‘Bouw zonneparken in de bergen’

Waar mogelijk zouden landen nieuwe zonneparken in de bergen moeten aanleggen. Dat laten onderzoekers in Zwitserland zien. Dankzij de hoogte en de besneeuwde toppen valt er meer licht op de panelen. En ’s winters is het in de bergen vaker zonnig dan in het dal.

Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en het Instituut voor Sneeuw- en Lawineonderzoek (SLF) in Davos deden berekeningen voor hun eigen land Zwitserland, maar benadrukken dat de conclusies gelden voor alle bergachtige gebieden. De resultaten verschenen gisteravond in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Het SLF bracht een persbericht uit (Engels).

Zwitserland is een logische plek voor dit onderzoek. Het land heeft besloten om in de komende decennia alle vier de kerncentrales te sluiten, dus daar moet een groene alternatieve stroombron voor in de plaats komen. Zonneparken zullen dat gat voor een deel moeten gaan vullen. Verder is waterkracht al groot in het bergachtige land.
 

Zonneparken op zeeniveau

De onderzoekers richtten zich op een bekend nadeel van zonneparken op zeeniveau: in de zomer wekken ze veel stroom op, maar in de winter is dat een stuk minder. De dagen zijn korter, de zon staat lager en het is vaker bewolkt of mistig (Het onderzoek gaat over landen in de gematigde gebieden; alles tussen de subtropen en de poolcirkels).

Maar juist in de winter hebben mensen langer verlichting aan en worden huizen, kantoorgebouwen en treinen en bussen verwarmd; voor een steeds groter deel elektrisch. Dit alles maakt de stroomvraag in de winter fors hoger. Samengevat is in de winter het aanbod van zonnestroom lager en de vraag hoger; dat is dus precies wat je niet wil.
 

Opslag

Wil je zonne-energie gebruiken om een land van duurzame stroom te voorzien, dan is de oplossing op dit moment om er een andere energievorm bij te organiseren (wind of waterkracht); ofwel opslag van stroom mogelijk maken (in gigantische accu’s of met een pompcentrale); ofwel een stroomnet tussen verschillende landen aanleggen zodat die stroom kunnen uitwisselen op het moment dat de één wat over heeft en de ander tekortkomt.

Het Zwitserse onderzoeksteam voegt daar nu echter nog een andere optie aan toe: het plaatsen van een deel van de capaciteit van fotovoltaïsche panelen in bergachtig gebied, indien mogelijk.

 

 

Voordelen van bergen

Een zonnepark in de bergen heeft namelijk meerdere voordelen. Ten eerste is de opbrengst van panelen op hoogte groter omdat de atmosfeer dunner is en dus minder vermogen van de zonnestralen wegvangt. Ten tweede hangen wolken en mist in de winter vooral in het dal. Boven een bepaalde grens is het vaak kraakhelder, wat de opbrengst van zonnepanelen ten goede komt.

De derde factor is de aanwezigheid van sneeuw. Die heeft een gunstige invloed op de hoeveelheid zonlicht die op zonnepanelen valt. Met name als je panelen (bijna) verticaal hangt profiteer je daarvan. Zo’n zonnepaneel vangt dan zowel het laag invallende – directe –  licht van de zon op, als licht dat via het sneeuwdek weerkaatst.
 

Zonnestroom in Zwitserland

Op basis van deze drie factoren samen berekenden de onderzoekers de potentiële productie van zonnestroom in Zwitserland. Daarbij gebruikten ze onder meer satellietbeelden waaruit een schatting te maken is hoeveel zon er door het jaar heen op elke plek in Zwitserland valt. De algemene conclusie van het rekenwerk: voor hetzelfde opgestelde elektrische vermogen heb je in de bergen ruim 20 % minder panelen nodig dan wanneer die in stedelijk gebied zouden staan. Een paneel op een berg levert meer op, ook doordat de temperatuur gemiddeld lager is dan in het dal; dat schroeft het rendement omhoog.

En als die panelen ook nog eens onder een steile hoek staan (zo’n 70°) kan ongeveer de helft van het stroomtekort in de winter worden opgelost. Die steile hoek van de panelen heeft nog een bijkomend voordeel: dan blijft er minder gemakkelijk sneeuw op liggen die de stroomopwekking in het honderd kan laten lopen.

 

 

Zonneweides in China

Met al die voordelen zal het wel druk zijn in de bergen; zijn er al landen die zonneparken in de bergen aanleggen? ‘Nog niet in sneeuwrijke gebieden, maar ik weet van grote zonneweides die China op een hoog gelegen plateau heeft aangelegd’, zegt Michael Lehning, onderzoeker van het Instituut voor Sneeuw- en Lawineonderzoek (SLF) in Davos, hoogleraar aan het EPFL in Lausanne en medeauteur van de studie in PNAS. ‘En een Zwitsers skiresort heeft zonnepanelen op de palen van de skiliften die wat stroom leveren. Maar een plan om zonnepanelen op lawinebarrières aan te brengen is gesneuveld. Dat bleek bij de huidige stroomprijzen te duur.’
 

Advies

Welk advies hebben de onderzoekers aan de overheden van bergachtige landen? ‘Bouw zonneparken in de bergen, want daarmee kun je besparen op stroomopslag; dat is de hoofdboodschap van ons artikel’, zegt Lehning. ‘Maar doe dat wel zoveel mogelijk op bestaande infrastructuur in de bergen. Ten eerste omdat je dan zo weinig mogelijk het mooie berglandschap aantast; en ten tweede omdat dan de logistiek gemakkelijker is. Er liggen dan vaak al stroomkabels en er loopt een weg naartoe.’

Maar is het niet lastig dat dan straks al die zonneparken in de bergen liggen terwijl de afnemers van de stroom in het dal wonen? ‘Dat valt erg mee’, zegt Lehning. ‘In Zwitserland zit alles behoorlijk dicht op elkaar en hebben we al veel stroomverbindingen liggen, dankzij de stuwdammen en waterkrachtcentrales die we hebben. Het ligt heel anders als je een mega-zonnepark in de Sahara aanlegt, waarvan ooit sprake is geweest.’
 

Beeldmateriaal:
In een skigebied vlakbij Davos doen EPFL, SLF en het electriciteitsbedrijf van het kanton Zürich samen onderzoek naar de technische en praktische uitdagingen van het bouwen van zonneparken in berggebieden. Foto's SLF