Elektromobilität

Darum können Solarzellen das Elektroauto noch nicht antreiben

von
Marten Zabel

Mehr Reichweite dank Solarzellen-Dach: Das ideale grüne Elektroauto. Aber reicht die Effizienz der Solardächer für große Sprünge oder gar die ganze Fahrt?

Solarzellen auf einem Hausdach.
Lohnen sich Solarzellen auf dem Autodach? Oder sollten sie lieber weiterhin auf dem Hausdach verbaut werden? Foto: Shutterstock / rudolfgeiger

Das erfahren Sie gleich:

  • Ob Solarzellen ein Auto antreiben können – eine Frage der Effizienz
  • Ob Solarzellen nur Dekoration auf dem Elektroauto sind
  • Ob Solarzellen zusätzliche Reichweite für Elektroautos bieten

Erste Hersteller installieren in den Dachflächen ihrer Elektrofahrzeuge Solarzellen, um die Reichweite zu steigern. Ob das sinnvoll ist, bleibt fraglich: Die Menge an Energie, die von der Sonne auf eine Fläche herabscheint, ist endlich.

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Obwohl der Wirkungsgrad der Kollektoren theoretisch noch nicht ausgeschöpft ist, stößt die Forschung an Grenzen. Könnte sich die Sache für Elektroauto-Besitzer trotzdem lohnen?

Können Solarzellen ein Auto antreiben? Eine Frage der Effizienz

Ein Elektroauto auf der Autobahn braucht zwischen rund 6 und 23 kW auf 100 Kilometer – laut Herstellerangaben. Der tatsächliche Verbrauch liegt bei Tests des ADAC jedoch deutlich höher – bei einigen Modellen bis zu rund 29 kW. Die maximale, ideale Energiegewinnung von Solarzellen liegt bei ungefähr einem Kilowatt pro Quadratmeter.

Für die konstante Fahrt mit Sonnenkraft bräuchte es also zwischen 10 und 30 Quadratmetern Fläche an Solarzellen. Und das in optimaler Ausrichtung auf die Sonne und bei optimaler Temperatur – zwei Faktoren, die während einer Fahrt schon aerodynamisch unmöglich sein dürften. Ein Solarfahrzeug ohne Batterie und nur mit Solarzellenantrieb ist deshalb momentan unmöglich. Denkbar hingegen ist, dass die Sonne über einen längeren Zeitraum die Batterie auf- oder nachlädt, die dann genug Watt abgibt.

Aktuelle Solarzellen haben Wirkungsgrade zwischen 10 und 25 Prozent. Für 100 Kilometer Fahrt bei einem elektrisch angetriebenen Pkw bräuchte es etwa 20 Kilowattstunden an geladenen Batterien. Verlustfrei wären also 20 Quadratmeter Kollektorfläche innerhalb einer Stunde dazu in der Lage, diese Menge an Energie zu produzieren. Deutlich mehr, als auf einen Pkw passen würden.

Sind Solarzellen nur Dekoration auf dem Elektroauto?

Solarzellen auf dem Autodach gibt es bereits in zwei verschiedenen Varianten: Zum einen gibt es reine Solarfahrzeuge, die meist für Wettbewerbe gebaut werden. Sie kombinieren eine ultraleichte, nicht alltagstaugliche Bauweise mit wenig Transportkapazität und einer möglichst großen Solarfläche. Zum anderen gibt es konventionelle Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit Solarzellen auf dem Dach, die für mehr Reichweite sorgen sollen.

Die erste Kategorie beinhaltet natürlich jede Menge experimenteller Vehikel. Diese bieten zum Teil nur einen Sitzplatz, dafür schaffen sie aber bei guter Sonneneinstrahlung bis zu 100 Kilometer am Tag. Hoffnungsvollere Versionen wie etwa Stella von einem Team der Universität Eindhoven haben sogar Platz für vier Fahrgäste und schaffen 300 Kilometer pro Sonnentag – an die Geschwindigkeit eines regulären Autos kommt das Gefährt aber nicht heran.

Gibt es denn wenigstens zusätzliche Reichweite fürs Elektroauto?

Es gibt durchaus Experten, die bei der zweiten Kategorie mit Solarzellen auf dem regulären Autodach kaum nützliche Reichweitensteigerung erwarten. Studien am MIT etwa zeigen, dass selbst effiziente Solarzellen nur eine sehr geringe Leistung bringen. Beispielhaft untersuchten sie dafür den Plug-In-Hybriden Toyota Prius. Die theoretische Kapazität des Solardachs lag bei 215 Watt – in der Praxis lieferten die Solarzellen aber nur 165 Watt. Mit der Energie verlängerten die Solarpanels die elektrische Reichweite gerade mal um 10 Prozent: von rund 80 auf 88 Kilometer.

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Auch modernere Solarzellen auf Autodächern bieten bisher kaum mehr Reichweite. Es gibt zwar bereits Solarpanels die leichter und effizienter sind, aber die Herstellung der Leichtbau-Solarmodule ist so aufwändig und teuer, dass sie bisher nur in der Raumfahrt zum Einsatz kommen. Wirklich lohnenswert ist die Technik bisher also nur, wenn sie serienmäßig mit an Bord ist – Zusatzkosten für die Anlage lohnen sich meist nicht. Sinnvoller ist bisher noch die Installation einer Solaranlage auf dem Hausdach – vor allem auf einem Schrägdach mit Ausrichtung nach Süden.

Für Elektroautos ist es weiterhin sinnvoller, das Gewicht zu reduzieren, um so auf mehr Effizienz und Reichweite zu kommen als auf Solarenergie auf dem Dach zu setzen. Das wäre dann auch eine günstigere Variante als ein Solarauto.

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