op te schalen. Onze partner OM&T ontwikkelde de technologie oorspronkelijk voor cdtjes. De grote vraag is: hoe creëer ik zo’n structuur op een groot oppervlak? Wij leverden het proof of concept. Ik heb gehoord dat bedrijven er mee bezig zijn. Als universiteit hebben we niet de middelen voor opschaling. Zo hoort het ook: wij tonen het aan op kleine schaal; bedrijven pakken het vervolgens over om de technologie door te ontwikkelen voor industriële schaal. Dat vind ik leuk!’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen De juiste mix Miro Zeman: ‘Dit was het meest succesvolle project uit mijn carrière, het was een perfect onderzoek. We hebben zelfs meer bereikt dan gepland en kregen ook nog nieuwe veelbelovende ideeën. Bijvoorbeeld om naar een “modulated surfuce texture” te gaan, dat gaat een stap verder dan periodisch. Het is na twee jaar nog steeds een belangrijk onderwerp in de community en wij hebben het geïnitieerd. Daar ben ik trots op! Wat moet je doen, om zo veel succes te hebben? Succes is een combinatie van veel factoren. Een goed bedacht voorstel, daar begint het mee. Goede timing. Een goed team. OM&T had de technologie. ECN en Helianthos pasten het toe op zonnecellen. En de universiteit werkte met succes op fundamenteel niveau aan het proof of concept. Ik was altijd gelukkig met de mensen in ons team. Al jaren hebben we een goede sfeer. Het hangt sterk af van de mensen die het uitvoeren. We hadden ook een heel goede promovendus en postdoc aan boord, dat speelt ook een belangrijke rol.’


inhoudsopgave

terug

Ideale combinatie van creativiteit, theorie en praktijk Miro Zeman: ‘Het begint met het idee. Dat hebben we heel goed ingeschat, we dachten “dit gaat over paar jaar heel belangrijke rol spelen”. En dat klopt. Je kunt er ook naast zitten. Door het project behoort onze groep nu tot de wereldtop. We kregen vervolgens inzicht in de verschillen tussen random en periodische structuren door eerst simulaties uit te voeren en vervolgens de zonnecellen écht te bouwen. Dat was de sterke kant van ons team: simuleren én maken. Dat versterkt het enorm. Het gezegde luidt toch ook: “The proof of the pudding is the eating”. We hebben aan kunnen tonen dat het echt werkt in de praktijk, op labschaal.’

Advies voor collega-innovators Een goed plan is het halve werk. Miro Zeman: ‘Het is heel belangrijk om het voorstel goed op te schrijven. Het moet vanaf het begin duidelijk zijn waar het over gaat. Ik vond het goed dat Agentschap NL eiste dat we de planning en uitvoering zo goed mogelijk omschreven. Dat is de basis. Een goed idee, een goede beschrijving van de activiteiten en een goede planning. En natuurlijk goede mensen!’

Opmerkelijk • De promovendus Olindo Isabella heeft een prijs gekregen voor zijn werk in het project. De wetenschappelijke commissie van de European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition kende de prijs aan hem toe voor ‘the most outstanding student research work in the field of Thin Film Solar Cells’. • Miro Zeman: ‘Veel innovatieprojecten hebben nu een looptijd van minder dan één jaar. Dat is voor ons te kort. We kunnen niet in één jaar een idee onderzoeken via simulaties én het product bouwen én het testen om aan te tonen dat het in de praktijk werkt. Bedrijven hebben een kortere tijdshorizon dan universiteiten. Maar dit soort langdurige projecten maakt nu net het verschil op internationaal niveau. Dus het zou zonde zijn als dat niet meer mogelijk is. Ons project leidt tot een proof of principle van nieuwe technologie, veel publicaties en veel internationaal aanzien. Vakgenoten zijn trots op ons. En bedrijven staan te popelen om het toe te passen.’

