Braucht man noch die Steckdose, wenn die Sonne scheint?

Elektroautos mit Solarzellen: Das musst Du wissen

Die Idee ist verlockend: Solarpanels aufs Dach und die Motorhaube packen – und schon fährt das Auto mit Sonnenenergie. Ganz so einfach verhält es sich nicht und Autohersteller schließen dieses Szenario nach Stand der Technik derzeit aus. Aber dennoch: Elektroautos und auch Hybridfahrzeugen kann Solartechnik zusätzliche Reichweite bescheren. Auch Verbrenner kann die Technik entlasten und den CO2-Ausstoß der Modelle senken.

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  • Veröffentlicht am 10/24/2019, 12:07 PM
Sucht man nach den Begriffen Elektroauto und Solarzelle, findet man das Modell Sion von Sono Motors.
Quelle: picture alliance / Daniel Bockwo Sucht man nach den Begriffen Elektroauto und Solarzelle, findet man im Internet bislang vor allem das Modell Sion von Sono Motors

Sucht man im Internet nach den Stichworten „Elektroauto“ und „Solarzellen“ wirft die Suchmaschine auf der ersten Seite fast ausschließlich Treffer aus, die ein einziges Auto betreffen: den Sion des Münchner Start-ups Sono Motors. Die Firma hat viel Presse bekommen, denn sie wagt etwas, wovor viele große Autohersteller noch zurückschrecken: ein Solarauto zu bauen. Motorhaube, Kotflügel, Seiten, Dach und Heck sind mit Solarzellen bestückt, so etwas gibt es sonst nicht.

Die Idee: das Auto effizienter machen und CO2 einsparen

Aber auch die Münchner backen nur kleine Brötchen – denn auch sie stoßen an die Grenzen der Elektrophysik: Mit bis zu 255 Kilometern gemessen nach WLTP-Norm gibt Sono Motors die Reichweite des Sion an. Davon können maximal und nur bei besten Bedingungen lediglich bis zu 34 Kilometer Reichweite täglich über die Solarzellen generiert werden. Rein rechnerisch wäre das für die meisten Alltagswege ausreichend. Der durchschnittliche Autofahrer ist selten mehr Kilometer am Tag unterwegs, doch dazu muss die Sonne ganz schön gut gelaunt sein.
Aber die grundsätzliche Idee steht: Wenn das Auto zum Produzenten regenerativer Energie wird, ist es nicht nur effizienter unterwegs. Es hilft auch, den CO2-Abdruck zu schmälern, den ein E-Auto beim Verbrauch noch hat, wenn die Batterie zum Beispiel Kohlestrom lädt. Wer nicht ausdrücklich an Ökostrom-Zapfsäulen lädt, zapft im deutschen Strommix immer auch aus fossilen Brennstoffen erzeugte Energie. 
Die großen Autohersteller haben die Idee schon vor Jahren aufgegriffen – wenn auch weniger konsequent als Sono Motors. 2009 gab es für den Hybrid-Pionier Toyota Prius erstmals als optionale Ausstattung ein Solardach zu bestellen. Es trieb den Lüfter der Klimaanlage an, um das Auto vor der Fahrt auf Wohlfühltemperatur zu bringen. So wurde die Batterie geschont, die sonst elektrische Verbraucher wie die Klimaanlage oder das Entertainment-System versorgt. Aktuell ist von Toyota der Prius Plug-in-Hybrid mit Solardach erhältlich – er kostet ab 39.600 Euro und damit gut 2.000 Euro mehr als die Basisversion.

