Auf Fahrzeugen montierte Photovoltaik kann freie Außenflächen zur Stromerzeugung nutzen und damit die Abhängigkeit vom öffentlichen Laden teilweise reduzieren. Die erzeugte Energie steht während sonniger Fahrt- und Parkzeiten zur Verfügung und eignet sich besonders für den zusätzlichen Bedarf auf kurzen Strecken. Studien von Fraunhofer ISE und SolarMoves beschreiben hohe Potenziale, jedoch nur bei passender Sonneneinstrahlung, ausreichender Modulfläche und geeignetem Fahrprofil. Hersteller untersuchen deshalb verschiedene Bauformen und Integrationsmethoden für künftige Elektroautos.
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Solarstrom erhöht Reichweite vor allem an sonnigen Sommertagen deutlich
Messungen und Modellrechnungen des Fraunhofer ISE zeigen, dass Solarzellen am Elektroauto den Energiebedarf teilweise direkt am Fahrzeug decken können. Bei günstiger sommerlicher Einstrahlung sind in Süddeutschland und Österreich täglich bis zu 15 zusätzliche Fahrkilometer denkbar. In Norddeutschland reduziert sich der angegebene Wert auf maximal zehn Kilometer. Die Module arbeiten im Fahrer und im geparkten Zustand. Ihre Leistung sinkt jedoch bei Bewölkung, Verschattung, ungünstiger Parkposition oder fehlender direkter Sonnenstrahlung teils deutlich.
Modellrechnung zeigt hohe Solarerträge außerhalb durchschnittlicher Alltagsbedingungen in Europa
Das Projekt SolarMoves betrachtet keine typischen Durchschnittsnutzer, sondern technisch günstige Szenarien für solar unterstützte Elektrofahrzeuge. In Mitteleuropa kann der Solarstromanteil unter diesen Voraussetzungen maximal 55 Prozent des Jahresbedarfs erreichen. Für Regionen mit deutlich höherer Sonneneinstrahlung im Süden Europas nennen die Modelle bis zu 80 Prozent. Voraussetzung dafür sind eine geringe Fahrleistung, große belegbare Fahrzeugflächen und regelmäßige direkte Sonne. Bei Schatten, langen Strecken oder kleiner Modulfläche fällt der Anteil niedriger aus.
Mercedes-Benz untersucht dünnen Solarlack als Energiequelle auf Fahrzeugkarosserien künftig
Fahrzeugintegrierte Photovoltaik wird von mehreren Marken mit unterschiedlichen technischen Mitteln erprobt. Volkswagen wählte für Mission Efficiency Solarzellen im Dach sowie in der Heckscheibe, um geeignete Glas- und Karosserieflächen zu nutzen. BMW stellte beim Luminetta die Effizienz des gesamten Fahrzeugs in den Mittelpunkt und koppelte sie an Solarstrom. Mercedes-Benz entwickelt eine besonders dünne photovoltaische Beschichtung für die Außenhaut. Dieser Solarlack könnte auf unterschiedlichen Karosserieteilen Energie erzeugen und die konventionelle Lademöglichkeit ergänzen.
Solarstrom unterstützt Klimaanlagen und Verbraucher auf großen Nutzfahrzeugdächern direkt
Solarzellen auf der Fahrzeugoberfläche sind für Nutzer mit regelmäßigen Außenparkzeiten besonders vorteilhaft. Während das Auto abgestellt ist, kann es Energie sammeln, statt ausschließlich Strom aus dem Netz oder einer Ladesäule zu beziehen. Diese Energie lässt sich unter anderem für die Vorkonditionierung des Fahrgastraums verwenden. Der Innenraum wird bereits vor Abfahrt gekühlt, was den Fahrkomfort steigert. Fahrzeuge des gewerblichen Verkehrs haben oft große Dächer für Kühlaggregate und elektrische Einrichtungen an Bord.
Effiziente, robuste Solarzellen bleiben für Autos technisch anspruchsvoll integrierbar
Solarmodule auf Autos liefern nur unter geeigneten Bedingungen verwertbare Energie. Ohne Tageslicht, insbesondere während der Nacht, ist keine Stromproduktion möglich. In der dunklen Jahreszeit mindern kurze Besonnungszeiten und ein niedriger Sonnenstand die Reichweitenreserve. Hinzu kommen lokale Hindernisse: Tiefgaragen, dichtes Blattwerk und hohe Bebauung verhindern oft direkte Einstrahlung. Die Technik verlangt außerdem robuste und leichte Komponenten mit guter Umwandlungseffizienz. Lightyear zeigte am Modell 0, dass Markterfolg an finanziellen Problemen scheitern kann.
Wirtschaftlichkeit fahrzeugintegrierter Solarzellen hängt von Nutzung und Kosten ab
Die solare Eigenversorgung von Elektroautos verschiebt einen Teil des Energiebezugs vom Stromnetz auf die Fahrzeugoberfläche. Dadurch müssen Fahrer je nach Wetter, Stellplatz und Fahrprofil weniger Energie an Wallboxen oder öffentlichen Ladesäulen laden. In Gebieten mit vielen Elektrofahrzeugen kann dies die gleichzeitig benötigte Ladeleistung reduzieren. Die Kostenbilanz bleibt allerdings individuell: Neben dem Kaufpreis sind die realen Erträge, die verfügbare Fläche, die Degradation der Zellen, mögliche Schäden und die gesamte Nutzungsdauer entscheidend.
Der Nutzen fahrzeugintegrierter Photovoltaik entsteht vor allem dann, wenn ein Elektroauto tagsüber regelmäßig außerhalb von Garagen steht. Sonnenlicht lädt den Akku unmittelbar nach und kann dadurch die Häufigkeit externer Ladevorgänge reduzieren. Das spart im Fall Kosten und mindert Spitzenlasten an öffentlichen Ladepunkten. Bei bedecktem Himmel, im Winter oder unter Bäumen fällt der Ertrag dagegen geringer aus. Die Technik eignet sich somit nicht für jede Nutzung, erhöht aber Energieautonomie im Alltag.
