Solartechnik am Elektroauto verbindet Mobilität mit Energieerzeugung. Zellen in Dach, Frontbereich oder Karosserie liefern bei direkter Besonnung Strom für den Fahrbetrieb oder die Batterie. Damit lassen sich Standzeiten im Freien produktiv nutzen und externe Ladevorgänge teilweise vermeiden. Wissenschaftliche Untersuchungen beziffern zusätzliche Reichweite und mögliche Anteile am Energiebedarf, machen deren Höhe jedoch von günstigen Bedingungen abhängig. Die Industrie erprobt Konstruktionsansätze, um Ertrag, Haltbarkeit, Gewicht, Design und Kosten in Einklang zu bringen.
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Fahrzeugintegrierte Module erzeugen Energie während Fahrt und Standzeit draußen
Die Potenzialanalyse des Fraunhofer ISE ordnet Solarstrom vom Fahrzeug als Reichweitenreserve für geeignete Wetter- und Standortbedingungen ein. Elektroautos mit integrierten Zellen können im Sommer in Süddeutschland und Österreich bis zu 15 Kilometer weiterfahren. Für Norddeutschland nennt das Institut maximal zehn Kilometer. Die Energie entsteht auf der Straße ebenso wie während längerer Standzeiten unter freiem Himmel. Eine verlässliche Zusatzreichweite ist nur bei ungehinderter Sonneneinstrahlung auf ausreichend große Modulflächen grundsätzlich zu erwarten.
Große Fahrzeugflächen steigern den möglichen jährlichen Solarstromanteil erheblich deutlich
SolarMoves verdeutlicht mit seinen Modellrechnungen die Abhängigkeit fahrzeugintegrierter Photovoltaik von Klima und Nutzung. Die Studie nennt für Mitteleuropa einen möglichen Höchstanteil von 55 Prozent am jährlichen Strombedarf. In sehr sonnigen Gebieten Südeuropas kann dieser Anteil theoretisch auf 80 Prozent steigen. Eine Übertragung auf jedes Fahrzeug ist nicht zulässig, weil die Resultate große Solarflächen, niedrige Fahrleistungen, passende Standorte und überdurchschnittlich günstige Einstrahlungsbedingungen voraussetzen. Dies betrifft lediglich besonders günstige, seltene Einzelfälle in Europa.
Effizienz und Solartechnik prägen neue Konzepte der Automobilindustrie zunehmend
Die vorgestellten Entwicklungen reichen von fest eingebauten Modulen bis zu photovoltaisch wirksamen Oberflächen. Bei Volkswagen trägt die Studie Mission Efficiency Solarzellen auf dem Dach und in der Heckscheibe. BMW verwendet beim Luminetta ebenfalls Sonnenenergie, verbindet diese jedoch mit konsequenter Leichtbauweise und geringem Stromverbrauch. Mercedes-Benz arbeitet an einem Solarlack, der als hauchdünne Schicht auf Karosserieflächen aufgebracht werden kann. Damit könnten bisher ungenutzte Flächen eines Fahrzeugs zur Stromgewinnung beitragen und Zusatzverbraucher versorgen.
Tagsüber Parker Autos gewinnen Energie und kühlen Innenräume vor
Für Fahrzeuge, die tagsüber auf offenen Stellplätzen stehen, stellt die integrierte Photovoltaik eine sinnvolle Ergänzung der Energieversorgung dar. Sie nutzt die Zeit zwischen zwei Fahrten zur lokalen Stromproduktion und kann damit einen Teil der Nebenlasten decken. Neben dem Laden der Batterie kommt insbesondere die Vorkühlung des Fahrzeuginnenraums infrage. Bei Nutzfahrzeugen mit breiten, ebenen Dachflächen wächst das technische Potenzial deutlich, weil Kühlanlagen, Pumpen, Steuerungen und andere elektrische Systeme versorgt werden können.
Wirtschaftliche Hürden bremsen den Serieneinsatz solarer Fahrzeugtechnik weiterhin erheblich
Ob ein Solarauto nennenswerten Zusatzstrom gewinnt, entscheidet vor allem die tatsächliche Parksituation. Unter freiem Himmel im Sommer sind die Voraussetzungen günstig, doch nachts bleibt die Erzeugung bei null. Im Winter reduzieren Wetter, Tagesdauer und Sonnenwinkel die verfügbare Leistung erheblich. Verschattete Straßen, Tiefgaragen und nahe Gebäude verschlechtern die Bilanz zusätzlich. Gleichzeitig darf die Integration weder Gewicht noch Haltbarkeit oder Fahrzeugdesign beeinträchtigen. Der Lightyear 0 blieb wegen wirtschaftlicher Probleme ein Ausnahmeprojekt ohne Serienerfolg.
Hohe Sonneneinstrahlung verbessert Nutzen integrierter Solarzellen für Elektroautos deutlich
Mit eigener Solarstromproduktion können Elektroautos den Bezug von Energie aus dem öffentlichen Netz teilweise vermeiden. Das entlastet nicht zwingend jederzeit, kann aber bei hoher Sonneneinstrahlung und vielen abgestellten Fahrzeugen die Nachfrage an Ladepunkten senken. Besonders in verdichteten Siedlungsräumen könnte dies den Betrieb bestehender Infrastruktur erleichtern. Der Fahrer profitiert durch nicht gekauften Ladestrom. Die tatsächliche Rentabilität ergibt sich aus dem Verhältnis von Aufpreis, Stromertrag, Nutzungsmuster, lokalen Lichtverhältnissen, Wartungskosten und Modullebensdauer insgesamt.
Die solare Ergänzung des Antriebs kann die Reichweite eines Elektroautos nicht grundlegend verändern, verbessert aber die Bilanz bei kurzen täglichen Fahrten. Während das Fahrzeug im Freien abgestellt ist, fließt erzeugter Strom in die Batterie oder versorgt ausgewählte Funktionen. Hersteller stehen vor der Aufgabe, effiziente Zellen unauffällig, stoßfest und kostengünstig in Dächer, Hauben oder andere Karosserieteile einzubauen. Erst bei ausreichender Sonneneinstrahlung und attraktiven Preisen kann sich das Konzept im Massenmarkt durchsetzen.
