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Solardach für E-Autos

Das Fraunhofer-Institut entwickelt ein farbiges PKW-Dach mit integrierten Solarzellen.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat ein PKW-Solardach mit hocheffizienten Solarzellen entwickelt. Das Dach kann in beliebigen Farben beschichtet werden. Die Solarzellen sind unsichtbar in das vorgeformte Dach integriert und liefern Strom für bis zu zehn Kilometer Fahrtstrecke (für ein E-Auto der Mittelklasse). Über ein Jahr gerechnet kann so die Reichweite für ein Elektrofahrzeug um etwa 10 Prozent gesteigert werden.

Mehr Solardächer für mehr Reichweite

Die umweltschonende Produktion von Energie ist eine der drängendsten Fragen für eine CO2-freie Zukunft. Vor allem der Verkehrssektor hinkt dieser Aufgabe noch weit hinterher. Und so lange der Strom für E-Fahrzeuge aus fossilen Energieträgern gewonnen wird, ist auch die Umweltbilanz der Elektromobilität alles andere als sauber.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme hat nun ein Solardach präsentiert, das zusätzlichen Strom für Elektrofahrzeuge liefert und so die Reichweite steigert. Für Dr. Andreas Bett, Institutsleiter des Fraunhofer ISE, ein Schritt in die richtige Richtung: »Um eine CO2-freie Energieversorgung in allen Sektoren zu realisieren, müssen wir den Ausbau der Photovoltaik massiv vorantreiben, auch jenseits von Hausdächern und Freiflächen.“

Dach lässt sich in verschiedenen Farben beschichten

Das Besondere an den Solarmodulen: Das Dach lässt sich in beliebigen Farben individuell beschichten, wobei die Solarzellen unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert sind. Das Solardach kann also jederzeit an die Fahrzeugoptik angeglichen werden.

Für die Integration der Photovoltaik in das Auto-Solardach setzen die Freiburger Forscher auf eine Schindelverschaltung. Dabei werden die monokristallinen Siliciumsolarzellen überlappend angeordnet und in einem Klebeverfahren mit einem leitfähigen Kleber verschaltet. Auf diese Weise entstehen keine inaktiven Flächen durch Zell-Zwischenräume und die Modulfläche lässt sich maximal für die Stromerzeugung nutzen.

Nach Angaben der Forscher beträgt der Effizienzverlust durch die Morpho-Color® -Glasbeschichtung nur sieben Prozent relativ. »Die Farbmöglichkeiten sind dabei nahezu unendlich«, so Dr. Martin Heinrich, Leiter PV for Mobility am Fraunhofer ISE.

Zehn Kilometer mehr Strecke

Die Solarzellen des PV-Autodaches bringen eine Leistung von ca. 210 W/m². An einem sonnigen Sommertag bedeutet das nachhaltigen Strom für rund 10 Kilometer mehr Autostrecke. Nach ISE-Angaben entspricht dies einer jährlichen Verlängerung der Reichweite um etwa 10 Prozent oder einer gleichwertigen Verbrauchsreduzierung. Die Berechnung wurde vom Fraunhofer ISE durchgeführt und basiert auf der schattenlosen Sonneneinstrahlung in Freiburg im Breisgau, einem Verbrauch des Elektroautos von 17 kWh auf 100 km und einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 km.

Welches Potenzial in den Solardächern tatsächlich steckt, hat das Fraunhofer ISE zusammen mit mehreren Speditionen bereits 2016/2017 in einer Messkampagne erforscht. Dabei wurden sechs LKW mit Einstrahlungs- und Temperatursensoren sowie GPS ausgestattet und ihre Routen im Osten der USA sowie in Mittel- und Südeuropa aufgezeichnet. Das Ergebnis: Für Europa wurden 5000-7000 Kilowattstunden jährliches Stromerzeugungspotenzial pro LKW-Dach ermittelt. Das entspricht einer Fahrleistung von immerhin 5000-7000 Kilometern!

Im geplanten Citizen Science-Projekt »PV2Go« wollen die Forscher nun mit Unterstützung interessierter PKW-Besitzer das Einstrahlungspotenzial für PKW ermitteln. Weiteres Potenzial für noch mehr Stromerzeugung sieht das Entwicklungsteam zudem bei der Integration von Photovoltaik in zusätzliche Fahrzeugflächen.

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