Fahrzeuge, die autark mit Solarenergie fahren: Vision oder bereits Wirklichkeit? Marc Andre Schüler, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Modultechnologie für fahrzeugintegrierte Photovoltaik am Fraunhofer- Institut für Solare Energiesysteme ISE, berichtet über den Stand der Dinge. Die Fragen stellte Sabine Olschner
Gibt es bereits Autos, die mit Hilfe einer eigenen Photovoltaik-Anlage fahren?
Toyota und Hyundai produzieren bereits Serienfahrzeuge, bei denen Solardächer optional verfügbar sind. Diese erbringen aber bisher nur eine relativ geringe Leistung im Bereich zwischen 200 und 300 Watt. Auch der Prototyp „Vision EQXX“ von Mercedes besitzt ein Solardach. Die Energie wird in der Batterie zwischengespeichert und kann auch zum Antrieb genutzt werden, wird aber in der Realität eher für zusätzliche Aggregate verwendet, etwa zur Kühlung. Des Weiteren hat das Start-up Lightyear kürzlich den „Lightyear 0“ vorgestellt, der nächstes Jahr vom Band laufen soll. Auch Sono Motors hat ein Modell entwickelt, den „Sion“. Beide Fahrzeuge haben Solarmodule in der kompletten Außenhaut des Fahrzeugs, nicht nur auf dem Dach. Dadurch können sie mehr Leistung generieren. Es gibt also bereits erste Autos mit fahrzeugintegrierter Photovoltaik.
Sind die Techniken vergleichbar?
Der Unterschied liegt vor allem in der Solarzelltechnologie. Lightyear benutzt zum Beispiel rückkontaktierte Zellen, auch IBC-Zellen genannt, die zwar teuer, aber sehr effizient sind und einen hohen Solarertrag generieren. Beim Hyundai Sonata werden monokristalline Solarzellen, der heutige Stand der Technik, verarbeitet. Diese sind weniger effizient, aber dafür günstiger und weniger aufwendig in der Produktion. Ein weiterer Unterschied besteht in der Einkapselung der Zellen: Man kann sie zum Beispiel in ein Glaspanoramadach integrieren. Das Glas schützt die Zellen sehr gut vor Feuchtigkeit, UV-Strahlung und mechanischen Einflüssen. Sono Motors setzt auf leichtere Materialien und kapselt die Zellen in Polycarbonat ein. Eine Herausforderung ist hier die thermische Ausdehnung, woran unter anderem auch unser Institut in Kooperation forscht. Wenn wir hier erfolgreich sind, hat diese Lösung einen hohen Rückgewinnungswert. Lightyear verwendet ein Dünnglas zum Verkapseln. Das ist deutlich leichter als ein Standardglas, muss aber mechanisch stabilisiert werden. Darüber hinaus gibt es Unterschiede in der elektrischen Anbindung: Für Lkw oder Busse nutzen manche Start-ups semiflexible Solarmodule, die sich auf die Außenhaut des Fahrzeugs aufkleben lassen und die 12-Volt-Batterie speisen. Daraus kann zum Beispiel das Bordsystem betrieben werden, was auch die Lichtmaschine schont und den Dieselverbrauch senkt. Fahrzeuge wie der Lightyear 0 oder der Sion hingegen möchten die Energie auch zum Fahren nutzen und müssen sie daher in das Hochvoltsystem des Fahrzeugs einspeisen.
Das heißt: Allein mit Solartechnik lässt sich ein Auto bislang nicht fahren?
Für die meisten genannten Beispiele ist das richtig. Lightyear nutzt ein Photovol taik-System, das bereits einen Großteil der Energie für den Antrieb liefert. Auch das US-amerikanische Unternehmen Aptera hat ein sehr effizientes Fahrzeug entwickelt, das einen Großteil der benötigten Energie aus Solarzellen generiert. Natürlich unterscheidet sich die Leistung je nach Jahreszeit, im Winter muss bei allen Fahrzeugen der Elektromotor hinzugeschaltet werden. Auch an unserem Institut haben wir das Dach eines 18-Tonnen-Lkws mit einer PV-Anlage versehen. Über das Jahr gesehen spart man da auf jeden Fall eine ganze Menge Kilowattstunden an Ladeleistung ein.
Wie wird sich die fahrzeugintegrierte Photovoltaik Ihrer Ansicht nach weiterentwickeln?
Einige Autohersteller forschen derzeit zum Thema „Bidirektionales Laden“. Hier kann ein Elektrofahrzeug mit einer großen Hochvolt-Batterie dazu genutzt werden, als Energiespeicher das Netz zu stabilisieren. Über die Wallbox kann das Fahrzeug dann mit Energie be- oder entladen werden. Solch ein bidirektionales Ladesystem kann mit einem fahrzeugintegrierten Photovoltaik-System ergänzt werden. Ein weiterer Zukunftsausblick: Statt monokristalline Lithium-Zellen zu nutzen, könnte man Tandem-Technologien einsetzen, die zwei oder mehr Teilbereiche des Lichtspektrums einfangen. Solche Technologien sind allerdings noch nicht marktreif, auch das Fraunhofer ISE forscht noch daran. Sollten sie sich durchsetzen, könnte man auf kleinerer Fläche mehr Energie generieren und Solarmodule verstärkt auch auf Autos einsetzen.
Wo liegen die größten Herausforderungen? Zum einen ist die Politik gefragt. Wird es in Zukunft Vergünstigungen für Solar Electric Vehicles, kurz SEV, geben? Zum anderen sind die Steuerkreise der einzel nen Automobilhersteller unterschiedlich. Das bringt Probleme für die einzelnen Photovoltaik-Ausstatter, die ihre Leistung auf die Batterie speisen wollen. Hier müssten die Steuerkreise standardisiert werden, damit dies flächendeckend funktioniert. Große OEM sind auf jeden Fall interessiert an dem Thema. Bei den oben genannten Tandem-Technologien braucht es noch Forschung auf der Materialebene, um die Langlebigkeit des Systems zu gewährleisten.
Welche Art von Ingenieur*innen braucht es, um die Technologien weiterzuentwickeln?
Die unterschiedlichsten Fachrichtungen sind gefragt. Auch am ISE sind wir sehr interdisziplinär aufgestellt, von Biologie und Chemie bis zu Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik. Wer sich auf erneuerbare Energien und regenerative Energiesysteme spezialisiert hat, ist ebenfalls nah am Thema.
Woran forscht das ISE derzeit auf diesem Gebiet?
Unter anderem führen wir Fahrzeuganalysen für Automobilhersteller durch. Anhand der Fahrzeuggeometrie können wir die Leistungen von integrierten Photovoltaik- Anlagen berechnen. Intern forschen wir daran, Photovoltaik-Module für diesen Bereich immer leichter und effizienter zu gestalten.
Wären die solarbetriebenen Fahrzeuge die Lösung für alle Mobilitätsprobleme?
Ich denke, dass wir künftig neu denken müssen. Warum sollten Fahrzeuge, die die meiste Zeit ungenutzt herumstehen, nicht dazu beitragen, unser Energiesystem zu unterstützen? Der Ansatz des bidirektionalen Ladens ist also ein spannendes Thema, das wir weiterverfolgen sollten. Um CO2 zu reduzieren, braucht es aber noch viel mehr Sharing-Konzepte für den Individualverkehr. Im Nutzfahrzeugsektor und im öffentlichen Verkehr kann fahrzeugintegrierte Photovoltaik einen Beitrag dazu leisten, CO2 zu reduzieren. Dabei steht fahrzeugintegrierte Photovoltaik nicht im Wettbewerb zu anderen Anwendungen, sondern ist als Ergänzung zu sehen.