Kerngegevens Projecttitel: Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) Projectnummer: EOSLT04029 Penvoerder: TU Delft, DIMES Partners: ECN, Nuon Helianthos, Optical Media & Technology (OM&T), Moser Baer Geïnterviewde: Miro Zeman Website: www.ectm.et.tudelft.nl Telefoon: 015 2782409 Email: [email protected] Projectperiode: september 2007 – december 2010 » download presentatie Miro Zeman » download eindrapport


inhoudsopgave

terug

Efficiënte organische zonnecellen printen - Apollo Doelstelling Het leveren van bouwstenen om organische zonnecellen met voldoende vermogen te kunnen produceren via druktechnieken met inktjetprinters.

Technologie Polymere zonnecellen met een of twee actieve lagen, die eenvoudig te produceren zijn, stonden centraal in het onderzoek. De onderzoekers printten enkele en dubbele junctie polymere zonnecellen met een inkjet. Daarnaast werkten ze aan een experimenteel gevalideerd en geparamateriseerd zonnecelmodel dat de belangrijkste karakteristieken van de zonnecel kan beschrijven.

Toegevoegde waarde Deze onderzoeksonderwerpen hebben een hoog innovatieperspectief en unieke meerwaarde voor Europa. Indien succesvol kunnen nieuwe markten ontstaan voor Europese high-tech industrie waarmee Europa een leidende rol kan nemen op het gebied van geprinte elektronica en zonnecellen. Het streven is om cellen te ontwikkelen met een rendement hoger dan tien procent op grote oppervlakken vanaf een vierkante meter.

Resultaten Het team ontwikkelde nieuwe materialen voor enkele junctie zonnecellen met een rendement van zes procent na uitvoerige optimalisatie van de procesparameters en depositiecondities. Met inktjetprinten is een rendement van vijf procent bereikt. Wat betreft de optimalisatie van cellen en de ontwikkeling van nieuwe celconcepten boekten de onderzoekers vooruitgang. De beste tandemcellen hadden een rendement van boven de zes procent. De ontwikkelde technieken zijn nu alleen nog geschikt voor kleine oppervlakten. Voorts ontwikkelde het onderzoeksteam nieuwe methoden die het mogelijk maken om de werking van de cellen nader te bestuderen en de materialen beter te karakteriseren. Defecttoestanden in organische zonnecellen zijn onderzocht met impedantie spectroscopie. Nieuwe experimentele en numerieke karakteriseringsmethoden gebaseerd op de foto-CELIV zijn ontwikkeld die het mogelijk maken om 26 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

relevante materiaalparameters te bepalen uit de karakteristieken van de polymere zonnecellen. Met de verbetering van de rendementen is de toepassing van polymere zonnecellen in consumentenelektronica en op langere termijn als grootschalige bron van hernieuwbare energie een stap dichterbij gekomen.

