Energie in overvloed

Aan de waterkant in de Noorse stad Trondheim staateen gestroomlijnd gebouw dat twee keer zo veel energie opwekt als het ooit zal gebruiken. Dat is geen ontwerpfout. Het is een bewuste architectonische oplossing die een revolutie betekent in de manier waarop gebouwen worden ontworpen, van energie worden voorzien en uiteindelijk weer worden afgebroken.

Powerhouse Brattørkaia is een kantoorgebouw van 18.580 vierkante meter dat dezelfde functies heeft als elk ander kantoorgebouw maar met als opvallend verschil dat het meer dan voldoende energie voor eigen gebruik opwekt. Het energieoverschot wordt via een lokaal micronetwerk gedeeld met naastliggende gebouwen, elektrische bussen, auto's en de veerboten in de nabijgelegen haven.

Dit ‘powerhouse’ is het meest recente gebouw dat is voltooid door een samenwerkingsverband dat zich het Powerhouse Team noemt. Het staat symbool voor al het goede dat ontstaat wanneer innovatieve ontwerpers samenwerken aan oplossingen voor klimaatproblemen. Entra, een toonaangevende milieuorganisatie in de vastgoedbranche, is eigenaar en beheerder van het gebouw. Het internationale architectenbureau  Snøhetta heeft het gebouw ontworpen. Het eveneens internationaal actieve groene bouwbedrijf Skanska heeft de algemene bouwwerkzaamheden op zich genomen.

Powerhouse Brattørkaia betekent een reusachtige sprong voorwaarts in groen bouwen, ook ten opzichte van andere groene gebouwen. Zoals de term "energiepositief" al aangeeft, produceert het gebouw genoeg energie om zelfs de productie van de materialen die nodig zijn voor de bouw, het gebruik en de afbraak van het gebouw te compenseren.

De zonnepanelen op het dak zijn ontworpen en geïnstalleerd door SunPower's lokale partner Solcellespesialisten. Ze zorgen voor compensatie van de verborgen energiekosten die worden gemaakt tijdens de bouw van het gebouw en bij de uiteindelijke afbraak na een levensduur van 60 jaar.

De omringende gebouwen aan de oever van het Trondheimfjord worden verlicht met energie van het Powerhouse Brattørkaia.

Brattørkaia is het vijfde powerhouse in een reeks energiepositieve gebouwen die zijn ontworpen door Snøhetta. Het bureau is bekend van projecten als het National September 11 Memorial Museum Pavilion in New York, de opera van Oslo en een uitbreiding van het Modern Museum of Art in San Francisco. De gevel van dit powerhouse lijkt verrassend veel op andere kantoorgebouwen die uitkijken op de rivier, maar als je om het gebouw heen loopt, valt op dat het er aan de andere kant heel anders uitziet. In plaats van een plat breed dak heeft het gebouw een sterk aflopend dak om optimaal te profiteren van de stand van de zon op het noordelijke halfrond.

Het dak telt in totaal 1.157 SunPower Maxeon-zonnepanelen die per jaar gemiddeld 358.000 kWh energie produceren. Speciale muurpanelen, niet van SunPower, voegen daar nog eens 100.000 kWh aan toe. Zonlicht dat door een ovaalvormig oog in de zijkant van de wand met zonnepanelen valt verwarmt het atrium beneden.

Met 1.157 Maxeon-panelen op het dak en nog meer op de gevel genereert het powerhouse twee keer zo veel energie als het verbruikt.

Belang van panelen met hoog rendement op een beperkt oppervlak

Door geen plat maar een schuin dak in het ontwerp toe te passen, slaagde het team van Snøhetta erin het oppervlak voor zonne-energie te vergroten. Omdat het gebouw dagelijks gemiddeld meer dan twee keer zo veel elektriciteit moet produceren als het verbruikt om zijn rol als lokale zonne-energiecentrale te vervullen, was het vermogen per vierkante meter echter van het grootste belang. Het was dan ook geen toeval dat het Powerhouse Team koos voor SunPower Maxeon-panelen, die meer vermogen op hetzelfde oppervlak genereren2 Op basis van een zoekopdracht in datasheets op websites van de 20 grootste fabrikanten volgens IHS, in mei 2019. en minder degradatie vertonen3 Jordan, et al, “Robust PV Degradation Methodology Application” PVSC 2018 en “Compendium of Photovoltaic Degradation Rates” PiP 2016 dan andere panelen op de markt. Daardoor leveren SunPower Maxeon-panelen over een periode van 25 jaar in vergelijking met conventionele panelen tot 35% meer energie met hetzelfde opervlak.4 SunPower 400 W, 22,6% rendement, in vergelijking met een conventioneel zonnepaneel op rasters van dezelfde grootte (310 W mono PERC, 19% efficiënt, circa 1,64 m²)

De vorm en positie van het gebouw en sterke wind spelen namelijk ook een rol. "Bij dit project hadden we te maken met de hoogste windbelasting waarmee we ooit hebben gewerkt -- 5 kilonewton per vierkante meter ofwel 5000 Pa", herinnert Helene Bøe Tømmerbakke zich. Zij was projectleider bij Solcellespesialisten. "We dachten dat er geen zonnepanelen bestonden die zo'n windbelasting aankonden maar ontdekten dat de panelen van SunPower onder die omstandigheden waren getest."

De SunPower-zonnepanelen die voor het powerhouse zijn gebruikt zijn gecertificeerd bestand tegen cyclonen met een druk van meer dan 6400 Pa,5 AS/NZS4040.2 en AS/NZS1170.2 volgens HSEC-rapport E160520 en ACE-rapport 19-0381.02.  het equivalent van 375 km per uur,6 <a href="https://www.eurocodeapplied.com/" target="_blank">https://www.eurocodeapplied.com/</a>  dus hoger dan categorie 5 op de schaal waarmee cyclonen naar hun kracht worden ingedeeld.7 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclone_" target="_blank">https://en.wikipedia.org/wiki/Tropical_cyclone_</a>

OPMERKING: In gebieden met harde wind moeten zonne-energiesystemen zorgvuldig worden ontworpen door lokale experts en correct worden geïnstalleerd in overeenstemming met lokale richtlijnen, voorschriften en zorgvuldig gekozen apparatuur. Experts uit de sector geven echter aan dat het essentieel is om voor het ontwerp van een dergelijk systeem te kiezen voor een zonnepaneel dat tegen harde wind is bestand.8 <a href="https://rmi.org/solar-under-storm-designing-hurricane-resilient-pv-systems/" target="_blank">https://rmi.org/solar-under-storm-designing-hurricane-resilient-pv-systems/</a>

Zelfs in dit noordelijke gebied van Europa, waar het in de winter maar vier uur per dag licht is, wekt het powerhouse vanwege het hoge rendement van SunPower's zonneceltechnologie waardevolle zonne-energie op. In de zomer, wanneer er wel 20 uur daglicht kan zijn, wordt de overtollige energie retourgeleverd aan het elektriciteitsnet.

Powerhouse Brattørkaia is een indrukwekkend voorbeeld van hoe klimaatvriendelijke kantoorgebouwen er in de nabije toekomst uit kunnen zien: inspirerend, dynamisch en 100 procent energiepositief.