Containers en bestelwagens met zonnecellen
Enfoil bedenkt nieuwe PV-toepassingen voor de logistiek
Tegen 2050 wil Europa klimaatneutraal zijn en dus moeten we massaal gaan elektrificeren, ook in de logistiek. Maar moet de stroom daarvoor volledig van batterijen komen? Kunnen we er ook zonne-energie voor inzetten, via PV-panelen? Volgens Enfoil kan het, maar dan eerder via een PV-folie. Enfoil is een spin-off van Imec, UHasselt en TNO. Het bedrijf produceert een flexibele, robuuste PV-folie op maat. Daarmee kun je zonne-energie in transport inzetten op manieren die tot voor kort onmogelijk waren.
In 2010 slaan de drie onderzoeksinstellingen Imec, UHasselt en het Nederlandse TNO de handen in elkaar. Samen willen ze een flexibele PV-folie ontwikkelen die op eender welk oppervlak kan worden aangebracht. Daarvoor bundelen de drie organisaties hun expertise en technologie in een Belgisch-Nederlands samenwerkingsverband: Solliance. De volgende tien jaar ontwikkelt Solliance dunne, flexibele zonnecellen, een oplossing om die cellen met elkaar tussen twee folies te verbinden en een methode voor ‘mass customisation’, om het product op grote schaal op maat te produceren. Het traject loopt bij Imec, UHasselt en TNO, naargelang de locatie waar de vereiste expertise en technologie beschikbaar zijn.
Zoveel jaren later, in 2022, heeft de PV-folie het gewenste niveau van maturiteit en is ze klaar voor commerciële toepassingen. Het is dus tijd voor een volgende stap. De drie instituten richten in september 2022 het bedrijf Enfoil op. Dit keer fungeert Imec als klankbord en expert in het oprichten van technologische start-ups. In tussentijd zijn Imec en UHasselt voor hun energie-activiteiten ook toegetreden tot EnergyVille, een samenwerking tussen KU Leuven, VITO, Imec en UHasselt rond hernieuwbare energie. Enfoil vestigt zich vlakbij EnergyVille in het Thorpark in Genk.
Over het potentieel van de oplossing van Enfoil voor de logistieke sector praten we met Marc Meuris. Hij was een van de ontwikkelaars van de PV-folie bij Imec en UHasselt en is vandaag CTO bij Enfoil.
Marc Meuris, CTO bij Enfoil: “Wij willen vooral die toepassingen mogelijk maken waarbij je klassieke zonnepanelen niet kunt inzetten, zoals op containers en bestelwagens.”
Folie voor robuuste toepassingen
VCM: Kunt u wat meer vertellen over het product dat jullie hebben ontwikkeld?
Marc Meuris: “Onze PV-folie is anderhalve à twee millimeter dik en weegt slechts twee kilogram per vierkante meter. Tegelijkertijd is het product flexibel en erg robuust; je kunt erop lopen. Met de folie kun je allerlei oppervlakten bekleden, om zo zonne-energie op te wekken. Op zich waren er al zulke PV-films op de markt, maar dan alleen in standaardformaten. Onze PV-folie kunnen we op maat produceren, zowel in de lengte als in de breedte, naargelang de toepassing waarvoor de folie bedoeld is. We doen dat met technologie voor mass customisation.”
“Wij vervaardigen onze folie uit CIGS (koper-indium-galliumselenide, een halfgeleidermateriaal dat gangbaar is bij de productie van zonnecellen, red.). Dat levert een robuust resultaat op, terwijl andere folies op de markt uit silicium bestaan. Als er iets tegen PV-folie uit silicium stoot, levert dat mogelijk grote barsten op in de siliciumcel, in de vorm van een spinnenweb. Het gebeurt niet altijd, maar de kans is reëel. Botst er daarentegen iets tegen PV-folie uit CIGS, dan beperkt de schade zich tot een puntje van een vierkante millimeter. De schade is dan iets wat je niet merkt – de folie blijft nagenoeg evenveel zonne-energie opleveren. Een ander voordeel tegenover klassieke zonnepanelen is dat de productie van de flexibele panelen pakweg zestig procent minder CO2-uitstoot veroorzaakt en tot negentig procent minder waterverbruik vergt.”
De flexibele PV-folie van Enfoil is 1,5 à 2 mm dik en weegt 2 kg/m².
“De PV-folie doorstond dezelfde betrouwbaarheidstesten als klassieke zonnepanelen en behaalt daarbij dezelfde minimale criteria. Als we die testresultaten extrapoleren, komen we tot een levensduur van twintig tot dertig jaar. En dat dus ook in meer risicovolle omstandigheden, zoals bij toepassingen in de logistiek. Panelen uit silicium hebben wel een wat hoger rendement van 20 à 21 procent, tegenover de 17 procent van onze folie uit CIGS. Maar de grote robuustheid en de afmetingen op maat maken onze PV-folie interessant voor toepassingen waarbij silicium erg moeilijk bruikbaar is. Bij gewoon daglicht levert één vierkante meter PV-folie 50 tot 150W op, afhankelijk van de lichtintensiteit. Omgerekend naar gewicht is dat 75W per kilogram, wat vijf- tot tienmaal lichter is dan de klassieke panelen.”
Containers en bestelwagens
VCM: Welke toepassingen ziet u mogelijk in de logistieke sector?
