Wageningen Solar Research Programme

Wageningen Solar Research Programme

Om de doelstellingen van het Energieakkoord te halen, zet de Nederlandse regering fors in op zonne-energie. Het verbruik van zonne-energie (elektriciteit en warmte) in Nederland is van 2018 tot 2019 met 37 procent gestegen. Dit is terug te zien in een grote toename van zonneparken, met name op landbouwgrond. Deze zonneparken zijn meestal gericht op het maximaliseren van de energieopbrengst. Wageningen University & Research (WUR) wil daar ook natuurinclusieve en maatschappelijke impact aan toevoegen.

De wereldwijde samenleving staat voor verschillende grote uitdagingen: klimaatverandering, verduurzaming van de energievoorziening, voldoende en gezonde voedselproductie, het tegengaan van de achteruitgang van de biodiversiteit en de beschikbaarheid en kwaliteit van water. Deze uitdagingen zijn met elkaar verbonden; acties met betrekking tot één bepaalde uitdaging kunnen vaak gevolgen hebben voor één of meer van de andere uitdagingen, wat in bepaalde gevallen kan leiden tot een vertraging of een versnelling van het nagestreefde proces.

In het Wageningen Solar Research Programme ontwikkelen we een geïntegreerde benadering van het veranderingsproces. Ons onderzoek richt zich op zes gerelateerde thema's:

Landschap en ruimtelijke kwaliteit

Technologieën voor hernieuwbare energie, zoals zonneparken, leiden tot een verandering in het landschap. Duizenden nieuwe windturbines en honderden zonneparken hebben inmiddels hun plek ingenomen. Hierdoor krijgt de samenleving langzaam te maken met andere uitzichten en landschappen met nieuwe elementen.

Lees meer

Dit gaat gepaard met weerstand bij omwonenden en concurrentie op het gebied van economische waarde en milieukwaliteit. Voor acceptatie van deze verandering, is een debat nodig over het proces (bijvoorbeeld meer participatieve ontwerpmethoden) en de inhoud (bijvoorbeeld het bouwen van multifunctionele zonneparken).

WUR wil zich met het Solar Research Programma sterker richten op kwalitatieve methoden. Landschapsonderzoekers die zich bezighouden met energietransitie richten zich vooral op kwantitatieve methoden (bijv. besluitvorming op basis van meerdere criteria), terwijl kwalitatief denken nodig is om tegemoet te komen aan maatschappelijke aandachtspunten, zoals de effecten van zonneparken op de fysieke aspecten en de beleving van landschappen.

Een veelbelovend hulpmiddel om rekening te houden met de waarden van landschapsgebruikers bij de energietransitie is ‘landschapskwaliteit’. Dit bestaat uit drie soorten: functionaliteit, ervaring en toekomst. Een bredere kijk op landschappen kan helpen om zonneparken aantrekkelijker te maken en om maatschappelijke steun voor zulke parken te stimuleren. Een soortelijke aanpak wordt gebruikt bij de aanpassing van de Nederlandse rivieren aan klimaatverandering, waarbij zowel kwantitatieve doelstellingen als kwalitatieve waarden worden meegenomen.

Projecten

Publicaties

Contactpersonen

Biodiversiteit en natuur

In 2050 heeft Nederland zo’n 30.000 hectare met zonnepanelen op land nodig. Naar verwachting heeft dit negatieve effecten op de bodem, de biodiversiteit en het landschap. Tegelijkertijd wordt aangenomen dat winst voor biodiversiteit mogelijk is bij een goed ontwerp en beheer van zonneparken.

Lees meer

In 2019 vond een eerste verkenning plaats van de effecten bij tien bestaande zonneparken. Om meer wetenschappelijke conclusies te kunnen trekken, is deze steekproef uitgebreid naar 25 zonneparken. Het doel is om concrete richtlijnen op te stellen voor het ontwerp en het beheer van zonneparken. Dit resulteert in het handmatige beheer en ontwerp van multifunctionele zonneparken.

Onderdeel van het project is een literatuurstudie naar het langetermijneffect van zonneparken op de bodemkwaliteit (10-25 jaar). Het project is uitgevoerd in opdracht van LNV en wordt gefinancierd uit het Beleidsondersteunend Onderzoek.

Het beheer en het vroegere landgebruik blijken de belangrijkste factoren te zijn die de verschillen in biodiversiteit bepalen. Zonneparken kunnen kansen bieden voor de biodiversiteit, maar niet al deze kansen worden benut.

