De Europese Unie (EU) maakt een energietransitie door. Deze transitie kenmerkt zich door een aantal belangrijke ontwikkelingen. Zo neemt de hoeveelheid elektrische voertuigen toe, waardoor de vraag naar laadinfrastructuur snel stijgt. Tegelijkertijd is door netcongestie slechts beperkte ruimte beschikbaar voor infrastructuur en stijgen energieprijzen. Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV), zonne-energie die direct door voertuigen zelf wordt opgewekt, kan uitkomst bieden.
Dit blijkt uit het SolarMoves-project, waarin TNO en het Duitse Fraunhofer ISE samenwerken met de leveranciers Lightyear, Sono Motors en IM Efficiency. Het project onderzoekt in hoeverre VIPV een oplossing kan bieden voor knelpunten die ontstaan door de energietransitie. Zo willen veel bedrijven wel overstappen op elektrisch rijden, maar kunnen dit niet doen door een gebrek aan netcapaciteit. Het project wordt uitgevoerd in opdracht van het directoraat-generaal Mobiliteit en Vervoer (DG MOVE) van de Europese Commissie en loopt tot eind dit jaar.
Weken rijden zonder opladen
Uit het onderzoek blijkt dat VIPV aanzienlijk bijdraagt aan de energie-autonomie van voertuigen. In Centraal-Europa kunnen personenauto’s tot 55% van hun energie zelf opwekken, in Zuid-Europa loopt dit op tot 80%. De studie maakt gebruik van 23 gedetailleerde voertuigmodellen, van kleine stadsauto’s tot zware trucks, en combineert deze met meteorologische data uit Amsterdam en Madrid. Vooral stedelijke gebruikers die korte ritten maken en veel parkeren, kunnen in de zomermaanden weken rijden zonder op te laden.
Voor bestuurders betekent dit minder laadmomenten, wat financieel aantrekkelijk is en de druk op het energienet vermindert. In stedelijke omgevingen, waar publieke laadpleinen onder druk staan, leidt dit tot minder zoekwerk, kortere wachttijden en lagere kosten.
Kan totale energiebehoefte fors terugdringen
De voordelen van VIPV gaan overigens verder dan individuele voertuigen, blijkt uit het onderzoek. Als elk nieuw elektrisch voertuig tussen 2024 en 2030 wordt uitgerust met VIPV, kan de totale netvraag in Europa in 2030 met 15,6 TWh afnemen. Dit komt overeen met de opbrengst van ruim 2.200 windturbines van 3 MW op land.
VIPV vermindert niet alleen de totale energiebehoefte, maar dempt ook de pieken die transformatoren overbelasten. In Amsterdam leidde dit in simulaties tot een effect gelijk aan een 25% verhoging van de transformatorcapaciteit. Daarnaast draagt VIPV bij aan een CO₂-reductie van 1,8 megaton in 2030, omdat de elektriciteit uit het net niet volledig CO₂-vrij is.
Financiële en operationele voordelen
VIPV kan ook financiële en operationele voordelen opleveren, onder meer voor de logistieke sector. Zo zijn vrachtwagens, bestelwagens en trailers met VIPV minder afhankelijk van laadsnelheid, netcapaciteit en diesel. Bij elektrische trucks vergroot VIPV de dagelijkse actieradius zonder laden met maximaal 15%, wat leidt tot minder laadstops en meer voorspelbaarheid.
Op trailers kan de opbrengst oplopen tot 55 kWh per dag in de zomer, en tot 90–110 kWh per dag als ook de zijkanten worden benut. Dit is voldoende om koelmotoren of hydraulische systemen volledig emissievrij te voeden. Voor dieseltrucks leidt VIPV tot lagere brandstofkosten, omdat airco en verwarming geen diesel meer verbruiken. De investeringskosten voor VIPV worden hierdoor binnen 1–2 jaar terugverdiend, berekenen de partijen.
Data uit de praktijk
SolarMoves onderscheidt zich door het gebruik van data uit de praktijk. Zo zijn sensoren aangebracht op auto’s, bestelwagens, trucks, bussen en trailers, die maandenlang gegevens over zonne-instraling, positie, snelheid en schaduw registreerden. Uit de verzamelde gegevens blijkt dat de zonne-instraling in de praktijk lager is dan in modellen werd aangenomen, voornamelijk door parkeergedrag. Veel voertuigen staan in de schaduw, wat de zonne-instraling kan halveren. De onderzoekers wijzen dan ook op het belang van gedragsaanpassingen en slim ontworpen parkeerplaatsen om de impact van VIPV te vergroten.
Om de potentie van VIPV te benutten, zijn volgens het SolarMoves-project vervolgstappen nodig, zoals een Europees kader waarin VIPV wordt erkend via de Renewable Energy Directive. Daarnaast moet de VIPV-opbrengst worden opgenomen in het VECTO-trailerrekenmodel voor de bepaling van brandstofverbruik en CO₂-emissie. Het vastleggen van VIPV in de Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure (WLTP) of vergelijkbare regelgeving noemen de betrokken partijen essentieel om CO₂-reductie te kunnen gebruiken voor fiscale stimulering en richtlijnen voor ‘solar-ready’ parkeergebieden.
