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Strom vom Autodach

Um die Reichweite von Elektrofahrzeugen weiter zu verbessern, hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein PKW-Solardach mit hocheffizienten Solarzellen entwickelt. Ein Clou: Die Solarmodule können farblich angepasst werden. Das ISE stellt die Entwicklung erstmals auf der diesjährigen IAA vor.

Bei der Neuentwicklung des ISE werden die Solarzellen unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert. Verwendet wird dabei die Schindelverschaltung. Außerdem können die Solarzellen farblich individuell angepasst werden. Bild: Fraunhofer ISE

 

Das Dach lässt sich in beliebigen Farben individuell beschichten, wobei die Solarzellen unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert sind. Mit einer Nennleistung von etwa 210 W/m² kann das Dach an einem sonnigen Tag Strom für etwa 10 km Fahrtstrecke bei einem E-Auto der Mittelklasse liefern. Über ein Jahr gerechnet kann die Fahrzeugreichweite laut ISE um etwa 10 % verlängert werden.
Die Berechnung basiert auf der unverschatteten Sonneneinstrahlung in Freiburg im Breisgau, einem Verbrauch des Elektroautos von 17 kWh auf 100 km und einer jährlichen Fahrleistung von 15 000 km. Auch für Verbraucher, die sonst die Reichweite eines Elektrofahrzeuges einschränken könnten (z.B. Klimaanlage, Heizung) kann der Solarstrom genutzt werden. Forschungspotenzial sieht das Fraunhofer ISE bei der Integration von Photovoltaik in zusätzliche Fahrzeugflächen für eine weitere Reichweitenverlängerung.

Schindelverschaltung
Für die Integration der Photovoltaik in das Solardach setzen die Freiburger Forscher auf die Schindelverschaltung: Die monokristallinen Siliciumsolarzellen werden dabei überlappend angeordnet und in einem Klebeverfahren mit einem leitfähigen Kleber verschaltet. So entstehen keine inaktiven Flächen durch Zell-Zwischenräume. Die Modulfläche lässt sich maximal für die Stromerzeugung nutzen und bietet ein homogenes, ästhetisches Gesamtbild. Weiterhin sorgen geringere Widerstandsverluste und der Wegfall der Verschattung durch aufliegende Zellverbinder sowie eine besonders hohe Verschattungstoleranz für eine um bis zu zwei Prozent höhere Moduleffizienz im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen.
Durch die Schindelverschaltung liegt die Modulspannung höher als bei einem konventionellen Modul, wodurch sich die Spannung leichter auf die Batteriespannung transformieren lässt. Auch die großen thermischen und mechanischen Belastungen auf Verkehrswegen können die geklebten Schindelzellen laut ISE gut kompensieren.

Schmetterling zum Vorbild
Eine weitere Besonderheit des Solardaches: Die Solarzellen sind komplett durch eine individuelle Farbbeschichtung verborgen und somit unsichtbar. Der Effizienzverlust durch die Glasbeschichtung beträgt nur 7 % relativ. Der vom Morpho-Schmetterling inspirierte Effekt wird durch spezielle Oberflächenstrukturen erreicht, die eine hohe Farbsättigung bei guter Blickwinkelstabilität ermöglichen. „Die Farbmöglichkeiten sind dabei nahezu unendlich“, sagt Martin Heinrich, Leiter PV for Mobility am Fraunhofer ISE.

 


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