In this article we examine the experiences of the first and second author who have changed themselves to become newly attuned to the sun, or who have “become solar”. Motivated by calls to approach solar design in novel, less technocratic ways, we reflect on their one-year journey to gain a new relationship with solar energy as an explicitly more-than-human design (MTHD) approach. We argue that their perception of solar energy progressively worked to decentre them as human actors in this new solar-energy arrangement, revealing other nonhuman actors at play, instigating situations of care and attention to those nonhumans and ultimately guiding them towards what it means to be solar. For solar design, we see this approach as creating a new lens for solar designers to draw from. For MTHD, we see this acting as a practical example for designers seeking to begin transforming themselves in their own practice by taking initial steps towards a MTHD approach.
Renewable energy sources have an intermittent character that does not necessarily match energy demand. Such imbalances tend to increase system cost as they require mitigation measures and this is undesirable when available resources should be focused on increasing renewable energy supply. Matching supply and demand should therefore be inherent to early stages of system design, to avoid mismatch costs to the greatest extent possible and we need guidelines for that. This paper delivers such guidelines by exploring design of hybrid wind and solar energy and unusual large solar installation angles. The hybrid wind and solar energy supply and energy demand is studied with an analytical analysis of average monthly energy yields in The Netherlands, Spain and Britain, capacity factor statistics and a dynamic energy supply simulation. The analytical focus in this paper differs from that found in literature, where analyses entirely rely on simulations. Additionally, the seasonal energy yield profile of solar energy at large installation angles is studied with the web application PVGIS and an hourly simulation of the energy yield, based on the Perez model. In Europe, the energy yield of solar PV peaks during the summer months and the energy yield of wind turbines is highest during the winter months. As a consequence, three basic hybrid supply profiles, based on three different mix ratios of wind to solar PV, can be differentiated: a heating profile with high monthly energy yield during the winter months, a flat or baseload profile and a cooling profile with high monthly energy yield during the summer months. It is shown that the baseload profile in The Netherlands is achieved at a ratio of wind to solar energy yield and power of respectively Ew/Es = 1.7 and Pw/Ps = 0.6. The baseload ratio for Spain and Britain is comparable because of similar seasonal weather patterns, so that this baseload ratio is likely comparable for other European countries too. In addition to the seasonal benefits, the hybrid mix is also ideal for the short-term as wind and solar PV adds up to a total that has fewer energy supply flaws and peaks than with each energy source individually and it is shown that they are seldom (3%) both at rated power. This allows them to share one cable, allowing “cable pooling”, with curtailment to -for example-manage cable capacity. A dynamic simulation with the baseload mix supply and a flat demand reveals that a 100% and 75% yearly energy match cause a curtailment loss of respectively 6% and 1%. Curtailment losses of the baseload mix are thereby shown to be small. Tuning of the energy supply of solar panels separately is also possible. Compared to standard 40◦ slope in The Netherlands, facade panels have smaller yield during the summer months, but almost equal yield during the rest of the year, so that the total yield adds up to 72% of standard 40◦ slope panels. Additionally, an hourly energy yield simulation reveals that: façade (90◦) and 60◦ slope panels with an inverter rated at respectively 50% and 65% Wp, produce 95% of the maximum energy yield at that slope. The flatter seasonal yield profile of “large slope panels” together with decreased peak power fits Dutch demand and grid capacity more effectively.
The municipality of Apeldoorn had polled the interest among its private home-owners to turn their homes energy neutral. Based on the enthusiastic response, Apeldoorn saw the launch of the Energy Apeldoorn (#ENEXAP) in 2011. Its goal was to convert to it technically and financially possible for privately owned homes to be refurbished and to energy neutral, taking the residential needs and wishes from occupants as the starting point. The project was called an Expedition, because although the goal was clear, the road to get there wasn’t. The Expedition team comprised businesses, civil-society organisations, the local university of applied sciences, the municipality of Apeldoorn, and of course, residents in a central role. The project was supported by Platform31, as part of the Dutch government’s Energy Leap programme. The #ENEXAP involved 38 homes, spread out through Apeldoorn and surrounding villages. Even though the houses were very diverse, the group of residents was quite similar: mostly middle- aged, affluent people who highly value the environment and sustainability. An important aspect of the project was the independent and active role residents played. In collaboration with businesses and professionals, through meetings, excursions, workshops and by filling in a step- by-step plan on the website, the residents gathered information about their personal situation, the energy performance of their home and the possibilities available for them to save and generate energy themselves. Businesses were encouraged to develop an integrated approach for home-owners, and consortia were set up by businesses to develop the strategy, products and services needed to meet this demand. On top of making minimal twenty from the thirty-eight houses in the project energy neutral, the ultimate goal was to boost the local demand for energy- neutral refurbishment and encourage an appropriate supply of services, opening up the (local) market for energy neutral refurbishment. This paper will reflect on the outcomes of this collective in the period 2011-2015.
As electric loads in residential areas increase as a result of developments in the areas of electric vehicles, heat pumps and solar panels, among others, it is becoming increasingly likely that problems will develop in the electricity distribution grid. This research will analyse different solutions to such problems to determine Using a model developed as part of this project, we will simulate various cases to determine under which circumstances load balancing at a community-level is more (cost) effective than alternative solutions (e.g. grid reinforcement and/or household batteries).
