Das rein mit Sonnenstrom betriebene Auto dürfte es so schnell nicht geben. Doch Forscher des Freiburger Fraunhofer-Instituts haben Wege gefunden, die Effizienz dieser Technologie zu erhöhen.
Die Idee, Elektroautos nicht nur mit Strom aus der Batterie zu betreiben, sondern auch die Sonnenenergie für den Antrieb zu nutzen, klingt bestechend. Bisher litten solche Lösungen aber an den hohen Kosten und dem niedrigen Wirkungrad. Forscher des Freiburger Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme (ISE) sind aber optimistisch, dass sich das ändert. „Wir wissen aus der Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern, dass sich das gerade sehr viele Player am Markt anschauen“, sagt Fraunhofer-Forscher André Schüler, der das Projekt auf der IAA München vorstellte.
Knapp 4000 Kilometer im Jahr soll ein Auto mit dem Strom aus den Solarzellen fahren können, die auf der Motorhaube und auf dem Dach angebracht werden. Durch eine neuartige Beschichtung, bei der Solarzellen direkt angebracht und nicht mehr in Laminat eingeschweißt werden, soll sich die Effizienz weiter erhöhen. Rund ein Viertel der auf der Fläche auftreffenden Sonnenenergie soll damit in Strom umgewandelt werden können.
Grundsätzlich eignet sich die Technologie nicht nur für Elektroautos, sondern auch für Verbrenner. Denn ein Auto – egal, ob mit Benzin, Diesel oder Strom angetrieben – hat einen erheblichen Eigenverbrauch, der angesichts der immer umfangreicheren Fahrassistenzsysteme eher noch steigt. Bisher lag der Fokus bei der Entwicklung darauf, mit solchen Technologien die Niedrigvoltbatterie aufzuladen. Inzwischen ist die Leistung der Systeme aber so gestiegen, dass man auch darangeht, den Strom beim E-Auto für den Antrieb einzusetzen. Der Grund ist die ungleich höhere Kapazität der Hochvoltbatterie: „Nach zwei Tagen ist eine Niedrigvoltbatterie voll“, so Schüler. Dann sei zusätzlich erzeugter Solarstrom nicht mehr nutzbar.
Je nach Technologie kostet das Solarsystem zwischen 100 und 3000 Euro. Die teurere Technologie ist dabei jene, die auf dem Dach angewendet wird – wo sie aber auch effektiver einsetzbar ist. Denn das Dach ist nicht nur größer, sondern auch weniger gewölbt als die Motorhaube. Dadurch können die Solarzellen besser auf die Sonne ausgerichtet werden. Allerdings sind auch hier gewaltige Kostensenkungen drin.
Fußgängerschutz ist ein wichtiger Aspekt
Zu den Herausforderungen bei der Industrialisierung gehört die Lösung eines Problems, auf die die Hersteller größten Wert legen: Durch die Beschichtung darf sich der Farbeindruck des Fahrzeugs nicht wesentlich verändern. Da sich die Solarzellen nicht überlackieren lassen, entwickelten die Forscher Verfahren, mit denen sich durch eine geschickte Lichtbrechung viele Farben simulieren lassen. Selbst für Glas- und Panoramadächer hat man inzwischen eine Lösung gefunden.
Für die Zulassung ist noch ein weiterer Aspekt entscheidend: der Fußgängerschutz. Wird ein Fußgänger angefahren, kann er mit dem Kopf auf die Motorhaube aufschlagen – die daher so konstruiert sein muss, dass die Kräfte, die dabei wirken, möglichst gering sind. Auch diese Vorgabe fließt in die Forschungsarbeit ein.
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Hinweis: In einer früheren Version des Beitrags hieß es mit Bezug auf das Fraunhofer-Institut, Mercedes plane den Einsatz der Technik. Bei dieser Aussage handelte es sich laut dem Institut aber um einen Verweis auf frühere Aussagen von Mercedes, die sich auf die Technologie allgemein und nicht auf das Fraunhofer-Projekt bezogen.