Dach, Heck, Motorhaube, Kotflügel und sogar die Seiten des Sion sind mit Solarzellen ausgestattet.
Quelle: picture alliance / Daniel Bockwo Dach, Heck, Motorhaube, Kotflügel und sogar die Seiten des Sion sind mit Solarzellen ausgestattet

Solartechnik eignet sich vor allem zur Reichweitenverlängerung

Auch Ford stellte schon Solartechnik am Auto vor – 2014 in Form der Studie C-Max Solar Energi mit Fotovoltaik-Hybridtechnologie. Das Solardach könne an einem sonnenreichen Tag die 8-Kilowattstunden(kWh)-Batterie im Fahrzeug komplett aufladen. Doch gehört hat man seit der Vorstellung nichts mehr.
Eine Eintagsfliege war so gesehen auch die 2011er IAA-Studie Smart Forvision mit Sonnenkollektoren auf dem Dach. Diese sollten laut Hersteller Daimler ausreichend Energie spenden, um Multimediakomponenten und Klimaanlagen-Ventilatoren zu versorgen.
Zuletzt forschte auch Audi am Thema und entwickelte 2017 zusammen mit einem chinesischen Spezialisten für Solarzellen den Prototyp eines Solarglasdachs. Zu Testzwecken wurde es in ein Forschungsfahrzeug eingebaut. Das Ziel: grünen Strom ebenfalls ins Bordnetz einzuspeisen, um die Traktionsbatterie zu entlasten.
Beim Ingolstädter Hersteller ist von einem Wirkungsgrad von mehr als 25 Prozent die Rede. Das heißt: Über ein Viertel der in den Sonnenstrahlen enthaltenen Energie soll nutzbar gemacht werden. Damit könne, so Audi, mit einem ein Quadratmeter großen Solarglasdach während eines Tages mit gutem Wetter innerhalb von rund acht Stunden Solarstrom für immerhin bis zu 13 Kilometer Fahrt gewonnen werden.

Der Wirkungsgrad ist nicht optimal

Andere Experten gehen eher von einem Wirkungsgrad von 20 Prozent aus – Grundlage der Beispielrechnungen ist eine Solarzellenfläche von bis zu vier Quadratmetern. Diese Fläche passt maximal auf einen normalen Pkw. Bei praller Sonneneinstrahlung könnten innerhalb von fünf Stunden theoretisch bis zu vier Kilowattstunden (kWh) gespeichert werden – bei einem sparsamen Elektroauto reicht das immerhin für 20 bis 30 km Reichweite.
Bei Audi geht man davon aus, dass ein rein durch Solarenergie betriebenes E-Auto noch Zukunftsmusik ist – vor allem mit Blick auf die von Kundenseite gefragte Reichweite. Aber man sieht die Fotovoltaik als einen Baustein zur Reichweitenverlängerung. Außerdem sei sie ein Mittel, den Flottenverbrauch zu senken.
VW gibt mit der Studie I.D. Buzz Cargo einen Ausblick, wie Fotovoltaik im Konzern eingesetzt werden könnte. Das elektrifizierte Nutzfahrzeug erreicht nach WLTP-Norm bis zu 550 Kilometer Reichweite – ein Solardach hilft dabei.

Die 2011er IAA-Studie Smart Forvision. Das Auto hat Sonnenkollektoren auf dem Dach.
Quelle: picture alliance / dpa In den vergangenen Jahren haben verschiedene Hersteller am Elektroauto mit Solarzellen getüftelt. Ein Beispiel ist die 2011er IAA-Studie Smart Forvision. Das Auto hat Sonnenkollektoren auf dem Dach

Kia und Hyundai kommen mit neuer Solartechnik – für E-Autos, Hybride und Verbrenner

Bei Hyundai und Kia ist man schon weiter: Noch 2019 sollen verschiedene Modelle der südkoreanischen Marken mit Solartechnik ausgestattet werden. Bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb soll die Technik dafür sorgen, dass deren im Vergleich zu reinen Elektroautos kleinere Batterien täglich zu 30 bis 60 Prozent mit Solarstrom aufgeladen werden. Aber auch reine Elektroautos sollen Solardächer und -hauben bekommen. Unter idealen Bedingungen könnte ein 100-Watt-Solarpanel 100 Wattstunden generieren.
Selbst Autos mit Verbrenner sollen bei Kia und Hyundai bald Sonnenlicht ernten. Geplant sind spezielle Panorama-Glasdächer mit integrierter Solartechnik. Der gewonnene Strom soll ebenfalls helfen, CO2 einzusparen.
Bevor es so weit ist und die Pläne in München nicht noch einmal umgeworfen werden, wird der Sion von Sono Motors aber als erstes Fahrzeug zu den Kunden kommen. Mit einem Preis von mutmaßlichen 25.500 Euro ist der recht geräumige Van immer noch günstiger als viele elektrische Klein- oder Kompaktwagen. Nur die Reichweite könnte Kunden abschrecken.