Vervolgactiviteiten Als vervolg op het project heeft de Technische Universiteit Eindhoven samen met het Holst Centre, ECN en Imec het samenwerkingsverband Solliance opgericht. Solliance is gericht op onderzoek en ontwikkeling van dunne-film zonnecellen (PV) in de ELAT-regio (Eindhoven-Leuven-Aken). De ambitie van Solliance is het versterken van de positie van de regio als een wereldspeler in dunne film PV. Solliance creëert synergie tussen meer dan tweehonderdvijftig onderzoekers. De betrokken partijen maken gezamenlijk gebruik van state-of-the-art infrastructuur, afstemming van onderzoeksprogramma’s en nauwe samenwerking met het zonne-bedrijfsleven. Solliance wordt ondersteund door de Nederlandse provincie Noord-Brabant. Inmiddels werkt de TU/e aan twee vervolgprojecten waaronder het Europese project X10D dat Imec coördineert. Het streven is om het rendement van organische tandemcellen naar een hoger niveau te tillen. De onderzoekers kijken naar nieuwe materialen en nieuwe zonnecelstructuren die tot minder verliezen leiden en zonlicht efficiënter kunnen omzetten. Het onderzoeken en verbeteren van de stabiliteit is een ander aandachtspunt. Ze werken aan depositie op grotere oppervlakten. In het lab werkten ze met een grootte van een vierkante centimeter, het streven is nu een vierkante meter en uiteindelijk zou een vierkante kilometer tot de mogelijkheden moeten behoren.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het samenwerkingsverband Solliance is een spin-off van het project. Het door Agentschap NL gefinancierde project is hiervoor een belangrijke stap geweest: de betrokken partners hebben goede relaties opgebouwd en werken nu ook vaak bilateraal samen in ongesubsidieerde activiteiten. René Janssen: ‘We konden ook participeren in een ‘concurrerend’ project dat het samenwerkingsverband Sunflower uitvoert met steun van de Europese Unie. Sunflower is net as Solliance een consortium van universiteiten, onderzoeksinstellingen en bedrijven en richt zich op dezelfde technologie. Maar het is juist goed als verschillende spelers met hetzelfde bezig zijn. Als je geen tegenstander hebt, kun je niet voetballen. In wisselende consortia komen de betrokkenen elkaar tegen, er is veel contact en samenwerking. De samenstelling van de teams varieert; iedereen wil het vakgebied verder brengen dus dat is een gemeenschappelijk doel. De PVDA en de VVD moeten ook samenwerken om verder te komen. De concurrentie houdt je scherp. Maar je hebt elkaar ook nodig. In principe willen we met iedereen samenwerken.’ Voor commerciële toepassingen is het nog te vroeg. Het is lastig te voorspellen hoe deze markt zich zal ontwikkelen. De volumes nemen sterk toe maar de efficiency neemt juist af doordat de strijd zich met name richt op kostprijs. René Janssen: ‘Ik vind het moeilijk om een toekomstbeeld te schetsen. Dat durf ik niet. Het kan een groot succes worden. Maar het is ook mogelijk dat een andere technologie tegen lagere kosten eenzelfde performance bereikt. Silicium zonnecellen is ook een kanshebber. Er zitten nu nog dure materialen in. De markt heeft het moeilijk de laatste jaren. Het is nog te vroeg om een winnaar aan te wijzen. De race is in volle gang. De uitkomst is mede afhankelijk van sociale en economische invloeden. Binnen nu en een aantal jaren voorzie ik toepassing van organische zonnecellen in allerlei gadget- en recreatietoepassingen. Simpele dingen, denk aan opladers voor tablet computers en mobiele telefoons. Het moet groeien naar andere toepassingen, bijvoorbeeld op daken. Maar daarvoor moeten we waarschijnlijk nog wachten tot na 2020.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Complexe problemen vragen om multidisciplinaire oplossingen Het project verliep soepel en kende geen onvoorziene organisatorische of sociale problemen. De samenwerking was uitstekend. Technische obstakels kwam het onderzoeksteam uiteraard wel tegen, maar daar is het nu juist om te doen. René Janssen: ‘Technisch lukken sommige dingen niet die je wilt doen. Of de resultaten die je haalt, blijken moeilijk te reproduceren in een ander lab. Door deze obstakels op te lossen kom je verder. Een multidisciplinair team is daarvoor een vereiste. Onderzoekers van een andere discipline hebben een andere blik en een andere mening. Die zeggen dan: “we zouden het zus of zo kunnen doen”. Daar heb je dan zelf niet aan gedacht. De truc is om het team van onderzoekers en bedrijven zo te mengen dat er kruisbestuiving optreedt die leidt tot nieuwe inzichten. Je moet ook niet elke avond met dezelfde mensen naar hetzelfde café gaan: op een gegeven moment ben je uitgepraat. We zijn nu geconfronteerd met andere meetmethoden, nieuwe manieren om te karakteriseren. Daar moet je je echt in verdiepen. De eerste keer begrijp je het niet, de tweede keer iets beter en daarna valt het kwartje en heb je echt wat geleerd. Ons hele werk is er opgericht om technische obstakels zo te overwinnen.’ 27 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

