Solarautos galten lange als naive Spielerei – mit zu wenig Leistung und zu viel Wunschdenken. Der Deep Orange 17 der Clemson University zeigt jetzt, dass sich das ändern könnte: mit über 1.700 Solarzellen, 550 Kilo Gewicht und bis zu 70 Kilometern Reichweite pro Tag allein durch Sonnenstrom. Das reicht locker für den deutschen Durchschnittspendler. Was das für die Entwicklung von Solarautos bedeutet. Eine kommentierende Analyse.
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Was der Deep Orange 17 anders macht als bisherige Solarautos
- Solarautos wandeln Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Die Zellen sind beispielsweise auf dem Autodach oder der Motorhaube verbaut. Der gewonnene Strom kann beim Fahren direkt an den E-Motor weitergeleitet oder beim Parken in der Batterie gespeichert werden. Bislang haben sich viele Hersteller an Solarautos versucht – und sind gescheitert. Aktuell versuchen es unter anderem Nissan und Aptera. Größte Herausforderung: Solarzellen haben einen begrenzten Wirkungsgrad. Nur rund 20 Prozent der eintreffenden Sonnenenergie können in Strom umgewandelt werden.
- Die US-amerikanische Clemson University hat mit dem Deep Orange 17 nun einen Prototyp vorgestellt, dessen Karosserie fast komplett aus Solarmodulen besteht. Er soll im Alltag mehr Solarstrom erzeugen, als er zum Fahren braucht. Dazu wurden über 1.700 Solarzellen montiert, die pro Tag Energie für bis zu 70 Kilometer Reichweite liefern. Denn: Das Solarauto soll nach 20 gefahrenen Kilometern genügend überschüssige Energie erzeugt haben, um 50 weitere Kilometer zu fahren. Wetter und Parkplatz entscheiden aber mit. Der Deep Orange 17 wiegt gerade einmal 550 Kilogramm. Hinter dem Projekt stecken Masterstudierende der Clemson University, die das Fahrzeug gemeinsam mit Ingenieuren von BMW entwickelt haben. Bei dem Solarauto handelt es sich um ein reines Forschungsfahrzeug.
- Laut Allianz Direct legen Pendler in Deutschland im Schnitt rund 18 Kilometer pro Tag zurück. Mit dem Deep Orange 17 wäre das problemlos möglich. Aber auch Solarzellen auf klassischen E-Autos könnten einen Teil der täglichen Reichweite leisten und obendrein die Stromnetze entlasten, indem Fahrzeuge weniger an Ladesäulen hängen. Zu diesem Ergebnis kommt auch ein Forschungskonsortium, an dem unter anderem das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beteiligt ist. Vor allem auf E-Lkw und Anhängern sei der Einsatz von Solarmodulen aufgrund der großen Dachflächen äußerst effizient.
Alltagstauglich? Was die Zahlen wirklich bedeuten
Forschungsprojekte wie der Deep Orange 17 sind leider nicht alltagstauglich. Doch sie offenbaren das Potenzial von Solarzellen auf Elektroautos. Nicht nur, um die Reichweite zu steigern, die bei vielen Stromern mittlerweile oftmals ohnehin schon den meisten Ansprüchen genügt, sondern auch, um die Stromnetze zu entlasten.
Wie viel Strom vom Auto- oder Lkw-Dach kommt, hängt aber von Jahreszeit, Wetter und Parkplatz ab. Ein Stromer mit Solarzellen, der den ganzen Tag bei praller Sonne unter freiem Himmel steht, gewinnt natürlich viel mehr Energie als bei trübem Wetter im Herbst.
Die Zahlen des Deep Orange 17 sind deshalb etwas mit Vorsicht zu genießen. Doch sie offenbaren auch die enormen Fortschritte in der Solarbranche. Zellen werden etwa nicht nur immer effizienter, sondern mitunter auch leichter und biegsamer. Will heißen: Der Einsatz von Solarzellen auf Fahrzeugen wird attraktiver.
