PAPILIO
Tobias Trübenbacher
PAPILIO is een innovatieve straatlantaarn op windenergie, die lichtvervuiling vermindert en tegelijkertijd de omgeving visueel verrijkt. Het ontwerp bevat een insectvriendelijk lichtspectrum en een kleurrijke ingebouwde rotor die – ongeacht de windrichting – schone energie opwekt. De opgewekte stroom wordt opgeslagen in een oplaadbare accu waardoor de lamp volledig autonoom functioneert, zonder dat er ondergrondse stroomvoorziening nodig is.
Lichtvervuiling ontstaat wanneer kunstlicht 's nachts de natuurlijke duisternis aanzienlijk verstoort. Meer dan 80% van de wereldbevolking leeft inmiddels in gebieden waar de nacht nooit meer écht donker is. Dat heeft gevolgen voor dieren, planten én mensen doordat natuurlijke ritmes en cycli verstoord worden. PAPILIO pakt deze uitdagingen aan door duurzame energie te combineren met milieuvriendelijke verlichting en helpt zo ecosystemen en gemeenschappen te beschermen.
We gingen in gesprek met ontwerper Tobias Trübenbacher van PAPILIO, over waarom windenergie in sommige regio's beter kan presteren dan zonne-energie, over hoe het samenbrengen van technologie en esthetiek stedelijke ruimtes kan verbeteren en over waarom beleidsmakers anders naar openbare verlichting zullen moeten gaan kijken.
Waar ben je opgegroeid, en hoe heeft dat je manier van denken over design gevormd?
Ik ben opgegroeid in een klein stadje in de Alpen, helemaal in het zuiden van Duitsland. Een prachtige omgeving, omringd door bergen en natuur. Mijn vader is boswachter, dus we waren veel buiten: wandelen, skiën, de natuur in. Als kind wilde ik dan ook graag iets doen met natuur of bosbeheer — werken in of met het landschap.
Die interesse is gebleven, maar hij is met de jaren geëvolueerd. Ik begon me af te vragen hoe onze manier van bouwen, wonen en ontwerpen het landschap beïnvloedt. Als we echt iets willen veranderen, is het belangrijk om op grotere schaal te gaan denken en interdisciplinaire verbanden te leggen. Daarom besloot ik een master in architectuur te doen, omdat dat de grootste schaal van ontwerpen is, vooral als het gaat om stadsplanning. Tegelijkertijd neem ik mijn achtergrond in productdesign mee. Er zijn maar weinig mensen die beide hebben gestudeerd, en juist dat schakelen tussen schaalniveaus zie ik als een kracht.
PAPILIO is een goed voorbeeld. Het is een door wind aangedreven straatlantaarn die lichtvervuiling tegengaat en tegelijkertijd de schoonheid van stedelijke ruimten verbetert. Het ontwerpproces begon met uitzoomen voor een brede analyse van het systeem voor openbare verlichting en van daaruit werkte ik naar het specifieke product en de technologieën toe.
Wat triggerde je interesse in lichtvervuiling?
Mijn interesse in lichtvervuiling, dus het overmatig of verkeerd gericht gebruik van kunstlicht in de nacht, begon tijdens mijn studie. Ik was bezig met de vraag hoe we in een snel veranderende samenleving duurzamer kunnen leven. Daarbij onderzocht ik nieuwe materialen, technologieën en productiewijzen, om zo een nieuwe manier te vinden om te ontwerpen voor de toekomst.
In die periode ontwierp ik onder andere een stroomgenerator die op een autonome, duurzame manier stroom en licht levert. Bijvoorbeeld voor buitenactiviteiten, afgelegen regio’s, of noodsituaties na natuurrampen of stroomuitval.
Toen ik me meer ging verdiepen in lichtontwerp, kwam het onderwerp lichtvervuiling steeds vaker terug. Het viel me op dat er nauwelijks oplossingen voor zijn en dat veel mensen zich niet realiseren hoe groot het probleem eigenlijk is. Ik begon er steeds meer over te lezen en zocht contact met wetenschappers van verschillende universiteiten en onderzoeksinstellingen.
Hoe groot is het probleem van lichtvervuilding dan? En hoe leidde je interesse uiteindelijk tot het ontwerpen van een straatlamp als oplossing?