Advies voor collega-innovators Het einddoel van het project moet helder zijn en moet leidend zijn voor beslissingen die het onderzoeksteam gedurende de rit neemt. René Janssen: ‘Bij onderzoek naar innovaties moeten onderzoekers elke dag beslissingen nemen. Waar richten we ons op? Wat doen we als we bepaalde obstakels of juist kansen tegenkomen? Een lange termijn doel waar overeenstemming over is, is cruciaal om gedurende de rit goede beslissingen te kunnen nemen. Vergelijk het met een voetreis naar Rome. Er zijn vele wegen die naar Rome leiden. Maar als je het einddoel niet goed voor ogen houdt, kom je uiteindelijk in Moskou terecht. De weg loopt niet recht, je moet ook niet bang zijn voor omwegen, maar de reisbestemming moet je consequent voor ogen houden. Anders zwalk je ongemerkt ergens anders heen.’

Opmerkelijk De onderzoekers zijn er in geslaagd de beoogde rendementen te overtreffen. Met zes procent voor enkele en dubbele junctie configuraties is zelfs een wereldrecord doorbroken. Dit biedt een sterke basis voor het gebruik van nieuwe materialen en technieken waarmee in de toekomst nog hogere rendementen mogelijk zijn.

Kerngegevens Projectnummer: ERAPV01005 Projecttitel: Efficiënte organische zonnecellen via printen Penvoerder: Technische Universiteit Eindhoven Geïnterviewde: René Janssen Website: www.tue.nl Telefoon: 040-2463597 Email: [email protected] Projectperiode: december 2010 – augustus 2011 » download eindrapport


inhoudsopgave

terug

Hi-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma Doelstelling Waarom zijn hoge substraattemperaturen nodig voor de snelle depositie van gehydrogeneerd amorf silicium om de gewenste materiaaleigenschappen te krijgen voor toepassing in zonne-cellen? Zijn diffusieprocessen bij lagere depositietemperaturen daadwerkelijk te langzaam in vergelijking met de flux aan groeideeltjes? De onderzoekers zochten antwoord op deze vragen. René van Swaaij: ‘Voor bedrijven is het een economische motivatie om de depositiesnelheid te verhogen. Een single junction zonnecel heeft een laag nodig met een dikte van driehonderd nanometer. De depositiesnelheid lag bij twaalf nanometer per minuut. Reken maar uit hoe lang het duurt. Te lang! De machines staan in een lijn, de substraten liggen op een band die ze er doorheen transporteert. Je hebt dus een grotere machine nodig en het duurt langer. Voor ons is het een wetenschappelijk motivatie. Waarom is de depositiesnelheid beperkt? Waar ligt dat aan? Hoe kun je dat beïnvloeden? We hadden enkele hypotheses over de factoren die van belang zijn. Die hebben we getoetst.’

Technologie Om het productievolume voor dunne-film silicium zonnecellen te vergroten en de kosten te verlagen, zijn hoge depositiesnelheden gewenst. Bijkomend voordeel is dat het benodigde oppervlak voor de vacuümmachines dan kleiner is. Een verhoging van de depositiesnelheid mag echter geen nadelige effecten hebben op de prestatie van zonnecellen. Het onderzoek richtte zich op het effect van een gecontroleerd ionenenergie bombardement en van waterstofverdunning op de relatie tussen het groeimechanisme en de materiaaleigenschappen van amorf silicium gemaakt met ‘expanding thermal plasma chemical vapour deposition (ETP-CVD). Met deze depositietechniek is er vrijwel geen ionenbombardement, omdat de zogenaamde ‘self bias’ (het elektrische spanningsverschil tussen het plasma en het substraat) heel klein is. De depositietechniek is daarom uitermate geschikt om de rol van ionenbombardement te onderzoeken wanneer een elektrische spanning op het 29 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