Das „Tanken“ von Sonnenenergie kostet zwar nichts und erhöht die Unabhängigkeit von Strompreisen, doch der Nutzen ist von zahlreichen Faktoren abhängig. Darunter: Kosten, Wetter, Gewicht und zusätzliche Elektronik. Oder kurzum: Die Solarenergie allein reicht für den Betrieb eines Elektroautos nicht aus. Und dennoch gewinnt sie im Fahrzeugbereich zunehmend an Bedeutung.
Stimmen
- Stephan Augustin, Projektleiter für Forschung und neue Technologien bei BMW, in einem Statement zum Deep Orange 17: „Das ist ein Projekt, das wir schon seit Jahren umsetzen wollten. Es ist daher unglaublich befriedigend zu sehen, wie diese Gruppe von Studenten in den letzten zwei Jahren zusammengearbeitet, so viele technische Herausforderungen und Einschränkungen gemeistert und ein energiepositives Fahrzeug zum Leben erweckt hat.“
- Der sogenannte Autopapst Ferdinand Dudenhöffer bescheinigte Solarautos sowie den ambitionierten Plänen vieler Hersteller bereits 2019 keine rosige Zukunft: „Die Sonnenenergie, die für einen alltagstauglichen Betrieb eines Elektroautos notwendig ist, finden Sie allenfalls in der Sahara. (…) Die Solarpanels führen vielleicht dazu, dass man zehn Minuten weniger an der Ladestation warten muss. Aber ob ein solches Auto in Serie geht, bleibt höchst fraglich. (…) Den Traum des Perpetuum mobile hat die Menschheit schon lange. Aber nach meiner Einschätzung wird die Reichweite zu gering sein.“
- Ein Forschungskonsortium plädiert für den Einsatz von Solarmodulen auf E-Fahrzeugen, um die Netzbelastung zu senken. Christian Braun, Projektmitarbeiter und Wissenschaftler am Fraunhofer ISE, in einem Statement: „Die Studie analysierte Daten von 23 unterschiedlichen Fahrzeugtypen – von Stadtautos bis hin zu Lastkraftwagen – und kombinierte detaillierte Fahrzeug- und Fahrprofile mit Meteosat-Satellitendaten, sowie meteorologischen Daten aus Amsterdam und Madrid.“ Ergebnis: „Elektrifizierung allein reicht nicht aus. Wir brauchen Innovationen, die den Energiebedarf strukturell senken. Vehicle Integrated Photovoltaics leistet genau hier einen Beitrag“, so Lenneke Slooff-Hoek, Projektmanagerin des Projekts SolarMoves.
Wann profitieren normale E-Autos von Solarzellen?
Bisher hat sich kaum einer der großen Autohersteller an Solarautos gewagt. Der Grund: Die Technologie ist noch nicht weit genug, um für potenzielle Kunden attraktiv zu sein. Für E-Autofahrer bleibt das rein solarbetriebene Pendeln deshalb vorerst Zukunftsmusik.
Forschungsprojekte wie der Deep Orange 17 zeigen aber Fortschritte in der Solartechnologie, die das perspektivisch ändern könnten – zumindest in Form von Fahrzeugen, die mit Solar als Ergänzung betrieben werden.
Der Nutzen von Zusatzreichweiten durch die Sonne ist vor dem Hintergrund steigender Reichweiten bei E-Autos durch fortschrittliche Batterien aber fraglich. Der größte Vorteil könnten Einsparungen durch kostenloses „Tanken“ sein. Das kann aber auch eine Solaranlage am Eigenheim leisten. Viel spannender erscheint hingegen ein Einsatz bei Nutzfahrzeugen wie Lkw.
Denn durch große Dachflächen lässt sich eine gewisse Effizienz garantieren. Für Hersteller könnten Solarzellen auf Fahrzeugen zudem dabei helfen, ihre CO₂-Flottenvorgaben einzuhalten. Indes könnte vor allem die Entlastung der Stromnetze ein spannender Punkt werden, der bislang oftmals untergeht – vorausgesetzt genügend (Nutz-)Fahrzeuge werden künftig mit Solarzellen ausgestattet.
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