Solartechnik für die Fertigung und das smarte Zuhause

Auch in der Fertigung setzen Autohersteller Fotovoltaik ein. So wollen sie den CO2-Ausstoß reduzieren. Ein paar Beispiele: Toyota setzt in seinem Werk im französischen Valenciennes auf Solartechnik, Daimler auf dem Dach des Presswerks in Kuppenheim, Audi bessert seine Energiebilanz im Werk Brüssel mittels Sonnenenergie auf.
Teilweise kommt die Technik auch in solarbetriebenen Elektrotankstellen zum Einsatz. Das Elektroauto kann auch als Heimspeicher für Sonnenstrom von der Fotovoltaikanlage auf dem heimischen Hausdach genutzt werden. Eine solche Lösung bewirbt Tesla, das für seine Autos selbst keine Solartechnik anbietet. In Kombination mit einem Powerwall-Stromspeicher könne das „Solar Roof“ dabei helfen, das Eigenheim autark mit Strom zu versorgen.

Fünf Tipps, um die Reichweite von Elektroautos zu erhöhen

Solarzellen am Auto sind eine Möglichkeit, die Reichweite von E-Autos zu erhöhen. Doch es gibt noch andere Faktoren, die beeinflussen, wie weit Du mit dem Elektroauto fahren kannst. Ein Überblick: 

  • Batterie: Grundsätzlich gilt: Je besser die Batterie des Elektrofahrzeugs, desto besser ist in der Regel auch seine Reichweite. Ein Beispiel: Die erste Version des BMW i3 hatte eine Akkukapazität von 22 kWh. Im Nachfolgemodell wurde die Leistung der Lithium-Ionen-Akkus auf 33 kWh erhöht. Das bedeutet auch: Die Reichweite des Modells konnte von ehemals 190 Kilometer auf bis zu 300 Kilometer gesteigert werden. 
  • Range Extender: Manche Elektrofahrzeuge haben zusätzlich sogenannte Range Extender. Bei Bedarf kann der Range Extender zugeschaltet werden. Mithilfe von Brennstoff – meist Benzin oder Diesel –, Verbrennungsmotor und Generator erzeugt er elektrische Energie. So kannst Du die Reichweite Deines Elektroautos steigern.
  • Fahrmodus: Vor allem der Fahrstil des Autofahrers beeinflusst die Reichweite des Fahrzeugs. Ein Beispiel: Im BMW i3 gibt es drei Einstellungen – Comfort, EcoPro und EcoPro+. Der Fahrmodus beeinflusst, ob verschiedene Funktionen, zum Beispiel Heizung, Klimaanlage und andere elektrische Verbraucher – verfügbar sind. Lässt Du diese Verbraucher weg, kannst Du mit dem Elektrofahrzeug weiter fahren. 
  • Im Winter Scheibenheizung ausschalten: In den kalten Monaten ist die Reichweite der Elektrofahrzeuge meist niedriger als im Sommer. Das liegt daran, dass die Übertragung der Ionen in den Batterien von Minus zu Plus bei kalten Temperaturen schlechter funktioniert als bei Normaltemperaturen. Um dennoch recht weit zu kommen, solltest Du die Heizungen für die Autoscheiben ausschalten. Übrigens: Auch die Sitzheizung kostet Reichweite. 
  • Richtige Reifen wählen: Auch die Autoreifen beeinflussen, wie weit Du mit dem Elektroauto kommst. Sie erzeugen Reibung, die für die Beschleunigung und das Bremsen notwendig ist. Manche Automobilzulieferer haben E-Auto-Reifen entwickelt, durch deren Einsatz sich der Rollwiderstand reduzieren lässt. So wird die Fahrt energieeffizienter. Auch hier sind wichtige Co-Faktoren der Fahrstil, die Beschaffenheit der Straße sowie die Witterungsverhältnisse.

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