Ik ontdekte dat er een enorme impact was op planten en dieren, vooral op insecten. Naar schatting sterven op één enkele zomernacht in Duitsland ongeveer 1,2 miljard insecten door straatverlichting. Ook de mens wordt beïnvloed - ons hormoonstelsel verandert omdat het nooit meer echt donker is, vooral in steden. Melatonine, het hormoon dat ons kalmeert en slaperig maakt, wordt verstoord door lichtvervuiling en deze onbalans is in verband gebracht met verschillende gezondheidsproblemen, waaronder hartaandoeningen.
Er is een schaal die de helderheid van de nachtelijke hemel meet: de Bortle-schaal, die loopt van 1 tot 9. Categorie 1 staat voor natuurlijke duisternis — maar die komt op aarde nauwelijks nog voor. Ongeveer 80% van de mensen leeft in gebieden die een score van 5 of hoger hebben.
Daarom besloot ik voor mijn afstudeerproject een straatlamp te ontwerpen die lichtvervuiling tegengaat. De stap naar hernieuwbare energie kwam pas later in het proces.
Je kunt de lamp op elke locatie plaatsen want hij genereert zijn eigen stroom.
Waarom heb je pas later de overstap naar hernieuwbare energie gemaakt?
Tijdens mijn onderzoek naar lichtvervuiling stuitte ik ook op een ander groot probleem met betrekking tot openbare verlichting: energieverbruik. In Duitsland bijvoorbeeld wordt ongeveer 2% van de primaire elektriciteit gebruikt voor openbare verlichting. Dat komt neer op ongeveer 2,5 miljoen ton CO₂-uitstoot per jaar, alleen al door straatverlichting.
Toen ik dat getal zag, realiseerde ik me hoeveel impact het zou kunnen hebben om de manier waarop straatverlichting van stroom wordt voorzien te veranderen. Sommige plaatsen gebruiken al straatverlichting op zonne-energie. Maar in noordelijke gebieden aan zee, zoals Scandinavië, Noord-Duitsland of Nederland, is het een ander verhaal. In de winter zijn de nachten lang en is er weinig zonlicht. Wat die regio’s wél hebben, is wind. Heel veel wind.
Dat bracht me op het idee om windenergie in te zetten. Een oplossing die beter aansluit op de omstandigheden in die streken. En omdat elke straatlantaarn al een hoge paal heeft, is de infrastructuur voor kleine windturbines in feite al aanwezig.
Jouw straatlamp gebruikt dus windenergie én beschermt biodiversiteit. Wat zijn de belangrijkste innovaties?
Dat zijn er meerdere. Ten eerste gebruikt PAPILIO een lichtspectrum met weinig tot geen blauw licht. Dat maakt de lamp minder aantrekkelijk, en dus verstorend, voor insecten en andere dieren. Ten tweede is het licht vraaggestuurd: infraroodsensoren registreren beweging en schakelen de lamp alleen in als er mensen in de buurt zijn. Dat soort technologieën bestaan al afzonderlijk, maar ik heb ze samengebracht in één product.
Een ander groot voordeel is dat PAPILIO volledig autonoom werkt, onafhankelijk van het openbare elektriciteitsnet. Je kunt de lamp op elke locatie plaatsen want hij genereert zijn eigen stroom. De verticale windturbine draait onafhankelijk van de windrichting. De opgewekte energie wordt opgeslagen in een batterij in het onderste deel van de paal. Daarmee kan de lamp tot drie dagen functioneren zonder wind. ’s Nachts wordt er een warm gekleurde LED ingeschakeld, die veel minder schadelijk is dan koud wit licht.
Het systeem past zich aan aan de lichtomstandigheden: bij bewolkt weer gaat het licht eerder aan, bij zon juist later. En na 1 of 2 uur ’s nachts, wanneer er nauwelijks nog mensen op straat zijn, dimt het automatisch — om energie te besparen en de impact op de omgeving te minimaliseren.
Hoe dragen de esthetische keuzes van PAPILIO bij aan de technische innovatie?
