Elektroautos, die ihren eigenen Strom erzeugen und damit das Netz entlasten, rückt durch eine Studie in den Fokus. Das europäische Forschungsprojekt SolarMoves unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE belegt ein erhebliches Potenzial für in Fahrzeuge integrierte Photovoltaik. Die Ergebnisse legen nahe, dass Pkw in Südeuropa bis zu 80 Prozent ihres jährlichen Energiebedarfs selbst decken können. Dies reduziert nicht nur die Abhängigkeit von der Ladeinfrastruktur, sondern senkt auch die Last auf die europäischen Stromnetze.
Hohe Autarkie und weniger Ladevorgänge
Die Kernidee von Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV) ist einfach: Solarmodule werden direkt in die Karosserie von Fahrzeugen wie Dach, Motorhaube oder Seitenwände integriert. Der Strom wird dort erzeugt, wo er verbraucht wird – ohne zusätzlichen Flächenbedarf oder neue Infrastruktur. Die Studie des Forschungskonsortiums, dem auch TNO, Sono Motors, IM Efficiency und Lightyear angehören, zeigt das Potenzial dieser Technologie auf.
Ein Pkw mit großer Dachfläche, etwa ein SUV, kann demnach in Mitteleuropa bis zu 55 Prozent seines Energiebedarfs durch die Sonne decken. In sonnenreicheren Regionen Südeuropas steigt dieser Wert sogar auf bis zu 80 Prozent. Diese Zahlen basieren auf der Annahme kurzer jährlicher Fahrzyklen. In der Praxis bedeutet dies eine deutliche Steigerung des Nutzungskomforts durch weniger externe Ladevorgänge und einen erheblich geringeren Strombezug aus dem Netz pro gefahrenem Kilometer.
Datenbasis: 1,3 Millionen Testkilometer
Die Aussagekraft der Studie stützt sich auf eine breite Datenbasis. „Die Studie analysierte Daten von 23 unterschiedlichen Fahrzeugtypen – von kompakten Stadtautos bis hin zu schweren Lastkraftwagen – und kombinierte detaillierte Fahrzeug- und Fahrprofile mit Meteosat-Satellitendaten, sowie meteorologischen Daten aus Amsterdam und Madrid“, sagt Christian Braun, Projektmitarbeiter und Wissenschaftler am Fraunhofer ISE. Dafür stattete das Team die Fahrzeuge mit Sensoren aus und wertete Messdaten von insgesamt 1,3 Millionen gefahrenen Kilometern aus.
Entlastung für das gesamte Stromnetz
Neben den Vorteilen für einzelne Nutzer zeigt die Simulation vor allem den systemischen Einfluss von VIPV. Würden alle Neufahrzeuge in Europa zwischen 2024 und 2030 mit integrierten Solarmodulen ausgestattet, könnte der Strombedarf aus dem Netz im Jahr 2030 um 15,6 Terawattstunden sinken. Das entspricht der Jahresproduktion von rund 2.200 Onshore-Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils drei Megawatt. „Elektrifizierung allein reicht nicht aus. Wir brauchen Innovationen, die den Energiebedarf strukturell senken. VIPV leistet genau hier einen Beitrag“, resümiert Lenneke Slooff-Hoek, Projektmanagerin von SolarMoves bei TNO.
Logistiksektor als größter Profiteur
Besonders im Logistiksektor identifiziert das Forschungsteam erhebliche Vorteile. Lieferwagen, Lkw und Anhänger bieten große Flächen für Solarmodule und haben gleichzeitig einen hohen Energiebedarf für Kühlung, Heizung und andere Hilfsaggregate. Bei elektrischen Lkw kann VIPV die tägliche Reichweite um bis zu 15 Prozent verlängern. Bei Lkw-Anhängern ist der potenzielle Stromertrag noch größer: Im Sommer können bis zu 55 Kilowattstunden pro Tag allein über das Dach erzeugt werden. Werden auch die Seitenwände genutzt, steigt der Ertrag auf 90 bis 110 Kilowattstunden. Das genügt, um Kühl- oder Hydrauliksysteme vollständig emissionsfrei zu betreiben.
Auch für die bestehende Flotte von Diesel-Lkw bietet die Technologie Vorteile. Da Klimaanlage und andere Systeme mit Solarstrom betrieben werden, sinkt der Kraftstoffverbrauch. Die Forschenden berechneten, dass sich die Investitionskosten für die Nachrüstung in weniger als zwei Jahren amortisieren könnten.
Der Ruf nach politischen Rahmenbedingungen
Trotz des nachgewiesenen Potenzials fehlt es an einem regulatorischen Rahmen, um die Technologie in die Breite zu bringen. Das Forschungskonsortium empfiehlt daher, VIPV in das weltweit harmonisierte Testverfahren für Leichtfahrzeuge (WLTP, steht für Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure) aufzunehmen. Dadurch könnten CO2-Reduktionen offiziell angerechnet und steuerliche Anreize geschaffen werden. Zudem fordern die Experten Richtlinien für solarfähige Parkflächen und eine klare Anerkennung von VIPV in der Erneuerbare-Energien-Richtlinie der EU.
Fazit: Elektromobilität nachhaltiger und netzverträglicher machen
Die Studie von SolarMoves liefert beeindruckende Zahlen, die das Potenzial von fahrzeugintegrierter Photovoltaik untermauern. VIPV ist mehr als eine technische Spielerei; es ist ein ernstzunehmender Ansatz, um die Elektromobilität nachhaltiger und netzverträglicher zu gestalten. Insbesondere im Logistiksektor zeichnet sich ein starker Business-Case ab.
Die technischen Möglichkeiten sind vorhanden. Die Herausforderung liegt nun in der Skalierung und der Schaffung politischer Anreize. Leider haben Pioniere wie Sono Motors und Lightyear den kommerziellen Durchbruch bisher verfehlt, was die Hürden bei der Industrialisierung aufzeigt. Damit das Auto der Zukunft tatsächlich zu einem dezentralen Kleinkraftwerk wird, müssen Industrie und Politik jetzt die Weichen stellen.
