Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE präsentiert auf der IAA in Frankfurt ein PKW-Dach mit hocheffizienten Solarzellen. Die Solarzellen sind unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert.
Auf dem Stand der Fraunhofer-Gesellschaft wird zur IAA in Frankfurt ein Auto mit Solardach präsentiert. Das Dach lässt sich in beliebigen Farben beschichten. Mit einer Nennleistung von etwa 210 Watt pro Quadratmeter liefert das Dach Reichweite für etwa zehn Kilometer bei einem Elektro-auto der Mittelklasse.
Das Moduldesign im Autodach
Für die Integration der Photovoltaik in das Solardach setzen die Freiburger Forscher auf die Schindelverschaltung: die monokristallinen Siliziumsolarzellen 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. Die Solarzellenmatrix wird in einem Folienlaminator zwischen die Gläser eines handelsüblichen, sphärisch gewölbten Panorama-Autodachs laminiert. Mit Hilfe einer speziell gefertigten Form kann das Laminieren auch in einem herkömmlichen Laminator erfolgen.
Glasbeschichtung versteckt Solarzellen
Eine weitere Besonderheit des Solardaches: Die Solarzellen sind komplett durch eine individuelle Farbbeschichtung verborgen und somit unsichtbar. Der Effizienzverlust durch die Morpho-Color-Glasbeschichtung beträgt nur sieben Prozent relativ. Der vom Morpho-Schmetterling inspirierte Effekt wird durch spezielle Oberflächenstrukturen erreicht, die eine hohe Farbsättigung bei guter Blickwinkelstabilität ermöglichen. Die Funktionalität des Solardachs entspricht der eines Standard-Metallautodachs: Die Solarzellen wandeln einfallende Sonnenstrahlung in Strom um, was hilft, Überhitzung im Auto zu reduzieren. 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 gut kompensieren.
Die Leistung des Solardachs auf dem Auto
Die integrierten Solarzellen des PV-Autodaches haben eine Leistung von rund 210 Watt pro Quadratmeter und können Strom für täglich rund zehn Kilometer Autostrecke an einem sonnigen Sommertag liefern. Dies entspricht einer jährlichen Verlängerung der Fahrtstrecke um zehn Prozent oder einer gleichwertigen Verbrauchsreduzierung. Die Berechnung basiert auf der unverschatteten Sonneneinstrahlung in Freiburg im Breisgau, einem Verbrauch des Elektroautos von 17 Kilowattstunden auf 100 km und einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern. Auch für Klimaanlage und Heizung kann der Solarstrom genutzt werden. Forschungspotenzial sieht das Fraunhofer ISE bei der Integration von Photovoltaik in zusätzliche Fahrzeugflächen für eine weitere Reichweitenverlängerung. (PF)
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