Ontwerp uit 1999 wordt werkelijkheid: Mercator II krijgt een gekleurde zonnegevel

In de afgelopen jaren is deze techniek verder ontwikkeld. Soluxa, een spin-off van de Radboud Universiteit  (afdeling Applied Materials Science), ontwikkelde een techniek om zonnepanelen van kleur te voorzien met behoud van rendement. In samenwerking met de architect en gevelbouwer is een onzichtbare montagemethode uitgedacht voor volledige integratie in de gevel van Mercator II.  Wat was de achterliggende gedachte voor dit gebouwontwerp? En welke techniek ontwikkelde Soluxa precies, waarmee De Ruiter ruim 25 jaar later ‘zijn gebouw’ alsnog kon voltooien?

Een gekleurde zonnegevel

Dertig jaar geleden deed Paul de Ruiter al onderzoek naar de mogelijkheid om gebouwen energiepositief te maken. Als beginnende architect kreeg hij van de universiteit in 1994 de opdracht om een aantal energiezuinige gebouwen te ontwikkelen voor wat het Mercator Science Park zou worden. Dit waren onderzoeksgebouwen met labs en kantoorruimte voor startups. De Ruiter leverde uiteindelijk twee gebouwen op: het glazen gebouw Mercator I, en de zilverkleurige hoogbouw Mercator II.

Paul de Ruiter: “De zuidkant van Mercator II werd destijds zo ontworpen dat de gehele gevel kan worden voorzien van zonnecellen met het idee dat het gebouw energieneutraal zou worden. Toen was dat niet haalbaar. Nu is de tijd er wel rijp voor en gaan we de gevel helemaal voorzien van zonnecellen. De startup Soluxa in Nijmegen, ontwikkelde iets heel slims: een kleurcoating die op het paneel aangebracht kan worden zonder dat er veel rendementsverlies optreedt. Het is echt een soort ‘ei van Columbus’, omdat je de laatste technologie van zonnecellen kunt aanschaffen en die in allerlei kleuren kunt coaten." Voor Mercator II is een unieke zilvergrijze kleur ontwikkeld die de uitstraling van de oorspronkelijke aluminium gevelpanelen behoudt. 

Nanotechnologie

Hoe werkt de techniek van de gekleurde zonnepanelen waar Paul de Ruiter op doelt? Gewone zonnepanelen zijn donker omdat ze hierdoor zoveel mogelijk licht absorberen. Zou je kleur aanbrengen op een zonnepaneel met een gewone verf dan gaat het licht verloren voor de energieopwekking en werkt het zonnepaneel niet (of nauwelijks) meer. Soluxa maakt gebruik van een interferentiecoating op basis van nanotechnologie. In plaats van licht te absorberen, weerkaatst deze coating alleen de gewenste golflengte (= de kleur) door optische lagen heel precies op elkaar af te stemmen. Al het overige licht wordt gewoon doorgelaten naar de zonnecel. Zo heeft het paneel een zichtbare kleur, maar behoudt het voor de meeste kleuren toch 80-98% van zijn efficiëntie ten opzichte van een gewoon zwart paneel. 

Grotere toepasbaarheid

Een van de grootste voordelen van de gekleurde zonnepanelen is de combinatie van esthetiek (kleur) en functie (opbrengst). Traditionele zwarte panelen worden door veel mensen als lelijk of storend ervaren. Met deze nieuwe techniek kunnen de kleuren worden aangepast, wat de panelen ook voor meer doeleinden toepasbaar maakt, zoals integratie in een gevel. Een grotere toepasbaarheid komt als geroepen, want de zogenaamde BENG3-wetgeving verplicht nieuwe gebouwen om minimaal 40 procent van hun energieverbruik zelf op te wekken. Panelen op daken zijn daarvoor lang niet altijd voldoende. Zonnegevels kunnen uitkomst bieden omdat ze extra oppervlak toevoegen. 

Voordelen van zonnegevels voor het net

Een ander voordeel is dat zonnegevels het elektriciteitsnet helpen te ontlasten. Dakpanelen, gericht op het zuiden, produceren namelijk vooral energie rond het middaguur, wat zorgt voor piekbelasting op het net. Dit kan leiden tot netcongestie, een fenomeen waar we tegenwoordig niet omheen kunnen. Panelen op oost- en westgevels vangen juist de ochtend- en avondzon op, precies wanneer de energievraag het grootst is. Een combinatie van zonnepanelen op dak en gevel levert een gelijkmatiger en slimmer energieprofiel op. Het enige nadeel? De investering in een zonnegevel ligt iets hoger dan bij traditionele gevelbekleding. Deze verdient zich echter wel binnen enkele jaren terug dankzij de energieopbrengst.

Innovatief project

De geïntegreerde zonnegevel van Mercator II met de kleurtechniek van Soluxa is in vele opzichten een innovatief project. Het is tot stand gekomen met hulp van demonstratie energie- en klimaatinnovatie subsidie (DEI+) van het ministerie van EZK, dit onderstreept de ‘living lab’-functie van de campus en gaat bijdragen om zonnegevels een reële optie te maken voor nieuwbouw en gevelrenovatie. De zonnegevel is bovendien in een unieke, speciaal ontwikkelde aluminiumkleur gemaakt en als het om de omvang gaat, wordt het één van de grootste gekleurde zonnegevels van Europa! Vanaf midden augustus starten de werkzaamheden. Rond november wordt de zonnegevel op het elektriciteitsnet aangesloten en kan de gevel zijn werk gaan doen.

Factsheet duurzaamheid zonnegevel

• Mercator II: opgeleverd in 2001
• Aantal zonnepanelen: 252 gekleurde zonnepanelen
• Afmetingen: 1762 x 1134 x 30 mm per paneel
• Kleur: benadering van RAL 9006, op basis van Soluxa Vibrant coating
• Multifunctioneel gebruik: de zonnepanelen wekken stroom op en fungeren tegelijkertijd als gevelbekleding
• Verbetering isolatie buitenschil: door vervanging van de bestaande isolatie door een dikkere laag glaswol
• Vermogen: circa 340 Wp per paneel. Een gekleurd paneel levert daarmee ongeveer 70% van het vermogen van een zwart paneel (480 Wp)
• Verwachte opbrengst: circa 65.000 kWh per jaar. De opgewekte stroom wordt volledig benut op de campus en staat gelijk aan het jaarlijkse stroomverbruik van circa 25 woningen. Door de verticale oriëntatie is de opbrengst relatief gunstig in de winter, wanneer de elektriciteitsvraag hoger is en de laagstaande zon relatief loodrecht op de panelen valt.
• CO2-besparing: circa 12.000 kg CO₂ per jaar door de panelen

Betrokken partners

Paul de Ruiter Architects, Soluxa, Campus & Facilities, Kuijpers, Plegt-Vos, Flow Gevelbekleding en SFS

Dit project is mede mogelijk gemaakt door een demonstratie energie- en klimaatinnovatie subsidie (DEI+) van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat