Autos und Solardächer

Apr 15, 2023

Um die durch mit Verbrennungsmotoren betriebene Fahrzeuge verursachte Umweltverschmutzung zu reduzieren, hat die Technikwelt verschiedene Technologien entwickelt und übernommen, um fossile Brennstoffe als Energiequelle zu ersetzen. Elektroautos waren eine der größten Chancen auf dem Weg zu emissionsfreier Mobilität. Einige der Automobilgiganten wie der Volkswagen-Konzern, General Motors usw. haben bereits begonnen, den Markt mit ihren Elektromobilitätsoptionen zu erobern. Tesla mit seinem Model 3, Audi mit seinem e-Tron, Ford Mustang Mach-E, Hyundai Kona usw. waren die Modelle, die in den letzten Jahren und Monaten ihre Marktpräsenz etabliert haben.

Elektrofahrzeuge sind für ihren Kraftstoff auf Batterietechnologie angewiesen. Zum Tanken werden die Batteriesteckstationen oder Wechselpunkte genutzt, genau wie Tankstellen für ICE-Fahrzeuge. Hier beginnt die erste Spitzfindigkeit. Da die Stromnetze weiterhin mit Energie aus fossilen Brennstoffen betrieben werden, weisen Kritiker darauf hin, dass Elektroautos beim Aufladen lediglich einen fossilen Brennstoff durch einen anderen ersetzen. Wenn Sie darüber nachdenken, gibt es zwei offensichtliche Möglichkeiten, dieses Argument zu umgehen. Erstens, um die Autos direkt mit Sonnenkollektoren aufzuladen, und zweitens, um sicherzustellen, dass die Ladestationen für Elektrofahrzeuge mit erneuerbarer Energie betrieben werden. Wie Sie hier sehen, sind die Chancen, Letzteres zu erreichen, viel höher als für Ersteres.

Solardächer für Ihr Auto

Bisher war das Dach des Autos der logischste Ort, an dem man Solarpaneele anbringen könnte. Die durch diese Solardächer erzeugte Energie wird dann für den Betrieb des Fahrzeugs oder tatsächlich einiger wichtiger Zusatzgeräte genutzt. Darüber hinaus können die Autos die Energie in der Batterie speichern, sodass die gespeicherte Energie zum Betreiben einiger Geräte im Fahrzeug verwendet werden kann, wenn kein direktes Sonnenlicht verfügbar ist – beispielsweise an bewölkten Tagen oder in der Nacht.

Aber sind Autos mit Solarpanel realisierbar?

Um den Energiebedarf eines typischen Hauses zu decken, wäre eine Solaranlage mit einer Fläche von 500 Quadratmetern die Grundvoraussetzung. Doch wie hoch wäre der Energiebedarf eines Elektroautos?

Vor einigen Jahren wurde eine Studie durchgeführt, um die Anzahl der Solarpaneele zu ermitteln, die zum Laden eines Elektroautos erforderlich wären. Dementsprechend ergab die Studie, dass ein kleines Limousinenmodell, der Nissan Leaf, bei einer Geschwindigkeit von rund 50 Meilen pro Tag insgesamt 3,44 Kilowatt Solarpaneele benötigen würde. Selbst mit den heutigen Modulen mit der höchsten Leistung von bis zu 800 W bräuchten wir mindestens vier davon in einem Auto, um genug Solarenergie zu erzeugen, um den Nissan Leaf 50 Meilen weit fahren zu lassen. Leider erfordern Design und Logistik, dass nur einer oder etwas mehr platziert werden kann. Aufgrund der unzureichenden Flächenverfügbarkeit ist das Konzept daher für die praktische Anwendung völlig ungeeignet.

Dies hindert die Automobilhersteller jedoch nicht daran, dieses Konzept in den Fahrzeugen einzusetzen. Einige der Autohersteller wie Sono Motors, Lightyear Automotive, Karma, Hyundai und Toyota und ihre Produkte haben die Idee bereits erfolgreich umgesetzt. Fortschritte beim Design und der Flexibilität von Solarmodulen haben ihnen dabei geholfen. Viele von ihnen können jedoch nicht als „solarbetrieben“ bezeichnet werden, da sie ohne externe Batterieunterstützung für eine sehr kurze Reichweite unvorstellbar viele Stunden Ladezeit benötigen. Diese Hybrid-Elektrofahrzeuge erzeugen mithilfe von Solarzellen geringfügig zusätzlichen Strom.

Ein weiteres faszinierendes und dennoch beeindruckendes Konzept ist das Laden von Elektrofahrzeugen mit Solardach. Dadurch entsteht nicht nur eine saubere Energiequelle, sondern auch Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EVCS) mit Solardach-Photovoltaikanlage (SRTPV) sind wirtschaftlich rentabler als solche mit Netzanschluss. Allerdings bedeutet Solarenergie auch in diesem Fall vorerst im Wesentlichen, dass wichtige Instrumente wie die Anzeigeeinheit mit Solarenergie betrieben werden, nicht das eigentliche Laden, da eine schnelle Ladeleistung mit einem Solardach vor Ort einfach nicht möglich ist. Ja, eine separate, große bodenmontierte Solaranlage könnte solche Stationen mit Strom versorgen, sofern auch ein großer Energiespeicher vorhanden ist. Aber das treibt die Kosten auf ein vorerst inakzeptables Niveau. Da Solar-Carports von Tag zu Tag größer werden, können Sie damit rechnen, bald einen Carport zu sehen, der auch als Stromlieferant für die darunter geparkten Autos fungiert.

Es sind Motoren

Sono Motors bietet den Sion Electric in Europa an, während das Auto möglicherweise 2023 in Amerika auf den Markt kommt. Mit seiner 35-kWh-Batterie kommt es auf eine geschätzte Reichweite von 158 Meilen (255 km) pro Ladung. Interessanterweise behauptet Sono Motors, dass das Auto allein mit Solarzellen eine Reichweite von bis zu 34 Kilometern pro Tag erreicht.

Mit rund 248 Solarzellen auf dem Dach, der Motorhaube, dem Kofferraum und den Seiten bietet der Sion einen der größten Solarflächen an einem Auto auf dem Markt, wobei die gesamte Oberfläche des Autos 1,2 kW erzeugt.

Lightyear Automotive

Ein weiterer Konkurrent mit einem Fahrzeug mit Solardach ist das Modell Lightyear One. Im Vergleich zu Sion ist es sehr teuer. Doch die hohen Kosten sind nicht umsonst, denn das Lightyear One verfügt über einen 60-kWh-Akku. Darüber hinaus trägt das schlanke Design des Fahrzeugs dazu bei, dass die Reichweite fast dreimal so hoch ist wie bei Sono. Das Auto hat eine beachtliche Reichweite von 710 Kilometern.

Ein weiteres auffälliges Merkmal wäre das Dach des Lightyear One, das 5 Quadratmeter Solarzellen enthält. Sie sind so dicht angeordnet, dass die Solarpaneele auf dem Dach und der Motorhaube ungefähr die gleiche Stromerzeugungsleistung liefern wie Sono mit seinem nahezu Ganzkörper-Solardesign.

Darüber hinaus behauptet Lightyear, dass der One für jede Stunde, die er in der hellen Sonne verbringt, eine Reichweite von 12 km (7,46 Meilen) erreichen kann.

Hyundai Ioniq 5

Der Hyundai Ioniq 5 ist mit zwei Batteriegrößen und zwei Antriebsarten ausgestattet: AWD (Allradantrieb) und RWD (Hinterradantrieb). Eine standardmäßige 58-kWh-Batterie bietet eine Reichweite von bis zu 200 km/125 Meilen, und die 72,6-kWh-Langstreckenbatterie kann mit einer einzigen Ladung bis zu 500 km/310 Meilen schaffen. Der Ioniq 5 verfügt über Solarpaneele auf dem Dach, die als Ergänzung zum ansonsten batteriebetriebenen Elektrofahrzeug dienen. Die Wahl fiel auf Solarenergie, weil sie Vorteile bei der Erhöhung der Kilometerleistung, der Einhaltung von Emissionsnormen, dem Komfort für den Fahrzeugführer und den Einsparungen bietet. Hyundai gibt eine jährliche zusätzliche Reichweite von 2000 km (5–6 km pro Tag) allein durch die Nutzung von Solarenergie an.

Hyundai ist mit seinem Modell Ioniq 5 CUV (Crossover-SUV) wahrscheinlich einen Schritt weiter gegangen und bietet die Möglichkeit, andere Elektrofahrzeuge und sogar E-Bikes, E-Fahrräder und persönliche Elektronikgeräte aufzuladen. Bei über 15 Prozent kann das Gerät angeschlossen werden, um ein anderes Elektrofahrzeug aufzuladen. Die Ladegeschwindigkeit des Autos beträgt nur 3,6 kW.

Solarbasiertes Laden von Elektrofahrzeugen

Sonnenkollektoren erzeugen kostenlosen Strom (nach den anfänglichen Investitionskosten) und bieten gleichzeitig eine sichere und bequeme Möglichkeit, Energie zu speichern. Solarladestationen sind die ultimative Form der Notstromversorgung für Elektrofahrzeuge. Abhängig von der Konfiguration gibt es zwei Arten von Solarladestationen für Elektroautos: netzunabhängige solarbasierte Ladestationen für Elektrofahrzeuge und netzgebundene solarbasierte Ladestationen für Elektrofahrzeuge.

Netzgebundene Solar-Ladestation für Elektrofahrzeuge

Eine netzgekoppelte Solaranlage überträgt den Strom ins Netz. Wenn die Solaranlage ins Netz einspeist, wird der zu Hause erzeugte Strom an den Energieversorger verkauft. Der Nutzer erhält die Stromrückgabe vom Energieversorger in Form einer Gutschrift zurück. Somit kann man das Guthaben nutzen, um das Auto zu Hause aufzuladen.

Ein netzgekoppeltes Ladegerät für Elektrofahrzeuge ist außerdem etwas günstiger als ein netzunabhängiges Ladegerät, das den Strom in Batterien speichert.

Off-Grid-Solarladestation

Das autonome, erneuerbare Ladegerät für Elektrofahrzeuge erfordert keine Verbindung zu örtlichen Versorgungsunternehmen. Die Batterien sind die Speicherpunkte der durch die Panels erzeugten Sonnenenergie. Somit deckt dieser Speicherpunkt den Ladebedarf des Elektrofahrzeugs.

Da kein Anschluss an das Stromnetz erforderlich ist, können netzunabhängige Ladegeräte für Elektroautos praktisch überall platziert werden.