De ruimte tussen de windmolens op zee zou je prima kunnen benutten voor grote zonne-energieplatforms. Maar hoe zorg je dat de panelen stroom blijven leveren als er metershoge golven tegenaan beuken, of als er vogelpoep of zoute aanslag op ligt? “Daar bestaat nog geen blauwdruk voor.”
Op 53 kilometer van de Noord-Hollandse kust verrijzen de komende jaren niet alleen een stuk of zeventig windmolens, die 760 megawatt aan stroom gaan leveren voor bijna een miljoen Nederlandse huishoudens. Tussen de witte gevaartes van dit windpark, genaamd Hollandse Kust West VII, komen in 2026 ook 36 driehoekige platforms met zonnepanelen te liggen, die 5 megawatt aan energie gaan leveren. En iets dichterbij huis, op 18,5 kilometer van de Noord-Hollandse kust, komt met een vergelijkbare grootte windpark Hollandse Kust Noord, waarin in 2025 een halve megawatt aan drijvende zonnepanelen wordt geplaatst.
De vermogens van de zonneparken zijn weliswaar klein bier ten opzichte van de windparken, en de techniek staat nog helemaal in de kinderschoenen, maar volgens experts zou er in het Nederlandse deel van de Noordzee in 2050 wel 45 gigawatt aan drijvende zonnepanelen kunnen liggen. Ter vergelijking: in 2022 was er in totaal 19 gigawatt aan zonnestroom in Nederland geïnstalleerd. Die 45 gigawatt is ongeveer dubbel zoveel als alle Nederlandse huishoudens in een jaar nodig hebben.
Artist’s impression van het windpark Hollandse Kust West VII, met daarin zonnepanelen van SolarDuck.
SolarDuckMeters maken
We moeten in Nederland zo snel en zo veel mogelijk van fossiele energie af, en er zijn dan ook hoge doelen gesteld om over te schakelen op hernieuwbare energie, waaronder zonnestroom. Maar ‘zon op land’ gaat met veel uitdagingen gepaard: met zonnepanelen op daken kun je toch niet snel genoeg ‘meters maken’, en de aanleg van zonneparken gaat ook niet altijd gesmeerd, omdat omwonenden bezwaar maken. Er verschijnen wel drijvende zonneparken op binnenwateren, zoals voormalige drinkwaterwingebieden of zandwinplassen, maar een meer bedekken met zonnepanelen kan effecten hebben op de waterkwaliteit en het waterleven. Ook zullen veel inwoners en toeristen er niet graag op uitkijken.
Zonnepanelen op een binnenwater.
TNODan maar naar zee? Sinds een paar jaar zijn start-ups en kennisinstellingen bezig om drijvende zonneparken op zee te ontwikkelen. Op zee heb je minder te maken met bezwaren als landschapsvervuiling, en ook de milieueffecten zijn naar verwachting een stuk minder (zie het kader ‘En de natuur dan?’ onder dit artikel). Daarnaast is de opbrengst van zonnepanelen op zee mogelijk hoger, doordat er minder wolken op zee zijn dan op land. Maar het beste argument is dat je in de Noordzee de mogelijkheid hebt om zonneparken met windparken te combineren. Beide energiebronnen vullen elkaar namelijk mooi aan: er is vaak veel opbrengst uit zonne-energie als er weinig wind is, en andersom. Dat betekent dat je de stroomcapaciteit van het windpark niet hoeft uit te breiden. Het ministerie van Economische Zaken wil daarom graag zonneparken op zee ontwikkelen, en zou het liefst zien dat er in 2030 al 3 gigawatt is gerealiseerd.
Offshore proeftuin
“Dat is een flinke ambitie”, vindt Jan Kroon, programmaleider op het gebied van drijvende zonne-energie bij onderzoeksinstituut TNO. “Zelf denk ik dat we tot 2030 nog wel bezig zijn om leerervaringen op te doen in pilots en demonstratieprojecten, en dat we pas na 2030 serieuze volumes kunnen gaan bouwen.” TNO is op dit moment bezig om in verschillende proefprojecten ervaring op te doen met drijvende zonneparken op zee. Zo is er op het Oostvoornse Meer de afgelopen jaren geëxperimenteerd met vijf verschillende drijvende zonne-installaties, van vijf verschillende partijen. “Daar heb je nog geen zeeconditie, maar er is wel brak water en iets meer golfslag dan op de binnenwateren.”
Drie drijvende installaties met zonnepanelen op het Oostvoornse Meer.
TNOOok de volgende stap is al gezet: twaalf kilometer vanaf de kust van Scheveningen ligt een offshore proeftuin. Dit is een experimenteeromgeving waar offshorebedrijven proeven met hun installaties kunnen doen – overigens niet alleen voor zonne-energie. De Nederlandse start-up Oceans of Energy, die in windpark Hollandse Kust Noord gaat bouwen, heeft hier sinds 2019 prototypen van zijn drijvende zonnepanelen liggen. Eind dit jaar komt daar een constructie bij van een andere start-up, SolarDuck.
