Fahrzeugintegrierte Photovoltaik – Potenzial von E-Autos europaweit bestimmen

Kooperation zur Erforschung fahrzeugintegrierter Photovoltaik

In absehbarer Zeit werden vor allem Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb über Europas Straßen rollen. Inwiefern sich die Verbreitung von fahrzeugintegrierter Photovoltaik auf den Strombedarf einer elektrifizierten Fahrzeugflotte auswirken würde, untersucht seit Anfang 2023 ein Konsortium aus der niederländischen Organisation für angewandte Forschung TNO, dem deutschen Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE sowie den Solartechnik-Ausrüstern für Fahrzeuge Sono Motors, Lightyear Layer und IM Efficiency. Die Generaldirektion Mobilität und Verkehr der Europäischen Kommission (GD MOVE) beauftragte das Projekt „SolarMoves“, um den Einfluss von on-board erzeugtem Solarstrom auf den Bedarf an E-Ladeinfrastruktur in der Europäischen Union besser einschätzen zu können. Nun wurden im Rahmen des Projekts LKW-Flotten, die durch ganz Europa fahren, mit Sensoren ausgestattet, um die Stromertragsmodellierungen der Forschungsgruppe mit realen Daten zu validieren.

Das dreijährige Forschungsprojekt kombiniert die Modellierung von Solarstromproduktion und -verbrauch der Fahrzeuge mit der Erprobung auf der Straße. Verschiedene Fahrzeuge, insbesondere Vans und LKW mit integrierter Photovoltaik, werden für ein Jahr mit Sensoren ausgestattet, um die Sonneneinstrahlung unter realen Bedingungen in ganz Europa zu messen und zu bestimmen. Die Lastwagen sind im Besitz mehrerer Logistikunternehmen, die bereit sind, dieses Projekt im Rahmen ihres normalen Betriebs zu unterstützen.

„Die Ergebnisse dieser Datensammlung für ein Jahr werden detaillierten Aufschluss über die Effizienzsteigerung von Elektrofahrzeugen durch integrierte Photovoltaik geben“, sagte Wim Soppe bei TNO und SolarMoves Projektleiter. „Ziel ist es, das Gesamtpotenzial fahrzeugintegrierter Photovoltaik zu ermitteln und – in einem Szenario, bei dem in den nächsten Jahren ein erheblicher Teil der Elektrofahrzeuge mit Solarmodulen ausgestattet wird – Vorhersagen über die erforderliche elektrische Ladeinfrastruktur zu treffen“ Aus den Ergebnissen werden schließlich politischen Empfehlungen für die Europäische Kommission abgeleitet.

Photovoltaik-Potenzial für Deutschland bereits untersucht

Von 2019 bis 2023 untersuchte das Fraunhofer ISE im Projekt „PV2GO“ bereits das Solar-Potenzial deutscher Verkehrswege. Mit den nun auch im SolarMoves genutzten, selbst entwickelten Einstrahlungssensoren konnten in diesem Projekt erste Erfahrungen gesammelt werden. Die Sensoren wurden im Rahmen einer Citizen Science Kampagne an 57 privaten PKWs sowie an 5 LKWs eines Logistikunternehmens angebracht. Bei den Messungen über ein Jahr sammelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf über 460 000 Kilometern mehr als 46 Millionen Datenpunkte und werteten diese aus. Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, dass der solare Energieverlust durch Verschattung bei einem Fahrzeug mit integrierter Photovoltaik im Dach und Motorhaube sowie einem durchschnittlichen Fahrverhalten bei circa 35 Prozent liegt.

„Unseren Berechnungen nach kämen PKW mit integrierter Photovoltaik unter Berücksichtigung dieser Verluste auf eine Stromproduktion von jährlich etwa 460 Kilowattstunden“, erklärte Christian Schill, Projektleiter von PV2GO am Fraunhofer ISE. „Bei einem Verbrauch von 15 Kilowattstunden auf 100 Kilometer, würde ein E-Auto so circa 3000 Kilometer an Reichweite pro Jahr hinzugewinnen.“ Im Projekt SolarMoves wird das Konsortium herausfinden, inwieweit sich die Ergebnisse aus Deutschland auf den EU-Raum übertragen lassen. Das Forschungsprojekt mit einer Laufzeit von drei Jahren geht noch bis Ende 2026.