substraat is aangebracht. Zowel de waterstofverdunning als het ionenbombardement zal het oppervlak van de laag gedurende de groei beïnvloeden. Het team onderzocht het proces met real time spectroscopic ellipsometry (RTSE) tijdens de groei, dus in situ. Zodoende konden de onderzoekers de ruwheids-ontwikkeling van de laag in kaart brengen gedurende de groei. Dit geeft munitie voor conclusies over de processen die zich aan het oppervlakte afspelen en daar draait het om. Om het effect van het ionenbombardement goed te kunnen onderzoeken, is het noodzakelijk om een goede controle te krijgen over de ionenenergie. Daarvoor is gebruik gemaakt van een methode die Wang en Wendt ontwikkelden, ‘pulse and shape biasing’ (PSB). Deze methode controleert positief geladen ionen met een speciale pulsvorm. Het lukte de onderzoekers om zo uitstekende controle te krijgen over de ionenenergie.

Toegevoegde waarde De onderzoekers maakten met behulp van PSB zonnecellen met een omzettingsrendement van acht procent bij een groeisnelheid van meer dan 1 nm/s, een belangrijke verbetering. Een hogere depositie snelheid leidt op termijn tot een verlaging van de kostprijs van zonnecellen.

Resultaten • De materiaaleigenschappen van a-Si:H verbeteren na toepassing van PSB. De vorm van het signaal op het substraat is belangrijk voor de controle over ionenenergie. De onderzoekers bekeken het effect van een sinusvormige radio frequente (RF) bias op de materiaaleigenschappen en dit is vergeleken met de toepassing van PSB. Zowel met RF als met PSB wordt een extra plasma rondom het substraat gevormd, echter de intensiteit van dit plasma is veel sterker met RF. Voor hoge aangelegde spanningen leidt dit voor materiaal dat met RF is gegroeid tot slechtere materiaaleigenschappen, terwijl met PSB goede eigenschappen verkregen worden over het volledige spanningsbereik dat onderzocht is. • De ruwheid van het oppervlak van de lagen gemeten met RTSE is groter dan gemeten met ex-situ atomic force microscopy (AFM). Dit verschil is een aanwijzing dat er een dunne laag aanwezig is net onder het oppervlak van de film, waarvan de dichtheid veel kleiner is dan van de bulk van de laag. De onderzoekers denken dat een hoge concentratie waterstof tot een substantieel lagere dichtheid leidt. De dikte van deze waterstofrijke laag wordt groter als het plasma gedurende de groei wordt verdund met waterstof en kleiner wanneer PSB toegepast wordt. De onderzoekers concluderen dat de waterstofrijke laag hoogst waarschijnlijk de mobiliteit van de groeideeltjes op het filmoppervlak controleert. Door de plasmacondities te variëren kon het team de dikte en de eigenschappen van de waterstofrijke laag veranderen en daarmee de oppervlaktemobiliteit. Controle over de waterstofrijke laag leidt dus tot een betere controle van de groei van de a-Si:H laag. Deze methode is volgens de onderzoekers ook toepasbaar voor andere plasmadepositietechnieken. • Een mild ionenbombardement, met energieën tot 20eV, leidde tot de meest ideale eigenschappen. In het Hi-RASE project maakten de onderzoekers zonnecellen met omzettingsrendementen van bijna acht procent bij depositiesnelheden van ongeveer 1 nm/s. René van Swaaij: ‘Hoe wordt materiaal gevormd in zo’n plasma? Daar hebben we nu een beter beeld van. Deeltjes arriveren in het substraat maar hebben blijkbaar tijd nodig om een energetisch prettige positie te vinden, ze blijven eerst bewegen. Dit staat in competitie met snelle aangroei. Als er veel deeltjes tegelijkertijd arriveren, kunnen ze moeilijker bewegen dus vertraagd het hele proces. Op het substraat zit een waterstofrijke laag. Ook dat verlaagt de bewegelijkheid van de deeltjes. Om dit voor te kunnen stellen kun je denken aan een oppervlakte van eierdozen waar je balletjes op laat vallen. Als dat veel balletjes zijn, kunnen ze niet snel hun plek vinden. En al helemaal niet als er een soort stroop aan de oppervlakte zit. Als je op die manier ernaar probeert te kijken, zie je opeens mogelijkheden om de depositie te beïnvloeden. Die methoden bleken in ons lab dus te werken. Met het ionenbombardement kunnen de deeltjes beter bewegen en sneller hun plek vinden. We hebben een optimum gevonden van het energieniveau. Dat mag weer niet te hoog zijn want dan dringen de ionen door in de laag en richten daar schade aan.’