Der Chef ist ein mieser Typ, das Unternehmen rücksichtslos, und für eine Beförderung braucht man das „richtige“ Vitamin B. Ist das wirklich so? Diese und andere Karrieremythen entlarven die Topmanagement-Beraterinnen Dorothea Assig und Dorothee Echter in ihrem neuen Buch „Eines Tages werden sie sehen, wie gut ich bin!“. Sie haben zahlreiche Menschen dabei unterstützt, die Ursachen für ihren Karrierestillstand zu finden. Meistens haben sich kleine Rückschläge zu handfesten Karrieremythen verhärtet. Assig und Echter zeigen in ihrem Buch, wie aus Karrieremythen Karrierestrategien werden. Dorothea Assig und Dorothee Echter: „Eines Tages werden sie sehen, wie gut ich bin!“: Wie Karrieremythen Ihren Erfolg blockieren und Sie dennoch weiterkommen. Ariston Verlag 2022. 20 Euro
Was uns ein Mikroskop aus dem 17. Jahrhundert über den Aufbruch in eine neue Zeit berichten kann, wie auf der Pariser Weltausstellung von 1900 gezeigte Teerfarbstoffe die Entstehung der modernen Malerei beeinflussten und was eine aus alten Safttüten gefertigte Umhängetasche über das Anthropozän verrät: All das beschreibt der Generaldirektor des Deutschen Museums, Prof. Dr. Wolfgang M. Heckl, in seinem reich bebilderten Buch „Die Welt der Technik in 100 Objekten“. Jedes Objekt wird auf mehreren Ebenen vorgestellt: was zu seiner Erfindung führte; für welche Zeit es geschaffen wurde; wie es die Beziehung des Menschen zur Wirklichkeit und nicht zuletzt diese Wirklichkeit selbst verändert hat; wie sein Lebenslauf aussah und schließlich auch, auf welchen Wegen es in das Deutsche Museum fand. Wolfgang M. Heckl: Die Welt der Technik in 100 Objekten. C.H. Beck Verlag 2022. 39,95 Euro
Medizin so erklärt, dass es jeder versteht – das ist das Motto des bekannten NDR-Fernsehmediziners Dr. Johannes Wimmer, dem er auch mit seinem neuen Ratgeber treu bleibt. Dieses Mal geht er drei großen Themen auf die Spur: dem wichtigen Thema „gesunder Schlaf“, dem „Darkroom“ Bauch sowie unserem nicht erst durch Corona in den Fokus geratenen Immunsystem. Woher kommen unsere Schlafprobleme? Wieso sind chronische Erkrankungen so ein großes Thema? Wie kann das Immunsystem auf gesunde Weise geboostert werden? Er erklärt und veranschaulicht auf unterhaltsame Art, wie Krankheiten entstehen, wie man sich dagegen schützt und was man tun kann, wenn man darunter leidet. Dr. med. Johannes Wimmer: Die 3 großen Fitmacher. Warum Darmgesundheit, gesunder Schlaf und ein starkes Immunsystem überlebenswichtig sind. ISBN 978-3-8338-7873-2. 14,99 Euro.
Angststörungen und Panikattacken sind für viele Alltag – der Kampf dagegen ist ermüdend und oft nicht zielführend. Diese Erkenntnis hatte die systemische Beraterin Katharina Altemeier, nachdem sie selbst viele Jahre gegen ihre Angststörung angekämpft hat. Nun weiß sie: Nur wer sich seiner Angst annähert, sie kennenlernt und den mutigen Schritt auf sie zu wagt, wird frei sein. Nur wer stehen bleibt und seiner Angst ins Gesicht blickt, wird zu sich selbst finden. Die Autorin nimmt uns mit und erzählt anhand ihrer persönlichen Erfahrungen, holt Rat bei Experten und gibt uns aus systemischer Sicht Wege und Lösungen mit, wie Leichtigkeit und Leben mit Angst und Panik gelingen. Katharina Altemeier: Hallo Angst! Dtv 2022. ISBN 978-3-423-35166-9. 12 Euro.