Wat is de mogelijke rol van lokale duurzame energiesystemen en –initiatieven in de overgang naar een duurzame samenleving? En hoe kunnen op lokale toepassing gerichte innovaties worden ontwikkeld en toegepast op een zodanige manier dat deze bij lokale systemen en initiatieven aansluiten?Deze vragen staan centraal in dit onderzoeksproject dat zich richt op innovaties die rekening houden met een grotere rol van burgers bij een duurzame energievoorziening. Het project behelst echter meer dan het verrichten van onderzoek. Het beoogt bouwstenen te leveren voor een duurzame samenleving waarin meer ruimte is voor lokale (burger)initiatieven. We stellen drie deelprojecten voor:1. een vergelijkende studie naar energiecoöperaties en vergelijkbare innovatieve initiatieven, binnen en buiten Nederland, in heden en verleden. Daarbij hopen we lering te kunnen trekken uit de succesvolle ervaringen in Denemarken en Oostenrijk en van innovaties door coöperatiesen collectieven in het verleden.2. een analyse van energie-innovaties die beogen aan te sluiten bij lokale energiesystemen. Concreet zal het onderzoek zich richten op speciale batterijen, ontwikkeld dor het bedrijf Dr.Ten, en een soort slimme grote zoneboiler, ontwikkeld door het gelijknamige bedrijf Ecovat.3. De ontwikkeling van drie scenario’s, gebaseerd op inzichten uit studies 1 en 2. De scenario’s zullen bijvoorbeeld inhoudelijk verschillen in de mate waarin deze geïntegreerd zijn in bestaande energiesystemen. Deze zullen worden ontwikkeld en besproken met relevante stakeholders.Het onderzoek moet leiden tot een nauwkeurig overzicht van de mate van interesse en betrokkenheid van stakeholders en van de beperkingen en mogelijkheden van lokale energiesystemen en daarbij betrokken technologie. Ook leidt het tot een routemap voor duurzame energiesystemen op lokaal niveau. Het project heeft een technisch aspect, onderzoek naar verfijning en ontwikkeling van de technologie en een sociaal en normatief aspect, studies naar aansluitingsmogelijkheden bij de wensen en mogelijkheden van burgers, instanties en bedrijven in Noord-Nederland. Bovenal is het integratief en ontwerpend van karakter.This research proposal will explore new socio- technical configurations of local community-based sustainable energy systems. Energy collectives successfully combine technological and societal innovations, developing new business and organization models. A better understanding of their dynamics and needs will contribute to their continued success and thereby contribute to fulfilling the Top Sector’s Agenda. This work will also enhance the knowledge position of the Netherlands on this topic. Currently, over 500 local energy collectives are active in The Netherlands, many of them aim to produce their own sustainable energy, with thousands more in Europe. These collectives search for a new more local-based ways of organizing a sustainable society, including more direct democratic decision-making and influence on local living environment. The development of the collectives is enabled by openings in policy but –evenly important - by innovations in local energy production technologies (solar panels, windmills, biogas installations). Their future role in the sustainable energy transition can be strengthened by careful aligning new organizational and technological innovations in local energy production, storage and smart micro-grids.
Nederland streeft naar een verduurzaming van het energiesysteem. In 2020 moet 14% van onze energie duurzaam opgewekt zijn, waarbij de zon, naast wind, als belangrijkste duurzame energiebron gezien wordt. Systemen voor geconcentreerde zonne-energie kunnen worden ingezet voor het opwekken van elektrische en/of thermische energie. Grootschalige systemen (multi-MW) met spiegels worden reeds toegepast in zonnevelden. Het HAN Lectoraat Duurzame Energie werkt al enige jaren aan innovatieve systemen met lenzen waarbij naast het concentreren van direct licht het overblijvende diffuse licht beschikbaar is voor verlichting van de onderliggende ruimte. We willen de in eerdere projecten opgedane kennis en ervaring nu inzetten in een nieuw project, waarin we streven van prototype naar toepassing te komen. De bedrijven zijn benaderd over de nog openstaande vragen. Hieruit is een nieuwe onderzoeksvraag gevormd: Hoe kan voor systemen van geconcentreerde zonne-energie voor toepassingen in glastuinbouw en gebouwde omgevingen voor de productie van zowel elektriciteit als warmte, de energie-opbrengst verhoogd worden door een optimaler gebruik van de lichtinval en met een compacter en duurzamer systeem? In dit project, CONSOLE (acroniem voor CONcentrated SOLar Energy), gaan we werken aan het optimaliseren van de bestaande systemen en het ontwerpen van verbeterde (hybride) systemen voor het opwekken van warmte en elektriciteit in kassen en gebouwde omgeving. We gebruiken hiervoor zowel modellering als meten en testen en komen vanuit een inventarisatie tot een pakket van eisen wat uiteindelijk tot verbeterde prototypes leidt die geschikt zijn voor commerciële toepassing. We doen dit vanuit een nauwe samenwerking met 12 MKB’s, een branche-organisatie en een Centre of Expertise. Daarnaast is er een directe koppeling met het onderwijs, door de betrokkenheid van docent-onderzoekers en studenten in semesterprojecten, stages en afstudeerprojecten.