Vervolgactiviteiten Het onderzoek heeft tot een serie wetenschappelijke publicaties geleid. Naast de acht publicaties genoemd in het eindrapport, noemt René van Swaaij nog twee publicaties: in de Journal of Applied Physics (volume 108, artikel 103-104, 15 november 2010) en in Progress in Photovoltaics: Research and Applications (volume 20, pagina 333, mei 2012). Daarnaast zijn de onderzoekers van plan een vervolgonderzoek te doen gericht op 30 I Innovators aan het woord I Zon PV

inhoudsopgave

terug

het nog verder verhogen van de depositiesnelheid. René van Swaaij: ‘Het vervolg is afhankelijk of onze projectvoorstellen gehonoreerd worden. We denken dat we de nu een methode hebben om het nóg beter te doen. We willen hogere ionenenergie gebruiken. Dat leidt tot meer stofvorming. Je moet dus twee zaken controleren. Daar hebben we een oplossing voor die we willen onderzoeken. We zijn er nog niet.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het is lastig om het effect voor de markt te voorspellen. René van Swaaij: ‘Zonnecelproducenten in Europa hebben het op dit moment moeilijk. Door de overproductie in China zijn de marges op panelen ontzettend klein of zelfs negatief geworden, waardoor veel bedrijven failliet zijn gegaan. Dat maakt het moeilijk voor ons als universiteit om projecten te formuleren met bedrijven. We willen projecten liefst uitvoeren met partners uit het bedrijfsleven. En het is beter als je een langdurige samenwerkingsrelatie kunt ontwikkelen in plaats van telkens opnieuw beginnen. In dit project werkten wij samen met Helianthos. Dit bedrijf is onlangs overgenomen en heet nu HyET Solar; we hopen dat we met dit bedrijf de eerdere samenwerking kunnen voortzetten.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Flexibiliteit Het project was succesvol. De samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven was goed. Innovatief wetenschappelijk onderzoek vereist wél een flexibel plan en flexibele begroting. Doordat de onderzoekers nieuwe methoden testen, is het logisch dat er onverwachte resultaten zijn die om een andere aanpak vragen. Dan moeten de onderzoekers kunnen omschakelen en bijvoorbeeld andere apparatuur aanschaffen dan gepland. Als de begroting zoals bij Hi-RASE voldoende flexibel is om de aanpak en activiteiten te wijzigen, is dat geen probleem. Als het plan en de begroting in beton waren gegoten, was het project echter vastgelopen. Falen kan succes betekenen Wat moet je bij een dergelijk project absoluut doen om succes te hebben? René van Swaaij: ‘Dat is geen goede vraag. Wat is succes? Dat moet je definiëren. In het project gaan we na of bepaalde ideeën kloppen. We hebben een wetenschappelijke benadering. Om de onderzoeksdoelen te realiseren moet je keihard werken en veel experimenten doen. Voor je begint moet je helder voor de geest hebben welke vragen je hebt. Een goed begin is het halve werk. Dit project is gestoeld op een aantal hypotheses. De werkelijkheid bleek anders te zijn; we moesten verschillende hypotheses verwerpen. Maar de conclusies bieden daardoor juist weer openingen voor verdere verbeteringen. Ik heb ook meegemaakt dat uit onderzoek bleek dat de hele methode niet werkte. Toch was het een succesvol onderzoek dat leidde tot publicaties. En bedrijven weten dan: dit hoef je niet meer te proberen, dat heeft toch geen zin. Het is dus ook waardevol om te weten welke routes je links kunt laten liggen.’