Wer hat schon eine Großmutter von über 100 Jahren? Anja Fritzsche hat gleich zwei: Oma Maria ist 108 und liebt Facebook und das Internet, Oma Mia ist 101 und liebt schnelle Autos und Motorräder – beide sind phänomenal und halten die Familie ständig auf Trab. Außerdem zeigen sie, wie herzerfrischend und heiter das Leben auch im hohen Alter sein kann, zumindest wenn man eine Portion Lebensfreude mitbringt. Enkelin Anja Flieda Fritzsche erzählt mit viel Humor und umwerfendem Charme vom lustigen Alltag mit den beiden – und verrät nebenbei noch Oma Marias beste Kochrezepte. Anja Flieda Fritzsche: Spätzchen, 109 ist doch kein Alter. Ullstein 2022. ISBN 9783548066196. 12,99 Euro.
Duschen, Baden, Waschen – die Rituale der Körperpflege sind uns heilig und teuer. Doch die Produkte der milliardenschweren Kosmetikindustrie haben teils gravierende Nebenwirkungen. Anhand neuester Erkenntnisse zeigt James Hamblin, was wir bei der Hautpflege anders machen sollten. Um herauszufinden, wie wir unsere Haut am besten schützen und versorgen, widmet sich Journalist und Arzt James Hamblin der Kulturgeschichte unserer Körperpflege und der Wissenschaft von der Haut. Er spricht mit Mikrobiologen, Allergologen, Genetikern, Ökologen, Kosmetikfachleuten, Seifenfans, Venture-Capital-Unternehmen, Historikern, Entwicklungshelfern, sogar mit ein paar waschechten Betrügern und erfährt, dass sich unsere Vorstellung von sauber und rein gerade grundlegend verändert. Und: Um die Haut und ihr Mikrobiom gesund zu halten, ist weniger oft mehr. James Hamblin: Natürlich waschen! Kunstmann 2021. ISBN 978-3-95614-461-5. 24 Euro.
Alles begann mit einer Doktorarbeit und der Entdeckung des medizinischen Potenzials des Botenmoleküls „messenger RNA“. Am Ende stehen prominente Investoren wie Dietmar Hopp oder die Gates-Stiftung, Hunderte Millionen staatlicher Finanzierung, der Aufstieg zum Börsenstar und zum erfolgreichen Impfstoffentwickler. Dazwischen liegt ein steiniger Weg auf der Suche nach Unterstützung. Biotech-Unternehmer Wolfgang Klein hat die Anfangszeit als Finanzchef von CureVac selbst miterlebt. Er erzählt die einzigartige und anekdotenreiche Geschichte auf dem Weg zum Weltunternehmen. Dabei gibt er Einblicke in eine faszinierende Technologie und beschreibt die Hürden für Innovation am Standort Deutschland. CureVac hat es trotzdem geschafft: Die in Tübingen erfundene Technologie ist dabei, die Medizin zu revolutionieren. Wolfgang Klein: Die CureVac-Story. Campus 2021. ISBN 9783593514901. 24,95 Euro.
1979 stieg die junge Waltraud Mayer als eine der ersten Frauen in Deutschland in den Rettungsdienst ein. Für sie war das erste Mal am Steuer eines Rettungswagens zwar ein Sprung ins kalte Wasser, doch es fühlte sich an wie ein Sechser im Lotto. Über dreißig Jahre war sie mit dabei: bei Verkehrsunfällen, häuslichen Unglücken und sogar einem Tötungsdelikt, das später prominent verfilmt wurde. In ihrem Buch gibt sie Einblick in den Alltag im Rettungsdienst und erzählt von den Herausforderungen, die sie gemeistert hat. Waltraud Mayer, Doris Mayer-Frohn: Eine muss die Erste sein. Wie ich zur Pionierin im deutschen Rettungsdienst wurde. Eden 2022. 16,95 Euro
Dr. Sarah Straub: Wie meine Großmutter ihr Ich verlor. Kösel 2021. ISBN 978-3-466-34772-8. 18 Euro.
