De grondstoffen van de met ‘backcontacttechnologie’ geproduceerde, hoogwaardige zonnepanelen van Energyra zijn via verschillende warmtestappen volledig terug te winnen.

Circulaire waardeketen

Daarbij ligt de bal niet alleen bij de industrie, benadrukt Harald Kerp, business developer Advanced Solar Technologies bij TNO Energy Transition. ‘Het gaat erom dat er uiteindelijk een circulaire waardeketen ontstaat. Dat vraagt ook om beleid en regelgeving. Denk aan tweedehandsmarkten stimuleren, strikt monitoren wat er met
end-of-life panelen gebeurt en installateurs, slopers en renovatieaannemers trainen in het omgaan met panelen die vrijkomen. Maar denk ook aan centrale inzameling, al dan niet in combinatie met statiegeld.’ Gelukkig worden met dat laatste al belangrijke stappen gezet, ziet Kerp. ‘Niet voor niets heeft Stichting OPEN al vorig jaar officieel vanuit de overheid de verantwoordelijkheid gekregen voor het inzamelen en verwerken van zonnepanelen. Daarnaast is er steeds meer aandacht voor het doorontwikkelen van bestaande recyclingtechnieken, zodat ook de klassieke zonnepanelen hoogwaardig gerecycled kunnen worden op het moment dat er voldoende volume is.’ Een deel van de genoemde maatregelen is ook belangrijk voor een duurzame verwerking van nieuwe generaties zonnepanelen. In aanvulling daarop ziet Kerp voor zich dat de overheid bijvoorbeeld verplicht dat bij de productie van nieuwe panelen een bepaald percentage gerecyclede grondstof wordt gebruikt en dat zij voldoen aan eisen ten aanzien van repareerbaarheid en hergebruik. Ook de markt is in beweging: er vormen zich langzamerhand meer en meer ‘koopgroepen’ die samen criteria opstellen voor een circulair inkoopbeleid.

Recyclebare polymeren

Waar de grootschalige productie zich vooral afspeelt in het Verre Oosten, komen de grote innovaties vooral uit het Westen. Die innovaties moeten gaan zorgen voor een revival van de productie, zeker wat betreft hoogwaardige pv-panelen. Nederland speelt een voortrekkersrol als het gaat om slim design for recycling. Zo zullen begin volgend jaar de lichtgewicht zonnepanelen van Solarge uit Weert van de band af rollen. Deze duurzame panelen bevatten geen glas, geen aluminium frame en geen folie met giftige stoffen zoals PFAS. De silicium zonnecellen zijn ‘verpakt’ in ruim beschikbare bulkpolymeren, die op hun beurt ook weer een oneindig aantal keren volledig recyclebaar zijn. ‘Geen downcycling dus’, zegt Huib van den Heuvel van Solarge. ‘De materialen zijn gemakkelijk te scheiden dankzij verschillende smeltpunten.’ Daarnaast weet Solarge de CO₂-voetafdruk van de producten enorm te reduceren, zo schetst Van den Heuvel aan de hand van de Nationale Milieudatabase. ‘Voor een standaard  Chinees paneel is dat 285 kg CO₂ eq./m2. Wij verkleinen de ecologische voetafdruk met 65 kg CO₂ eq./m2 tot 220 kg CO₂ eq./m2, ofwel 1.100 kg CO₂ /kWp, door glas en aluminium te vervangen door polymeren. De koolstofarme zonnecellen die we in 2023 introduceren van koolstofarme ingots, gemaakt in Noorwegen met waterkracht, zorgen voor nog eens een halvering tot 110 kg CO₂ eq./m2 oftewel 545 kg CO₂ /kWp. Vervolgens hebben we ook nog een Ultra Low Carbon-versie van ons paneel op basis van biopolymeren uit de bosbouw of vet uit de frietindustrie, waarmee we zelfs een CO₂-negatieve verpakking realiseren, en in totaal uitkomen op 55 kg CO₂ eq./m2, ofwel 280 kg CO₂ /kWp; dat is nog maar twintig procent van het klassieke zonnepaneel. Ons doel is een volledig circulair zonnepaneel, met een CO₂-afdruk van 20 kg CO₂ eq./m2, dankzij volledig hergebruik van het silicium en alle metalen geleiders uit het paneel.’ Daarnaast hebben de panelen door lage schaduwkosten een interessante MPG-score, zegt Van den Heuvel. ‘Dat zorgt ervoor dat er voor bouwers en aannemers in de nieuwbouw veel meer ruimte overblijft.’

