Ondanks dat het zo'n zonovergoten land is, Australië loopt nog steeds achter in de race om zonne-energie te omarmen. Terwijl zonnepanelen honderdduizenden daken in het hele land sieren, we hebben de logische volgende stap nog niet gezien:gebouwen met fotovoltaïsche zonnecellen als integraal onderdeel van hun structuur.

Ons lab hoopt daar verandering in te brengen. We hebben zonnedakpannen ontwikkeld met zonnecellen geïntegreerd in hun oppervlak met behulp van een speciaal op maat gemaakte lijm. We testen nu hoe ze presteren in de barre temperaturen van Australië.

Onze voorlopige testresultaten suggereren dat onze zonnedakpannen 19% meer elektriciteit kunnen opwekken dan conventionele zonnepanelen. Dit komt omdat de tegels warmte-energie effectiever kunnen absorberen dan zonnepanelen, wat betekent dat het oppervlak van de tegels langzamer opwarmt bij aanhoudende zonneschijn, waardoor de zonnecellen meer tijd hebben om bij lagere temperaturen te werken.

De uitstoot van broeikasgassen in Australië blijft stijgen, waardoor het moeilijker wordt om zijn verplichtingen in het kader van de Overeenkomst van Parijs na te komen.

wereldwijd, commerciële en residentiële gebouwen zijn goed voor ongeveer 40% van het energieverbruik. Andere landen zijn daarom hard aan het werk om hun uitstoot van broeikasgassen te verminderen door gebouwen energiezuiniger te maken. De Europese Unie, bijvoorbeeld, heeft toegezegd om tegen 2050 alle grote gebouwen CO2-neutraal te maken. Zowel Europa als de Verenigde Staten werken aan het bouwen van gebouwen van materialen die zonne-energie kunnen benutten.

Hier in Australië, gebouwen zijn goed voor slechts ongeveer 20% van het energieverbruik, wat betekent dat de totale emissiereducties die worden geboden door verbeterde efficiëntie kleiner zijn.

Dat wil niet zeggen dat we er toch niet voor moeten gaan, zeker gezien de hoeveelheid beschikbare zonneschijn. Maar vergeleken met andere naties, Australië staat nog volop in de puberteit als het gaat om zonne-slimme bouwmaterialen.

De temperatuur van Australië opnemen

In een recente recensie in het tijdschrift Solar Energy, we hebben de problemen geïdentificeerd en besproken die de adoptie van constructies voor het opwekken van zonne-energie in de weg staan, ook wel bekend als "in gebouwen geïntegreerde fotovoltaïsche cellen", of BIPV - hier in Australië.

Volgens het onderzoek dat we hebben beoordeeld, een groot deel van de angst om deze technologieën over te nemen, komt neer op een eenvoudig gebrek aan begrip. Een van de factoren die we identificeerden waren:misvattingen over de initiële kosten en terugverdientijd; gebrek aan kennis over de technologie; bezorgdheid over toekomstige veranderingen in de microklimaten van gebouwen; en zelfs propaganda tegen klimaatverandering en hernieuwbare energie.

Wereldwijd, BIPV-systemen zijn goed voor slechts 2,5% van de markt voor fotovoltaïsche zonne-energie (en vrijwel nul in Australië). Maar dit zal naar verwachting stijgen tot 13% wereldwijd in 2022.

De ontwikkeling van nieuwe BIPV-technologieën zoals zonnedakpannen en zonnegevels zou niet alleen de uitstoot van broeikasgassen verminderen, maar ook een enorm potentieel openen voor het bedrijfsleven en de economie.

Volgens een nationaal onderzoek (zie hier de vermelding voor Australië), Australische huiseigenaren zijn nog steeds veel comfortabeler met zonnepanelen op het dak dan andere systemen, zoals op de grond gemonteerde.

Naar onze mening ligt het dan ook voor de hand dat als we BIPV-systemen in Australië willen versterken, onze zonnedakpannen zijn de perfecte plek om te beginnen. Onze tegels hebben tal van voordelen, zoals weinig onderhoud, aantrekkelijk uiterlijk, gemakkelijke vervangbaarheid, en geen extra belasting op het dak in vergelijking met conventionele zonnepanelen op het dak.

Uitdagingen die komen

Hoe dan ook, de grote uitdagingen voor deze technologie zijn de huidige hoge kosten, slecht consumentenbewustzijn, en het ontbreken van een productieproces op industriële schaal. We hebben onze tegels gemaakt met behulp van een 3D-printfaciliteit aan de Western Sydney University, die met kleine aanpassingen aan een bestaande tegelproductiemachine kan worden bevestigd.

De huidige installatiekosten van commerciële zonnetegels kunnen oplopen tot A $ 600 per vierkante meter, inclusief de omvormer.

Bovendien, we hebben weinig informatie over hoe de dakpannen zullen presteren bij langdurig gebruik, en geen gegevens over de vraag of zonnetegels een effect zullen hebben op de omstandigheden in het gebouw. Het is mogelijk dat de tegels de temperatuur binnen kunnen verhogen, waardoor de behoefte aan airconditioning toeneemt.

Om deze vragen te beantwoorden, we voeren een volledige levenscycluskostenanalyse uit van onze zonnetegels, en werken aan manieren om de kosten te drukken. Ons doel is om de kosten te verlagen tot A $ 250 per vierkante meter of zelfs minder, inclusief de omvormer. Dergelijke prijzen zouden Australische huiseigenaren hopelijk de kracht geven om zonne-energie in het weefsel van hun huis te plaatsen.

De hoofdauteur bedankt professor Bijan Samali voor de gewaardeerde begeleiding van zijn onderzoek.

Md Abdul Alim, Postdoctoraal onderzoeker duurzame ontwikkeling (Energie en Water), Universiteit van West-Sydney ; Atau Rahman, Collega Professor, Universiteit van West-Sydney , en Zhong Tao, Professor, Universiteit van West-Sydney

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.