Investeringsruimte nieuwe onderzochte schermconcepten hangt af van schermgebruik

Gert-Jan Swinkels (WUR)

De investeringsruimte van de onderzochte schermconcepten in het project ‘Energieproducerende schermen’ hangt af van het schermgebruik, de waarde van de geproduceerde elektriciteit en de terugverdientijd. Voor de zwaarst geschermde teelten (max 6 mol/dag, 2600 schermuren) wordt maximaal 55 kWh/m² kas per jaar geproduceerd bij 100% PV-bedekking. Dat concluderen de onderzoekers van Wageningen University & Research in het eindrapport van het project.

Bij een realistische waarde van 100 Euro/MWh en een terugverdientijd van 10 jaar zal de investeringsruimte liggen tussen ca. 27 euro/m² bij een PV-bedekking van 25% en ca. 62 euro/m² bij 100% bedekking, inclusief de kosten voor een uitgespaard 2e scherm. Voor minder zwaar geschermde teelten zal deze investeringsruimte evenredig minder zijn met het aantal schermuren.

Klimaatneutraal
De glastuinbouw wil met een volledig duurzame en economisch rendabele energievoorziening in 2050 klimaatneutraal zijn. In dat kader speelt de optimale benutting van zonne-energie een belangrijke rol. Het combineren van stroomproductie met voedselproductie (Agrivoltaics) wordt steeds vaker toegepast. Waar zonnepanelen boven akkerbouwgewassen een beschermde werking hebben tegen de weersinvloeden hebben zonnepanelen in of op een tuinbouwkas dit voordeel niet.
Daar komt bij dat in de glastuinbouw de inkomsten per vierkante meter over het algemeen (veel) hoger zijn dan de inkomsten uit geproduceerde elektriciteit, zodat bij lichtminnende gewassen alleen gewasproductie meer rendeert dan de combinatie met PV. Voor schaduwgewassen kan de overtollige zonne-energie echter gebruikt worden zonder dat dit ten koste gaat van de gewasproductie. Dit is eerder in kasconcepten zoals de Daglichtkas uitgewerkt en opgeschaald naar de praktijk.

Looptijden
Waar de Daglichtkas uitgaat van concentrated PV en warmte-oogst, gaat het in dit rapport om PV-cellen geïntegreerd in een schaduwscherm. Hiervoor heeft consortiumpartner Verzuu Screen Development een innovatief schermsysteem ontwikkeld (DV systeem), bestaande uit een rolscherm dat naast op- en afrollen ook als 'eiland' heen en weer kan bewegen tussen twee spanten. Voordeel is onder andere dat met een bepaalde schermregeling een traploos schaduwpercentage kan worden gerealiseerd waardoor bespaard kan worden op een tweede scherm. Omdat deze regeling bestaat uit herhalende cycli van (volledig) op- en afrollen, zal het gewas afwisselend blootgesteld worden aan het volle daglicht en maximale schaduw krijgen maar zal de gemiddelde lichtverdeling over één cyclus wel homogeen zijn. Bij realistische looptijden kan de cyclustijd oplopen tot 40 minuten bij hoog geschermde teelten. Op de vraag in hoeverre dit bij schaduwgewassen tot problemen in de vorm van foto-inhibitie en bladschade leidt (of mogelijk voordelen) kan geen eenduidig antwoord gegeven worden maar het is niet uitgesloten dat dit de gemiddelde fotosynthesecapaciteit significant verlaagt.

Klimaatomstandigheden
Voor de integratie van de PV-cellen is een tweetal architecturen getest, waar bij de eerste architectuur de focus lag op flexibiliteit en dikte en bij de tweede op betrouwbaarheid en robuustheid. Door te werken met bypass diodes bleek een alternatieve architectuur mogelijk die bij op- en afrollen hogere opbrengsten geeft. De verwachting is dat een combinatie van de beide concepten tot zowel een flexibeler als een eenvoudiger produceerbaar PV-geïntegreerd scherm zal leiden. Uit metingen aan het functional model blijkt dat het cel rendement overeenkomt met de verwachte waarde en dat gedeeltelijke beschaduwing geen extra rendementsverlies tot gevolg heeft. Knelpunt is nog de flexibiliteit, omdat het ontwikkelde prototype PV scherm niet flexibel genoeg blijkt om op te kunnen rollen met een diameter die acceptabel is met betrekking tot lichtonderschepping.
Wat betreft klimaatomstandigheden absorberen PV-cellen zoveel mogelijk licht waar een conventioneel schaduwscherm juist overtollig licht reflecteert. Ook kan PV in de open lucht beter afkoelen door uitstraling naar de hemel, terwijl dat in een kas veel minder lukt. De gesimuleerde temperatuurextremen lijken echter niet tot significant rendementsverlies te leiden in vergelijking tot conventioneel PV.

Meer nieuws