Advies voor collega-innovators René van Swaaij: ‘Zorg dat de doelstelling en onderzoeksvraag helder zijn. Waarom is het onderzoek nuttig? Je moet niet te veel poespas hebben. Als je veel subonderdelen definieert, maak je het voor jezelf en de opdrachtverlener moeilijk. De onderzoeker moet het project op een half A4tje kunnen uitleggen.’ Opmerkelijk • De kwaliteit van het materiaal lijkt voor een groot deel te worden bepaald door de waterstofrijke laag tijdens de groei. De dikte van deze waterstofrijke laag kan worden gecontroleerd door een ionenbombardement. • De onderzoekers slaagden in het Hi-RASE project er in om zonnecellen te maken met depositiesnelheden van ongeveer 1 nm/s. Dat is vijf keer zo snel als met de gangbare productietechnieken.


inhoudsopgave

terug

Kerngegevens Projectnummer: EOSLT01006 Projecttitel: Hi-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma Penvoerder: TU Delft Medeaanvrager: TU Eindhoven Geïnterviewde: René van Swaaij Website: www.tudelft.nl Telefoon: 015-2787259 Email: [email protected] Projectperiode: juni 2005 – februari 2010 » download eindrapport


inhoudsopgave

terug

Bijlage 1 wegwijzer en bronnen


inhoudsopgave

terug

Energie-Innovatiecatalogus De Energie-innovatie (beleids)programma’s Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatieagenda Energie (IAE) hebben tussen 2005 en 2011 aan ruim duizend innovatieve onderzoeks- en praktijkprojecten subsidie verleend. Als inspiratie voor nieuwe onderzoeks- en productideeën geeft Agentschap NL u via deze catalogus projectomschrijvingen van lopende en afgeronde projecten, contactgegevens van onderzoekers en eindrapporten van afgeronde projecten. Blader door de catalogus: www.agentschapnl.nl/energie-innovatie

Links • Topsector Energie: In 2011 heeft de overheid negen topsectoren aangewezen. Dit zijn sectoren waarin Nederland wereldwijd sterk is. De Energiesector is er daar een van. Bedrijven, wetenschappers en de overheid werken in de Topsector Energie gezamenlijk aan adviezen en programmalijnen, waarin zij aangeven met welke maatregelen de sector kan blijven concurreren op de wereldmarkt. Alle kansen, knelpunten, ambities, adviezen en een plan van aanpak zijn per sector beschreven in de actieagenda’s. Lees meer: www.top-sectoren.nl/energie • Wat heeft vier jaar energie-innovatie Nederland opgeleverd? Wat zijn de belangrijkste lessen en waar liggen de grootste kansen voor de markt? EOS bracht de antwoorden op deze vragen voor uiteenlopende thema’s in beeld door middel van zogeheten ‘Innovatiefoto’s’. www.agentschapnl.nl/content/eos-innovatiefotos • Het succes van een energie-innovatie is deels afhankelijk van techniek, maar cruciaal blijkt de economische, sociale en maatschappelijke inpassing. Hier is te weinig aandacht voor in Nederland. Daardoor slagen we er vaak niet in om technisch energieonderzoek van hoog niveau te vertalen in innovaties. Bekijk cases en krijg tips van innovatiewetenschappers: www.agentschapnl.nl/gammaonderzoek