De impact van zonneparken op de bodemkwaliteit en biodiversiteit wordt de komende jaren onderzocht in een samenwerking tussen LC Energy, Wageningen University & Research, TNO, Eelerwoude en SolarCentury. Voor dit onderzoek worden in Nederland zes nieuwe testzonneparken gebouwd. Het belangrijkste doel van het SolarEcoPlus-onderzoeksproject is het bepalen van het ecologisch en economisch rendement van zonneparken die worden opgezet met innovatieve tweezijdige panelen. Hierbij wordt gekeken naar de meest voorkomende bodemsoorten in Nederland: zand, veen en klei.

Projecten

Publicaties

Contactpersoon

Agrivoltaics

Steeds meer zonneparken worden aangelegd op landbouwgrond. Deze zijn voornamelijk gericht op een maximale elektriciteitsproductie. Zo’n monofunctioneel zonnepark gaat ten koste van de beschikbaarheid van land voor voedselproductie. Agrivoltaics combineert energieproductie en productie van voedsel of veevoer, gebaseerd op het idee van ‘solar sharing’. Bij agrivoltaics staan er gewassen of grasland onder zonnepanelen. Deze gewassen kunnen in een gematigd klimaat profiteren van bescherming tegen regen, hagel, teveel straling en warmte, minder verdamping en dus een beter watergebruik.

Lees meer

Zonnepanelen moeten in een agrivoltaics-systeem op grotere afstand worden geplaatst in vergelijking met gangbare, monofunctionele systemen. Dit verhoogt de bouwkosten, maar leidt tot minder onderlinge schaduwval van de panelen; bij droogte en warmte kunnen panelen profiteren van het verkoelende effect van een verdampend gewas eronder, waardoor het rendement van de panelen toeneemt. Voor optimaal gebruik van agrivoltaics-systemen moeten de effecten op de productie van gewassen of grasland worden gemonitord, samen met de effecten op de energieproductie. Er kunnen aanpassingen in de teeltwerkzaamheden en de bouw nodig zijn om optimale, economisch rendabele systemen en businesscases te realiseren voor zowel de boer als het energiebedrijf.

In Nederland worden agrivoltaics-systemen getest op fruitgewassen die nu ook al enige vorm van bescherming nodig hebben. Bij de frambozenteelt kunnen zonnepanelen bijvoorbeeld plastic bogen ter bescherming tegen regen vervangen. Dit zijn aantrekkelijke situaties omdat de installatie van hooggeplaatste zonnepanelen geen extra investeringen, machines of arbeid vereist. Verder zijn er weinig gevolgen voor het landschap, omdat de panelen de plastic bogen vervangen.

WUR monitort de gevolgen van zonnepanelen voor het microklimaat (temperatuur, vochtigheid, PAR), ziekten en plagen, lichtverdeling, gewasontwikkeling en gewasopbrengst, om de effecten van de geteste zonnepanelen en opstellingen te evalueren. Deze informatie wordt, samen met informatie uit de literatuur, geïntegreerd in gewasmodellen. Hiermee willen we onderzoek naar andere opstellingen (bijv. tweezijdige systemen of dynamische systemen) mogelijk maken en agrivoltaics-systemen optimaliseren voor verschillende doelen.

Projecten

Publicaties

Contactpersonen

Participatie en beleid

Maatschappelijk draagvlak voor de energietransitie vraagt om betrokkenheid van omwonenden en het algemeen publiek bij projecten voor hernieuwbare energie. Financiële deelname aan energieprojecten en deelname aan de besluitvorming zijn bekende vormen van publieke participatie. Multifunctionele zonneparken bieden extra mogelijkheden voor publieke participatie in het dagelijks leven, zoals recreatie. Maar hier is nog weinig over bekend. Er is tot nu toe niet vanuit multifunctioneel perspectief gekeken naar het draagvlak voor energieprojecten zoals schaliegas, kernenergie, windenergie.

Lees meer

Binnen het Solar Research Programma willen we onderzoeken hoe en onder welke voorwaarden participatie in het dagelijks leven bijdraagt aan een gevoel van eigen verantwoordelijkheid en rechtvaardigheid bij lokale energietransities. Het doel is om meer te leren over multifunctionaliteit en maatschappelijk draagvlak door systeeminnovatie, zoals het veranderen van werkwijzen, regels en relaties.

De methoden en experimenten bestaan uit een evaluatie van de participatie in bestaande zonneparken, door middel van reflexieve monitoring. Dit betekent dat nieuwe kennis al meteen in het proces wordt toegepast om tot de beste resultaten te komen. Het leidt tot een grotere betrokkenheid van omwonenden en andere betrokkenen, omdat zij meteen al hun eigen wensen voor zich kunnen zien.