M. Meuris: “Momenteel focussen we op twee mogelijke toepassingen in de logistiek. Een eerste heeft alles te maken met containertransport. Op containers bevinden zich vandaag typisch een ‘track-and-trace’-systeem en allerlei sensoren die bijvoorbeeld de temperatuur of antidiefstal in de container monitoren. Die apparatuur werkt op een batterij, die je om de twee à drie weken moet herladen. Het zou natuurlijk interessant zijn mocht je die batterij kunnen opladen met zonne-energie. Maar een klassiek zonnepaneel kun je niet op containers plaatsen omdat het al snel beschadigd zou raken bij het laden en lossen van een vrachtwagen of een trein, bijvoorbeeld.”
“De PV-folie uit CIGS kunnen we daarentegen op maat maken, zodat ze perfect tussen de ribben van een containerwand past. Daardoor en doordat het product robuust is, loop je nog weinig kans op schade. Het wordt dan toch mogelijk om de batterij continu met zonne-energie op te laden, zonder dat je ze nog manueel hoeft te herladen. Nu, zonne-energie kun je wel alleen verkrijgen op containers die je in het daglicht vervoert, dus op vrachtwagens en treinen, maar niet op schepen. Daarop staan de containers namelijk gestapeld, waardoor het zonlicht er niet altijd bij kan. Maar dat is hier minder van belang: er is meestal minder nood aan monitoring bij containers op vrachtschepen. Wat er gebeurt bij slechte weersomstandigheden? Regen is niet zo’n probleem, maar als er ijs en sneeuw op de PV-folie ligt, wekt ze geen stroom op. Dat moet je dus verwijderen. Bij een vrachtwagen is dat haalbaar, bij de vele containers van een trein niet.”
Een bestelwagen met PV-folie op het dak: verdere verduurzaming van de last-mile delivery.
VCM: Daarnaast zien jullie een toepassing voor de elektrificatie van wagens?
M. Meuris: “Dat klopt. Heel wat logistieke bedrijven elektrificeren momenteel hun bestelwagens voor de ‘last mile delivery’, terwijl ze die ook met almaar meer elektronica uitrusten, bijvoorbeeld voor communicatie. Dat is apparatuur die ook stroom van de batterij verbruikt. Wij kunnen dat extra verbruik deels compenseren met onze PV-folie. Je kunt namelijk het dak van een bestelwagen met een folie op maat bekleden. De elektronica volledig op zonne-energie laten werken, lukt nog niet. Tenzij je stilstaat, dan volstaat de zonne-energie van de PV-folie wel om bijvoorbeeld de communicatiemiddelen te kunnen gebruiken, zonder dat je daarvoor de motor moet laten draaien zoals vandaag vaak gebeurt. Je verbruikt dus minder stroom van de batterij, of fossiele brandstoffen als je nog daarop rijdt, en haalt dus meer kilometers per laadbeurt of tankbeurt.”
Oplossing voor wat tot nu toe niet kon
VCM: Zijn de oplossingen vandaag al beschikbaar?
M. Meuris: “Een groot transportbedrijf test momenteel onze PV-folie uit om het monitoring- en het track-and-trace-systeem van zijn ISO-containers van stroom te voorzien. De eerste resultaten daarvan zijn heel positief. Voor andere toepassingen zijn we nog op zoek naar partners. Bijvoorbeeld bedrijven die bestelwagens met elektronica uitrusten, waarmee we samen kunnen werken. Voor de logistiek focussen we daarbij op de twee toepassingen waarover ik het had, omdat we denken dat daarvoor de meest interesse bestaat. Net omdat we een oplossing bieden voor zaken die vandaag niet zomaar mogelijk zijn, terwijl we met z’n allen moeten verduurzamen. Maar we staan open voor alle toepassingen, ook in andere sectoren. Denk maar aan golfplaten bekleed met PV-folie. Of agri-PV: je kunt de folie makkelijk op- en uitrollen en je zou er dus in de zomer velden mee kunnen bedekken als je er schaduw op wilt creëren, en tegelijk stroom opwekken. Het zijn allemaal mogelijkheden die we volop onderzoeken.”
“Voor al die toepassingen, al dan niet in wording, produceren we de PV-folie momenteel onder onze eigen bedrijfsnaam. We doen dat semi-manueel via een lokale productiepartner tot duizend vierkante meter per jaar, ofwel op een prototypelijn van TNO tot tienduizend vierkante meter per jaar. Op termijn willen we een eigen productielijn bouwen om tienduizenden vierkante meter per jaar te kunnen vervaardigen, tot een capaciteit van 100.000 of zelfs 200.000 vierkante meter per jaar. Daarvoor zoeken we de nodige investeerders.”
VCM: Hoe ziet u dan de toekomst?
M. Meuris: “We zoeken bijkomend kapitaal. Tegelijkertijd verkennen we volop de markt, op zoek naar mogelijke partners en innovatieve toepassingen. Ik ben er in ieder geval van overtuigd dat we dit soort technologieën nodig hebben, als we tegen 2050 tot een CO2-neutrale Europese economie willen komen. Tegen 2030 wil Europa al één terawattpiek aan zonne-energie kunnen produceren. Daarvoor heb je vijfduizend miljoen vierkante meter zonnepanelen nodig. Dus moeten we tussen nu en 2030 per jaar nog vijfhonderd miljoen vierkante meter zonnepanelen installeren. Ik zou graag kunnen zeggen dat wij binnen dit en vijf jaar vijf miljoen vierkante meter zullen produceren, maar dat is niet realistisch. Wel haalbaar is dat we tegen dan honderdduizend vierkante meter vervaardigen, om vervolgens verder te groeien. Wij willen vooral die toepassingen mogelijk maken waarbij je klassieke panelen niet kunt inzetten, om zo volledig CO2-neutraal te worden.”