Esthetiek speelt een heel belangrijke rol binnen dit project. PAPILIO begon als mijn afstudeerproject aan de universiteit — heel kleinschalig. Maar direct na publicatie was er veel belangstelling. Zelfs stedenbouwkundige diensten namen contact op. Ik denk dat dat vooral komt doordat het product een verhaal vertelt.
Je ziet een object draaien in een stedelijke omgeving. In tegenstelling tot straatlantaarns op zonne-energie, die meestal onzichtbaar zijn, is het aspect van regeneratieve energie hier zichtbaar, het wordt onderdeel van het stedelijke landschap. We hebben ook gekozen voor een specifieke groenblauwe kleur voor de windturbine om hem te benadrukken, niet te verbergen.
Het resultaat is niet alleen functioneel, maar ook inspirerend. Het laat zien dat duurzaamheid ook iets moois kan zijn. Een kleurrijk mini-windmolentje dat de hele dag zachtjes draait — ook overdag, niet alleen als het donker is. Je kunt het plaatsen op plekken waar steden willen laten zien dat ze werken aan duurzaamheid. Daarmee wordt het ontwerp een communicatiemiddel.
Dus esthetiek is voor ons zo belangrijk. Als we onze leefomgeving willen veranderen richting een duurzame toekomst, dan moet die verandering ook aantrekkelijk zijn. Mensen bieden vaak weerstand tegen verandering — maar schoonheid kan ze juist motiveren om mee te bewegen.
Kunnen we PAPILIO’ kleurrijke windturbines al ergens zien in het straatbeeld?
Op dit moment werken we aan een groot proefproject in Esbjerg, Denemarken. Hiervoor hebben we de turbines opnieuw ontworpen om ze nog meer te benadrukken. Het worden transparante designobjecten die kleurrijke, draaiende schaduwen werpen als er zonlicht doorheen valt. Zo vallen ze echt op als een levendig element in de stedelijke omgeving.
We werken samen met een jong en enthousiast team van stadsplanners dat bezig is met de herontwikkeling van een wijk in het zuiden van de stad. Zij namen zelf contact met ons op, omdat onze visie perfect aansluit bij hun plannen.
Esbjerg is een stad in transitie. Waar het vroeger gericht was op kolen en gas, draait het inmiddels bijna volledig op windenergie. Het is ook het startpunt voor offshore windenergie in Europa. De haven is een belangrijk knooppunt voor de industrie en de stad noemt zichzelf trots een "energiestad". Het waait het hele jaar door en dat maakt het een ideale locatie voor PAPILIO.
Onze turbines worden het middelpunt van een wijk in ontwikkeling, met daarin de Universiteit van Esbjerg, sociale woningbouw, internationale bewoners en Deense eengezinswoningen. We ontwerpen een nieuw stadscentrum om deze gemeenschappen met elkaar te verbinden - een gedeelde ruimte waar iedereen samen kan komen. De windturbines zullen het hart van dat plein vormen.
Welke materialen gebruiken jullie voor de transparante windturbines en de overige onderdelen van de straatlantaarns in Esbjerg?
De windturbines worden geproduceerd door het innovatieve bedrijf Alula uit Canada. Ze maken gebruik van 100% gerecycled textielmateriaal - vaak te vinden in zeilen, outdoor tenten, rugzakken en soortgelijke producten. Het materiaal is UV-bestendig, gaat lang mee, is sterk en duurzaam.
Het is bovendien transparant. In samenwerking met Alula hebben we een techniek ontwikkeld waarmee we verschillende kleuren op het materiaal kunnen printen. Zo worden de rotors grafische, kleurrijke objecten. De stof is superlicht - veel lichter dan metaal - wat een enorme rol speelt bij het verbeteren van de efficiëntie van de turbine.
Voor de verlichting en de vraaggestuurde lichtregeling werken we samen met Ewo, een bedrijf uit Bolzano in Italië. Voor de windtechnologie werken we met Icewind uit IJsland, een startup die zich richt op kleinschalige windturbines. Zij verzorgen ook alle duurzaamheidstests in het IJslandse klimaat, waar wind en weer de perfecte omstandigheden bieden voor betrouwbaarheidstests.
Het omvormen van onze steden, ze klimaatneutraler en minder schadelijk maken, is essentieel.