De silicium zonnecellen van de panelen van Solarge zijn ‘verpakt’ in ruim beschikbare en oneindig herbruikbare bulkpolymeren.

Backcontacttechnologie

In het Noord-Hollandse West-Knollendam volgt Energyra Europe een andere koers. De opbouw van polymeer-koper-isolatie-siliciumcellen-lijmlaag-glas toont gelijkenissen met de traditionele zonnepanelen, maar daarbinnen zijn duurzame en vooral circulaire innovaties toegepast. De grootste aandacht gaat uit naar de zogeheten backcontacttechnologie van TNO, die de traditionele tabbing-and-stringing- en/ of wiringtechnologie vervangt waarmee zonnecellen worden gesoldeerd. ‘Bij een traditionele zonnecel heeft elke zijde een andere polariteit, maar bij deze techniek zijn de plus en de min beide op de achterkant van de cel aangebracht’, legt directeur Daniël Kuijk uit. ‘We plaatsen op een door DSM ontwikkelde backsheet van PET-polymeer een dunne laag van koper, een soort printplaat met een gestructureerd metaalpatroon. Hierop worden de zonnecellen met een loodvrije en thermoplastische geleidende lijm bevestigd. Dit ontwerp zorgt voor optimaal contact met een ongelooflijk aantal contactpunten over de hele cel en fungeert als een extra omgevingsbarrière om de cellen te beschermen en stevig op hun plaats te houden. Er wordt dus ook geen zilver meer gebruikt voor ribbons, busbars en crossconnectors tussen de cellen, waardoor er een ongeveer drie procent groter werkzaam oppervlak ontstaat. Bovendien hebben we hiermee de meest kwetsbare schakels in de opbrengstketen geëlimineerd: vooral ribbons hebben last van uv-degradatie en het uitzetten en krimpen onder invloed van de warmte-intensiteit door de dag heen, met een negatief effect op de schakelingen en dus de prestaties van de zonnepanelen.’ Via verschillende warmtestappen zijn van dit zonnepaneel de grondstoffen veilig terug te winnen, inclusief de thermoplastische lijm die onbeperkt kan worden verwarmd en afgekoeld. ‘Maar ecodesign op basis van premiummaterialen kan niet voor de Chinese prijzen,' waarschuwt Kuijk. 'Bovendien hebben wij veel moeite gestoken in een slaafvrije toeleveringsketen. Dat vertaalt zich in een duurdere grondstofprijs van het ruwe silicium. Toch vind ik dat we als Europeanen een taak hebben een luis in de Aziatische pels te zijn om te laten zien dat circulariteit haalbaar is.’

Duurder maar lichter

Installateurs zouden deze aspecten moeten meenemen in hun voorlichting en adviezen. Bovendien brengen de genoemde zonnepanelen ook andere voordelen. Zo zijn ze veel lichter van gewicht. Dat, in combinatie met de productie dicht bij huis levert grote milieubesparingen op in het transport. De nieuwe technologieën resulteren daarnaast in hogere prestaties, waardoor met minder grondstoffen meer kilowatts worden opgewekt. Energyra produceert op dit moment zo’n 200.000 panelen per jaar voor woningen, bedrijven en de agrarische sector, goed voor 100 MWp. Een tweede productielijn is in voorbereiding. Solargefocust zich in eerste instantie vooral op bedrijfsdaken met beperkte draagkracht, en voorziet daarna een uitrol richting de woningbouw en -renovatie. De startcapaciteit is eveneens 100 MWp, in 2023 wordt naar verwachting opgeschaald naar 400 MWp. <

Tekst: Kerstin van Tiggelen
Fotografie: Energyra Europe, Solarge, Eric de Vries

Meer weten over de nieuwste installatietechnieken en de laatste richtlijnen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis tweewekelijkse nieuwsbrief.