Bronnen Fred van den Brink en Mirjam van der Horst met input van het EOS-team, Vijf jaar EOS Demo- Wat is er bereikt? Overzicht EOS Demo projecten voor de Adviescommissie EOS Demo/ UKR Overzicht UKR/UKP projecten voor Adviescommissie EOS Demo UKR, Utrecht, Agentschap NL 2011 Jos Reijnders, Marco Kolkman en 22 projectadviseurs, Vijf jaar EOS LT, Wat hebben we bereikt? Overzicht LT-projecten voor Adviescommissie en intern EOS, 2011 Kees van Ommeren, Menno de Pater, Monitor publiek gefinancierd energieonderzoek 2011, Zicht op bestedingen, thema’s en trends, Decisio in opdracht van Agentschap NL, Amsterdam, 2012 Marko Hekkert en Marjan Ossebaard, De innovatiemotor, Assen, 2010 Neelie Kroes, Innovating for Europe, SPEECH-NC/11/30 Rome, Italy, 2011 Raphaël Smals, Bas Hillebrand, Paul H. Driessen, Het succes van innovatieprojecten vanuit een bedrijfskundig perspectief, Een kwalitatieve analyse van het slagen en falen van innovatie-projecten, Radboud Universiteit Nijmegen, Faculteit der Managementwetenschappen, Vakgroep Bedrijfskunde in opdracht van Agentschap NL, Nijmegen, 2012


inhoudsopgave

terug

Bijlage 2 lijst van geraadpleegde personen


inhoudsopgave

terug

Opdrachtgever Agentschap NL Frank Witte Marco Kolkman

Projectadviseurs Agentschap NL betrokken bij selectie projecten: André de Boer Bert Janson Frank Denys Fred van den Brink Freek Smedema Gerdi Breembroek Jos Reijnders Maurits Clement Maus Dieleman Olivier Ongkiehong Piet Heijnen

Geïnterviewden André Roelofs, Roelofs Planontwikkeling Anton Wemmers, Energieonderzoek Centrum Nederland Arlette Hesselink, Rescon Arthur van der Lee, Optimair Bernard Bulder, Energieonderzoek Centrum Nederland Coert Peters, Rova David Strik, Wageningen Universiteit Eric Terry, Actiflow Erwin Eymans, Topell Energy Frank Hagg, Innovy Frans Franssen, Koninklijke Coöperatie Cosun U.A. Geert Verbong, Technische Universiteit Eindhoven Gertjan de Wit, Bries Energietechniek Gerton Smit, GENSOS Guus Bertels , Bronswerk® Heat Transfer Hendrik Greven, Oxxio Hilbrand Does, Oxxio Kees de Blok, Aster Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool Marinus Jan Veltman, LEDexpert Marten van der Laan, ICT Automatisering Michèle Koper (Ecofys), BioMethanol Chemie Nederland Miro Zeman, Technische Universiteit Delft Raphaël Smals, Radboud Universiteit Nijmegen René Janssen, Technische Universiteit Eindhoven René van Swaaij, Technische Universiteit Delft Wil Sierhuis, HVC Wilfert van Veldhoven, Sensus


inhoudsopgave

terug

Dit is een publicatie van: Agentschap NL NL Energie en Klimaat Croeselaan 15 | 3521 BJ Utrecht (bezoekadres) Postbus 8242 | 3503 RE | Utrecht T +31 (0) 88 602 90 00 www.agentschapnl.nl © Agentschap NL | februari 2013 2ENIN1308 Deze publicatie is tot stand gekomen in samenwerking met Van Kempen Consultancy en de diverse ondernemers. Hoewel deze publicatie met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten. Agentschap NL is een agentschap van het ministerie van Economische Zaken. Agentschap NL voert beleid uit voor diverse ministeries als  het gaat om duurzaamheid, innovatie en internationaal. Agentschap NL is hét aanspreekpunt voor bedrijven, kennisinstellingen en overheden. Voor informatie en advies, financiering, netwerken en weten regelgeving.

Zon PV. Innovators aan het woord. 1 I Innovators aan het woord I Zon PV

Recommend Documents