Naast materialen is ook samenwerking belangrijk. Zijn stadsplanners en gemeenten jullie belangrijkste partners?
Zeker. Deze sector is anders dan veel andere ontwerpvelden, omdat het altijd om de publieke ruimte gaat. Particulieren kopen geen straatlantaarn. Het zijn steden, gemeenten of stedenbouwkundige bureaus die dat soort beslissingen nemen namens een stad of overheid. Onze belangrijkste doelgroep zijn dus beleidsmakers en stadsbesturen.
De meeste mensen die in dit veld werken begrijpen al hoe belangrijk het is om nieuwe oplossingen te implementeren. Geld is niet altijd het probleem — er zijn vaak flinke budgetten of subsidieregelingen beschikbaar voor stedelijke innovatie. De uitdaging ligt eerder in bewustwording: mensen laten zien wat er mogelijk is en ze informeren over de negatieve effecten van de huidige systemen.
Het zou geweldig zijn om in contact te komen met zoveel mogelijk mensen die betrokken zijn bij stadsplanning en infrastructuur en die mee willen denken over de manier waarop we onze steden verlichten.
Jullie richten je op mensen die werken in stadsontwikkeling en infrastructuur. Wat is PAPILIO’s businessmodel?
We hebben verschillende scenario’s doorgerekend. Het grootste voordeel is dat je geen ondergrondse elektriciteitsinfrastructuur nodig hebt. Op locaties waar nog geen elektriciteitsnet ligt — bijvoorbeeld natuurgebieden, parken of afgelegen wegen — kan het al goedkoper zijn, of op zijn minst even duur, als traditionele straatverlichting.
Kleinschalige windenergie is nog relatief nieuw - vooral vergeleken met zonne-energie, waar de prijzen de afgelopen jaren enorm zijn gedaald. We produceren PAPILIO nu nog in kleine aantallen, wat de kosten hoger maakt. Maar we hopen dat dit een serieproduct wordt en dan kan de prijs aanzienlijk dalen.
Op dit moment is de lamp nog iets duurder dan een standaardmodel. Maar als je als stad serieus werk wilt maken van een transformatie naar duurzaamheid, dan is het de investering absoluut waard. Je krijgt er immers een veelvoud aan voordelen voor terug.
Welke boodschap wil je aan onze lezers meegeven?
We moeten dringend iets doen aan lichtvervuiling en het verlies aan biodiversiteit dat daarmee gepaard gaat. Hiertoe moeten steden zelf energie opwekken door middel van lokaal ingebedde en gedecentraliseerde systemen en producten die zowel energie verbruiken als produceren, en op grote schaal over de stedelijke ruimte verspreid zijn.
PAPILIO is zo'n voorbeeld: het gebruikt niet alleen energie maar wekt deze ook op, uit een hernieuwbare bron met een groeiend potentieel - wind. Want hoe hoger we onze steden bouwen, hoe winderiger ze worden. Het omvormen van onze steden, ze klimaatneutraler en minder schadelijk maken, is essentieel voor het behouden van een leefbare toekomst.
Meer Interviews
Secrid Talent Podium - Suntex
Pauline van Dongen maakt een lichtgewicht en energieopwekkend textiel met zonnecellen voor bijvoorbeeld geveldoeken, festivaltenten of luifels
Secrid Talent Podium - Haptics of Cooking
Boey (Bo) Wang maakt 100% inclusieve producten voor het uitvoeren van alledaagse taken
Secrid Talent Podium - Meaningful Matter
Lotte Douwes maakt nieuwe hoogwaardige serviezen en interieurproducten van keramiekafval.
Studio Milou Voorwinden
Milou Voorwinden vernieuwt de bestaande mode- en textielindustrie door innovatieve 3D-weeftechnieken te ontwikkelen
Secrid Talent Podium — Omlab
Huub Looze en Margreet van Uffelen maken zij bijvoorbeeld taludtegels en vogelkasten, die na gebruik helpen de bodem en biodiversiteit te herstellen.
ForestGuard
ForestGuard is an advanced wildfire prevention system. This device detects forest fires within the first 15 minutes and helps communities worldwide to protect their valuable forests and natural resources. An integrated monitoring system can help to manage a fire before it starts or turns into a full-blown fire.