Wenn wir beim alleinigen Gesichtspunkt der Autonomie bleiben (aber es gibt noch andere, ich werde darauf zurückkommen), kann die Solarenergie keinen großen Unterschied machen. Eine einfache kleine Rechnung genügt, um sich davon zu überzeugen.
Die Erde empfängt maximal etwa 1 Kilowatt (kW) Sonnenstrahlung pro Quadratmeter, aber das gilt nur, wenn die Sonne im Zenit steht – vorher und nachher ist es weniger. An einem ganzen Tag, an dem ein Fahrzeug mitten im Sommer beispielsweise 10 Stunden in der direkten Sonne steht, können wir bestenfalls mit einem Durchschnitt von rund 0,8 kW/m² rechnen, schätzt Jennifer Bauman, Professorin für Elektrotechnik an der McMaster University intensiv an diesen Themen gearbeitet.
Das Dach und die Motorhaube eines Fahrzeugs bieten Platz für gut 3 m² an Paneelen, doch die derzeit erhältlichen preiswerten Modelle wandeln nur etwa 20 % der Sonnenstrahlung in elektrischen Strom um, und ein kleiner Teil geht bei der Umwandlung von Energie in Ladung verloren die Batterie. Letztlich kann man von einem mit Solarpanelen ausgestatteten Auto im besten Fall nicht mehr als eine Produktion von mehr als 5 Kilowattstunden (also eine Leistung von 1000 Watt, die über 5 Stunden aufrechterhalten wird) pro Tag erwarten, „wenn nicht sogar 4,5.“ kWh“, schätzt Frau Bauman.
Wenn ich bei meinem Hybridauto, das mit einer Vollladung von 16 kWh 60 Kilometer zurücklegt, die Dreierregel anwende, bedeutet das: Selbst wenn ich es mit Paneelen abdecke und es 10 Stunden in der Sommersonne stehen lasse, werden wir es nicht tun Erhöhen Sie die Reichweite lediglich um 17 oder 18 km. Es ist nicht nichts, aber es ist auch nicht Peru, und das ist, um es noch einmal zu wiederholen, ein absolut ideales Szenario – eine realistischere Produktion, unter Berücksichtigung der Wolken und der Jahreszeiten, würde im Sommer wahrscheinlich bei etwa 10-12 km pro Tag liegen, vielleicht sogar 5 km/d im Winter.
Auch dies würde nicht ausreichen, um den Heizbedarf zu decken, schätzt Frau Bauman. „Der höchste Bedarf, den ich an ein Heizsystem in einem Elektrofahrzeug gesehen habe, lag bei 8 kW. Solar wäre nicht einmal in der Nähe [de compenser]“, schrieb sie mir in einem E-Mail-Austausch.
Trotzdem nützlich
Das alles bedeutet aber nicht, dass es sinnlos wäre, Elektroautos mit Solarpaneelen auszustatten. Denn über die bloße Autonomie hinaus bietet Solarenergie noch weitere Vorteile, die es dennoch attraktiv machen.
Obwohl beispielsweise die Stromproduktion relativ gering ist, sind die Panels inzwischen so günstig, dass sie für einen Autobesitzer wirtschaftlich rentabel sein können. In einer 2021 in der veröffentlichten Studie IEEE-Transaktionen zur Transportelektrifizierung (IEEE ist das Institute of Electrical and Electronics Engineers, ein internationaler Berufsverband) Frau Bauman und ihre Kollegen schätzten, dass die Ausstattung eines Fahrzeugs mit Solarpaneelen den Verkaufspreis unter der Annahme dieser Integration um etwa 900 US-Dollar (nach Umrechnung in kanadisches Geld) erhöhen würde mit Montagelinien würde die Kosten erheblich senken.
Nachdem sie die Gewohnheiten und den Verbrauch von 150 Fahrzeugen in einer realen Situation analysiert hatten, berechneten sie, dass die dank der Panels erzielten Stromeinsparungen diese Kosten in etwas mehr als dreieinhalb Jahren in der Region Los Angeles und in neun Jahren in Detroit amortisieren würden — wo Strom günstiger ist.
Damit ein Auto vollständig mit Solarenergie betrieben werden kann, bedarf es einer sehr spezifischen Konstruktion, da wir nicht so viel Strahlung pro Quadratmeter erhalten und die Module nur etwa 20 % in Strom umwandeln. (Associated Press/Associated Press)
Dieser Zeitraum wäre in einem Kontext wie dem von Quebec um einiges länger, wahrscheinlich bis zu dem Punkt, dass die Sache wirtschaftlich kaum noch interessant wäre, da unsere Tarife sehr niedrig sind: 6,7 ¢/kWh für die ersten 40 kWh und 10,3 ¢ danach , während die in der Studie verwendeten Preise je nach Tageszeit zwischen 17 und 26¢/kWh (je nach Tageszeit) in Los Angeles und zwischen 6 und 28¢/kWh in Detroit schwankten. Aber wenn es auf dem amerikanischen Markt wirtschaftlich interessant ist, besteht die Chance, dass es irgendwann dazu kommt.
Darüber hinaus gibt Frau Bauman in diesem Zusammenhang an: „Ich arbeite derzeit an einem Projekt mit General Motors, um zu versuchen, diese Technologie in die Massenproduktion zu integrieren.“ Hoffentlich wird dies in ein paar Jahren eine echte Option sein!“
Auch für die Umwelt hätte die Ausstattung von Elektroautos mit Solarpaneelen Vorteile, insbesondere dort, wo Strom in Gas- oder Kohlekraftwerken erzeugt wird, was hier offensichtlich nicht der Fall ist. In einem Kontext wie dem unseren bestünde der Hauptvorteil zweifellos darin, den Druck auf das Hydro-Québec-Netz zu verringern, das durch die Dekarbonisierung des Verkehrs und der übrigen Wirtschaft in eine Situation der Knappheit geraten wird.
In Frau Baumans Studie „fanden wir Folgendes heraus.“ [une réduction de la demande en électricité liée aux transports] 21,5 % in Los Angeles und 17,5 % in Detroit, sagt sie. Denn die meisten Menschen verbrauchen für ihre Autofahrt täglich etwa 20 bis 25 kWh Energie, sodass Solarenergie bis zu einem Fünftel dieses Verbrauchs ersetzen kann. Was in meinen Augen sehr gut ist, wenn man bedenkt, dass sich diese Einsparung durch Millionen von Autos vervielfachen würde.
Und das ganz ohne Berücksichtigung der Tatsache, dass es etwas Effizienteres ist, Strom dort zu produzieren, wo er verbraucht wird, weil dadurch die Verluste vermieden werden, die beim Energietransport entstehen – l Frau Baumans Artikel spricht von Verlusten von bis zu 12 % im amerikanischen Netz, laut der Régie de l’énergie schwankt dieser Wert in Quebec jedoch zwischen 5 und 6 %.
Vielleicht, ja, wir werden Autos irgendwann mit Photovoltaikzellen ausrüsten. Fortgesetzt werden…
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