Projecten

Publicaties

Contactpersoon

Meteorologie

Het weer is van grote invloed op de zonnepanelen en andersom. Zonnepanelen leveren steeds meer elektriciteit aan het net. Daarom is het van fundamenteel belang om te begrijpen en te voorspellen hoeveel straling er op de zonnepanelen valt en hoe dit varieert.

Lees meer

Deze variatie ontstaat vooral door bewolking, nog steeds een van de lastigste weersverschijnselen om te voorspellen. Bovendien veranderen grote zonneparken het lokale klimaat, doordat de hoeveelheid licht die door het oppervlak wordt ontvangen verandert. Daardoor verandert ook de energiebalans en daarmee de omstandigheden voor de vegetatie. Als het oppervlak groot genoeg is, beïnvloeden de parken op hun beurt het weer, waarbij benedenwinds veranderingen optreden in temperatuur, vochtigheid en bewolking.

Zonnepanelen kunnen ook een rol spelen bij het verminderen van verdamping. Bij agrivoltaics wordt gebruikgemaakt van dit verschijnsel. Evapotranspiratie (verdamping uit bodem en vegetatie) is een thema van het onderzoek. We willen dit graag opnemen in het onderzoek naar agrivoltaics. Ook internationaal willen we dit thema ontwikkelen en op de kaart zetten.

Projecten

Publicaties

Contactpersoon

Bodemkwaliteit

Sommige zonneparken zijn dusdanig van opzet dat de bodem volledig is bedekt, waardoor er geen licht of water bij het oppervlak komt en er geen vegetatie onder de zonnepanelen groeit. Het leven in de bodem neemt hierdoor af, omdat het bodemleven zich niet kan voeden met nieuw organisch materiaal. De bodem slaat dan geen koolstof meer op en stoot juist CO2 uit.

Lees meer

WUR onderzoekt hoe zonneparken zodanig kunnen worden ontworpen dat ze de bodem niet aantasten, zodat het koolstof kan blijven opslaan en er ruimte is voor biodiversiteit. Om goed inzicht te krijgen in de effecten van ontwerp en beheer onder verschillende omstandigheden (bodemsoorten, voormalig bodemgebruik en vocht), zijn lange termijn waarnemingen nodig van organisch materiaal op een groot aantal locaties.

Met twintig ontwikkelaars en beheerders van zonneparken, verenigd in Holland Solar, twee adviesbureaus en acht provincies, heeft WUR een geïntegreerd onderzoeksprogramma opgezet in het project EcoCertified Solar parks. Hierbij wordt ook de biodiversiteit boven de grond meegenomen. In dit project worden gedurende vier jaar twintig bestaande locaties onderzocht, die op vijf verschillende manieren worden behandeld. Er zijn drie promotieonderzoeken aan gekoppeld: een voor bodem, een voor insecten en een voor gewervelde dieren.

TNO onderzoekt de economische aspecten van natuurinclusieve zonneparken, terwijl Wageningen Environmental Research minder arbeidsintensieve innovatieve methoden voor het monitoren van biodiversiteit ontwikkelt. Eelerwoude kijkt wat de beste manier is om de vegetatie in Nederland te beheren en Green Label ontwikkelt een certificaat om ecologisch ontwerp en beheer te garanderen.

Om burgers te betrekken bij de planning en monitoring van de zonneparken, nemen we ook ‘citizen science’ (burgerwetenschap) in het onderzoek mee. Een onderzoek van vier jaar op deze schaal is uitzonderlijk, maar er is nog follow-up nodig. Biodiversiteit en bodems reageren zeer langzaam, dus de effecten zullen optreden met vertraging. Vrijwilligers kunnen een belangrijke rol spelen bij het bepalen van de effecten op de lange termijn.

Projecten

Publicaties

Contactpersoon

In alle thema’s maken we gebruik van de nieuwste technologische innovaties.

Met het Solar Research Programma willen we een wetenschappelijke basis leggen voor duurzame zonneparken die rendabel zijn voor economie, natuur en maatschappij. WUR werkt hierin samen met burgers, grondeigenaren, gewastelers, energie- en technologieleveranciers, adviesbureaus, overheden en maatschappelijke organisaties.

De visie van het Solar Research Programma bevat de volgende ingrediënten:

  • Een regionale geografische aanpak.
  • Een integrale aanpak met (1) samenhang tussen voedsel, water en energie, zodat dit elkaar kan versterken, (2) respect voor de duurzame leefomgeving, en (3) een sociaal ingebedde visie met maatschappelijke waarden.
  • Capaciteit door verbinden van specifieke ‘slimme’ netwerken in de samenleving (bijvoorbeeld de Natuur & Milieu Federatie).