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PKW-Solardach für mehr Reichweite

Eine Neuentwicklung in Sachen Elektromobilität ist ein PKW-Solardach. Vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt, soll dieses Solardach in erster Linie für mehr Reichweite der Fahrzeuge sorgen. Vorgestellt wird die neue Entwicklung, die sich übrigens farblich anpassen lässt, auf der diesjährigen IAA.

Die Farbanpassung des Solardaches passiert durch eine Beschichtung der Solarzellen in der ausgesuchten Farbe. Die Solarzellen selbst sind in einem vorgeformten Solardach untergebracht und damit quasi unsichtbar. Die Nennleistung beträgt in etwa 210 W/m². Anders ausgedrückt, ist das Solardach in der Lage, wenn die Sonne scheint, Strom für ungefähr 10 km Fahrtstrecke bei einem E-Auto der Mittelklasse zu liefern. Das wiederum bedeutet eine Fahrzeugreichweitenverlängerung von ca. 10 Prozent über ein Jahr gerechnet. Diese Berechnung basiert auf: 1. der unverschatteten Sonneneinstrahlung in Freiburg im Breisgau, 2. einem Verbrauch des Elektroautos von 17 kWh auf 100 km und 3. einer jährlichen Fahrleistung von 15 000 km.

Das Dach produziert Strom, um die Reichweite zu verlängern. Außerdem können mit dem Strom auch andere Verbraucher wie Heizung oder Klimaanlage gespeist werden, wodurch diese die Reichweite dann weniger einschränken. Das Fraunhofer ISE sieht in der Technologie eine Zukunft und tüftelt auch schon an der Nutzung anderer Fahrzeugflächen für eine weitere Reichweitenverlängerung.

Um die PV-Zellen erfolgreich in das Solardach integrieren zu können, wurde die so genannte Schindelverschaltung genutzt. Bei diesem Aufbau werden die monokristallinen Siliciumsolarzellen überlappend angeordnet und in einem Klebeverfahren mit einem leitfähigen Kleber verschaltet. Auf diese Weise werden ungenutzte Zwischenräume vermieden und die gesamte Fläche wird zur Stromerzeugung genutzt. Auch optisch gibt es keine Nachteile, es ergibt sich ein homogenes Gesamtbild. Weitere Pluspunkte des Projektes sind geringere Widerstandsverluste, der Wegfall der Verschattung durch aufliegende Zellverbinder und eine hohe Verschattungstoleranz. Das wiederum bedeutet im Ergebnis eine um bis zu zwei Prozent höhere Moduleffizienz im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen.

Außerdem liegt die Modulspannung, bedingt durch die Schindelverschaltung, höher als bei einem konventionellen Modul. Das hat den Vorteil, dass sich die Spannung leichter auf die Batteriespannung transformieren lässt. Das ISE sagt außerdem, dass thermische und mechanische Belastungen auf den Straßen kein Problem für das Solardach sind, die geklebten Schindeln können das gut kompensieren.

Der Clou der neuen Entwicklung aber ist die individuelle Farbbeschichtung. Das Solardach wird damit so gut wie unsichtbar. Die spezielle Farbbeschichtung bringt einen Effizienzverlust von ungefähr sieben Prozent mit sich. Inspiriert wurden die Forscher hierbei durch den Effekt des Morpho-Schmetterling. Durch spezielle Oberflächenstrukturen wird der Effekt erreicht, eine hohe Farbsättigung bei guter Blickwinkelstabilität zu haben. „Die Farbmöglichkeiten sind dabei nahezu unendlich“, sagt Martin Heinrich, Leiter PV for Mobility am Fraunhofer ISE.