Solarzellen auf der Fahrzeugoberfläche können ein Elektroauto dezentral mit Strom versorgen, wenn es in direkter Sonne fährt oder parkt. Nach Berechnungen des Fraunhofer ISE sind an guten Sommertagen zusätzliche Kurzstrecken möglich; SolarMoves ermittelt unter idealen Annahmen hohe Jahresanteile. Die Ergebnisse gelten jedoch nicht uneingeschränkt für jedes Nutzungsprofil. Autohersteller entwickeln unterschiedliche Einbaukonzepte. Als zusätzliche Energiequelle kann Photovoltaik Ladepunkte entlasten und Ausgaben für Strom verringern. Entscheidend bleiben verfügbare Fläche, Wetter, Schatten und Kosten.
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Solarzellen ermöglichen zusätzliche Reichweite beim Fahren und Parken draußen
Nach Angaben des Fraunhofer ISE kann die in Karosserie oder Dach integrierte Solartechnik die tägliche Fahrleistung eines Elektroautos merklich erhöhen. An klaren Sommertagen ergeben sich in Süddeutschland sowie Österreich maximal etwa 15 zusätzliche Kilometer. In Norddeutschland liegt das Potenzial bei bis zu zehn Kilometern. Elektrische Energie wird nicht nur beim Fahren, sondern auch auf offenen Parkflächen gewonnen. Voraussetzung bleiben starke Sonneneinstrahlung, eine günstige Ausrichtung und möglichst geringe Verschattung der Module.
Solarstromanteil erreicht unter Idealbedingungen in Südeuropa 80 Prozent Jahresbedarf
SolarMoves beziffert das theoretische Potenzial von Solarzellen auf Fahrzeugen für unterschiedliche europäische Klimazonen. Unter sehr vorteilhaften Annahmen könnten integrierte Module in Mitteleuropa bis zu 55 Prozent des Stromverbrauchs eines Elektroautos decken. Für sonnige Teile Südeuropas weist die Modellierung einen Höchstwert von 80 Prozent aus. Entscheidend sind dabei kurze Fahrstrecken, großzügige und unverschattete Karosserieflächen sowie eine hohe Einstrahlung am jeweiligen Standort während vieler Monate des Jahres für den Betrieb verfügbar ist.
Volkswagen BMW und Mercedes entwickeln unterschiedliche Konzepte für Solarautos
Die Fahrzeughersteller prüfen verschiedene Formen der integrierten Photovoltaik. Volkswagen stellte mit Mission Efficiency ein besonders effizientes Elektrofahrzeug vor, dessen Dach und Heckscheibe Solarzellen enthalten. BMW demonstrierte am leichten Luminetta, wie niedriger Verbrauch und solare Stromproduktion zusammenwirken können. Mercedes-Benz erforscht dagegen eine Beschichtung, die photovoltaische Eigenschaften besitzen soll. Der Solarlack ließe sich sehr dünn auf die Außenhaut des Fahrzeugs auftragen und könnte zusätzliche Energie für elektrische Funktionen oder die Traktionsbatterie liefern.
Große Fahrzeugdächer liefern Solarstrom für Kühlung und elektrische Verbraucher
Wenn ein Fahrzeug über viele Stunden im Außenbereich parkt, können integrierte Solarzellen diese Zeit zur Stromerzeugung nutzen. Damit wird die verfügbare Karosseriefläche zu einer ergänzenden Energiequelle, ohne dass ein Ladepunkt belegt werden muss. Ein Teil des Ertrags kann für die Klimatisierung vor dem Fahrtantritt eingesetzt werden. Insbesondere Transporter, Omnibusse, Reisemobile und Lastkraftwagen verfügen über weitläufige Dächer, auf denen sich elektrische Verbraucher wie Kühlgeräte oder Zusatzsysteme im Alltag zuverlässig versorgen lassen.
Fahrzeugsolarzellen kämpfen mit Ertragsausfällen, hohen Kosten und technischer Integration
Der solare Zusatzantrieb eines Elektroautos erreicht seine Grenzen, sobald direkte Einstrahlung fehlt. Nach Sonnenuntergang bleibt die Energieausbeute vollständig aus, während Schnee, Bewölkung und geringe Einstrahlwinkel im Winter den Nutzen reduzieren. Stellplätze unterirdisch oder im Schatten liefern ebenfalls kaum Ertrag. Für die Serienfertigung sind deshalb dünne, langlebige und stoßfeste Solarmodule erforderlich. Lightyear verband diesen Ansatz beim Modell 0 mit Effizienz, konnte das Fahrzeug wegen finanzieller Schwierigkeiten aber nicht am Markt etablieren.
Eigener Solarstrom entlastet Ladepunkte und reduziert Kosten für Autofahrer
Die dezentrale Stromerzeugung auf Fahrzeugen kann den Leistungsbedarf an Ladesäulen verringern, weil ein Teil der elektrischen Energie direkt aus Sonnenlicht stammt. Dieser Effekt gewinnt in Wohnquartieren, Gewerbegebieten und Ballungsräumen an Bedeutung, wo viele Fahrzeuge gleichzeitig laden könnten. Für den Fahrer reduziert sich der kostenpflichtige Netzbezug. Eine verlässliche Wirtschaftlichkeitsbewertung erfordert dennoch die Betrachtung von Fahrzeugpreis, verfügbarer Modulfläche, regionalem Klima, Verschattung, täglicher Nutzung, Ladeverhalten, Wartungsaufwand und der erwarteten technischen Lebensdauer der Systeme.
Fahrzeugphotovoltaik kann Standzeiten auf offenen Parkplätzen in eine zusätzliche Energiequelle verwandeln. Die erzeugte Elektrizität unterstützt den Fahrbetrieb, kann Nebenverbraucher versorgen und senkt unter geeigneten Bedingungen die Abhängigkeit vom öffentlichen Ladenetz. Ihr Beitrag reicht allerdings nicht aus, um bei hohen Jahresfahrleistungen oder geringer Sonneneinstrahlung die reguläre Ladeversorgung zu ersetzen. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit sind Modulpreis, verfügbare Fläche, Ausrichtung, Verschattung, Fahrzeugverbrauch und die langfristige Haltbarkeit der integrierten Komponenten des Fahrzeugs im Alltag.
