Zonne-energie is de wereldwijd snelst groeiende alternatieve methode voor elektriciteitsopwekking, maar is nog altijd geen integraal onderdeel van de architectuur. Architecten moeten het voortouw nemen om pv-panelen te integreren in gebouwontwerpen, stelt Zoheir Haghighi in zijn promotieonderzoek. “De technische middelen zijn er, het is tijd dat we ze toepassen.”

Momenteel zijn wereldwijd 25 miljoen huishoudens voor hun stroomvoorziening afhankelijk van zonne-energie. Volgens een prognoses van het International Energy Agency (IEA) is dat aantal in 2030 gegroeid tot meer dan 100 miljoen. Verviervoudiging is alleen mogelijk als we een maximaal aantal oppervlakken op en rond gebouwen in de stad gebruiken voor absorptie van zonnestraling. Want uit oogpunt van efficiëntie moeten opwekking en verbruik zo dicht mogelijk bij elkaar zitten, bijvoorbeeld omdat energietransport over grotere afstanden tot verliezen leidt. “Helaas gebeurt dat niet, doordat gebouwontwerpers te veel beren op de weg zien”, constateert Haghighi.

Onnodig vervangen en verbergen

“Gebouwgeïntegreerde zonnepanelen” – Building Integrated Photo Voltaics (BIVP) – is een gevleugelde uitdrukking in de moderne architectuur, maar wat betekent het eigenlijk, vroeg hij zich af? Uit literatuuronderzoek blijkt dat het vooral staat voor vervanging: een deel van een dak of façade wordt eruit gehaald om plaats te maken voor een zonnepaneel. Analyse van dertig bouwprojecten op ontwerpbeslissingen en zichtbaarheid laat zien dat architecten zelden proberen iets bijzonder te doen met zonnepanelen. Integendeel, ze verbergen ze vaak. Onnodig, blijkt uit andere projecten. Zo maakte architect Toyo Ito met zonnepanelen een spectaculaire sculptuur in de vorm van de staart van een draak in een stadion in Taiwan. Die toepassing droeg bij aan het succes van het ontwerp.

Haghighi had ook interviews met dertig architecten uit diverse landen over de ervaringen en de uitdagingen rond pv. Hij verdeelde ze in twee groepen: een groep met en een zonder ervaring met zonne-energie. “Opmerkelijk genoeg zien degenen zonder veel ervaring PV-technologie het meestal als een ‘alien’”, constateert hij. “Ze zien het niet als zoiets als een airconditioner, daarvoor vonden ze pv te complex.” Twijfels over factoren als schaduwwerking en oriëntatie, maar ook leveringszekerheid en levensduur bleken reden voor scepticisme.

Degenen die er wel uitgebreide ervaring mee hebben, bleken juist bijzonder te spreken over de technologie. Dat kwam ook doordat ze bekend waren met de beschikbare technische mogelijkheden, meldt Haghighi. Zo zijn er gespecialiseerde bedrijven die pv op maat leveren: exact in de kleur, vormgeving en grootte.

Massafabricage op maat

Helaas staat dergelijke productie op maat (nog) voor hoge kosten en minder opbrengst. Het feit dat de kosten van een zonnepaneel tegenwoordig vierhonderd keer lager zijn dan veertig jaar geleden is te danken aan massaproductie van losse modules. Het is daarom nu tijd voor de volgende stap, stelt Haghighi: ‘mass customization’ – massafabricage op maat. Bewustwording van welke mogelijkheden er op dat gebied al zijn is ook cruciaal. “Architecten moet daarbij het voortouw nemen. Zij besluiten over het gebouwontwerp, dat tegenwoordig gebonden is aan BENG-normen. Ontwerpers zouden PV moeten toepassen zoals ze doen met andere service-units zoals airconditioning, radiatoren en boilers.”

Waarom geen dak van fotovoltaïsche dakpannen in plaats van een paneeltje hier of daar? Deze innovatie van Elon Musk (‘Tesla Solar Rooftiles’) brak nooit door, maar dat kan alsnog bij voldoende vraag. Is er geen ruimte op het dak? Dan zijn er genoeg mogelijkheden voor integratie van PV in de gevel of rondom een gebouw. Er bestaan transparante PV-panelen, vouwbare, tweezijdige, PV-gordijnen en zelfs PV-schoorstenen – de Delftse spin-off Pholtaire waarvan Haghighi mede-oprichter is, werkt eraan. Is de prijs van dergelijke innovaties geen probleem? “Laat architecten zich over hun angst heen zetten en innovaties opnemen in hun ontwerpen”, zegt hij. “De mogelijkheden bestaan, ze worden pas groot als er wat mee gebeurt.”

Gepubliceerd: december 2022

Meer informatie

Zoheir Haghighi promoveerde op 7 november met zijn dissertatie Architectural Photovoltaic Application.

Zijn verdediging is terug te kijken via collegerama.