Drijvende zonnepanelen van start-up SolarDuck.
SolarDuckOnontgonnen gebied
Hoewel er ook groei van drijvende zonne-installaties op Nederlandse binnenwateren wordt verwacht – op voormalige drinkwater- en zandwinplassen is nu al 275 megawatt geïnstalleerd – is ‘zon op zee’ nog een onontgonnen gebied. Je kunt ook niet zomaar de ontwerpen voor binnenwateren kopiëren naar de Noordzee, weet Kroon. “De stap van binnenwater naar zee is ongelooflijk groot. Zon op zee is het moeilijkst. Je moet iets creëren wat golven van maximaal 10 tot 15 meter doorstaat, en waarvan de panelen, de kabels en de verankering niet worden aangetast. En dat moet uiteindelijk een businesscase opleveren met voldoende lage kosten, die het wel 20 tot 25 jaar gaat volhouden. Dat is een grote technische uitdaging.”
Momenteel zijn een paar Nederlandse partijen bezig om drijvende installaties te ontwikkelen, en elk pakt het op haar eigen manier aan. Zo bouwt Oceans of Energy een laag systeem waarop platte panelen liggen. Bluewater heeft een soort matrassen ontworpen, gevuld met lucht, waarop beweegbare zonnepanelen aan de bovenkant zijn geïntegreerd. Het platform van SolarDuck steekt enkele meters boven het water uit en steunt op drie drijvers. Het zijn losse driehoeken die bij elkaar een honingraat vormen. Daarop liggen oost en west georiënteerde panelen, zodat de productie beter over de dag wordt verdeeld.
Het platform van SolarDuck steekt enkele meters boven het water uit en steunt op drie drijvers. Losse driehoeken vormen bij elkaar een honingraat.
SolarDuckSaharazand
Zo doet elke bouwer het weer anders, signaleert ook Kroon van TNO. “Er zijn meerdere concepten in ontwikkeling. Je kunt nu ook nog niet exact aangeven hoe je een systeem moet ontwerpen. Daar bestaat nog geen blauwdruk voor. Wetenschappers zijn nu voor de verschillende ontwerpen de omstandigheden op zee aan het modelleren in een virtuele omgeving, zoals in computermodellen en in testfaciliteiten. Daarna moeten die ontwerpen gevalideerd worden in een reële omgeving. Dan pas weten we of een ontwerp voldoet aan de lokale condities.”
Maar eerst zijn er nog heel wat technische uitdagingen om te overwinnen. Zout, algen, vogelpoep en ultrafijn Saharazand kunnen een laagje vormen op de panelen, waardoor de opbrengst kan teruglopen. Daarnaast moeten de constructies bestand zijn tegen felle weersomstandigheden op de Noordzee. SolarDuck heeft daarom juist een hoge constructie ontworpen, vertelt Don Hoogendoorn, technisch directeur van het bedrijf. “Wij willen dat de panelen onder alle condities droog blijven. Hooguit mag er wat spray van de golven op komen, en ook Saharazand houden we niet tegen.” Maar Hoogendoorn hoopt het schoonmaken van de panelen, als ze er straks eenmaal liggen, tot twee keer per jaar te kunnen beperken. Want een bootje met onderhoudspersoneel stuur je niet zomaar elke maand de Noordzee op; dat is veel te kostbaar. De andere partijen willen juist het zeewater gebruiken om de panelen schoon te spoelen, en brengen een vuil- en waterafstotende coating aan.
Ook voor tropische eilanden met weinig ruimte op land kunnen drijvende zonnepanelen een oplossing vormen, zoals deze opstelling van het Oostenrijkse bedrijf Swimsol in de Malediven.
SwimsolFlexibele stroomkabel
Eén van de nog ontbrekende schakels waarmee alle start-ups worstelen, is een beweeglijke stroomkabel, die van het zonneplatform naar de zeebodem loopt. Die bestaat namelijk nog niet, en de huidige kabels die windmolenbouwers in ondiep water gebruiken, zijn ongeschikt. Er bestaan wel beweeglijke kabels die gebruikt worden bij drijvende windturbines – die zijn te vinden in zeeën van meer dan 80 meter diepte – maar die zijn niet bruikbaar in de ondiepere Noordzee. “Dat is nog een belangrijke uitdaging”, aldus Hoogendoorn, “maar er wordt aan gewerkt door kabelontwikkelaars.”
Verder brengt het aanleggen van een zonnepark midden in een nieuw windpark niet per se extra moeilijkheden met zich mee, denkt Hoogendoorn. Daarom verwacht hij dat die 45 gigawatt in 2050 best haalbaar is. “Tegen die tijd zijn er ook bestaande parken die vervangen moeten worden, dus daar kun je prima zonnepanelen bij leggen. Dan kan het heel hard gaan.” Hoogendoorn is dan ook opgetogen. “We staan aan de vooravond van een compleet nieuwe industrie en een nieuw energie-ecosysteem. Dat maakt het megagaaf.”