Aufgrund von Hindernissen bei der Stromerzeugung vor Ort und den Installationskosten ist es derzeit sehr schwierig, Solarstromfahrzeuge populär zu machen.
Solarelektrische Fahrzeuge nehmen am World Solar Challenge-Rennen teil. Bild: Zusammengesetzte Welt
Es gibt Solar-Elektroautos und der einfachste Ort, sie zu sehen, ist die World Solar Challenge, ein Rennen, das alle zwei Jahre in Australien stattfindet. Die Teilnehmer müssen etwa 3.000 km von Darwin an der Nordküste Australiens nach Adelaide an der Südküste zurücklegen und dabei ausschließlich Sonnenenergie nutzen. Viele der am Rennen teilnehmenden Autos ähneln eher Fahrzeugen aus einem Vergnügungspark oder einem Science-Fiction-Film als wie sie auf der Straße aussehen. Das könnte erklären, warum solarelektrische Fahrzeuge keine Option für den täglichen Verkehr sind, zumindest noch nicht, so die Aussage Popular Science.
Obwohl tagsüber viel Sonnenlicht die Erde erreicht, wird es beim Durchgang durch die Atmosphäre gestreut, sodass es den Boden relativ tief erreicht. In einem durchschnittlichen Jahr beträgt die Energiemenge des Sonnenlichts nach Ausschluss der Auswirkungen verschiedener Jahreszeiten etwa 342 Watt/m2, genug, um einen normalen Kühlschrank zu betreiben. Autos gibt es in verschiedenen Größen, aber ein großes Auto in den USA ist etwa 5,5 m lang und 1,8 m breit, hat also eine Oberfläche von etwa 9 – 10 m2 und kann etwa 3.420 Watt sammeln, genug zum Fahren einen Kühlschrank, einen Geschirrspüler und eine Mikrowelle.
Solarparks übertragen mithilfe von Millionen von Solarpaneelen auf Tausenden Hektar Strom in Städte und Gemeinden. Einige Anlagen in Wüstengebieten nutzen in Reihen angeordnete Spiegel, um die Sonnenenergie zu konzentrieren. Ein normales Auto verfügt jedoch nicht über genügend Oberfläche, um viel Sonnenenergie zu sammeln.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass aktuelle Solarzellen Sonnenlicht nicht sehr effizient in Strom umwandeln können. Typischerweise beträgt ihr Wirkungsgrad nur etwa 20 %, was bedeutet, dass sie etwa ein Fünftel der einfallenden Sonnenenergie in Strom umwandeln. Das bedeutet, dass 1 Watt Solarenergie, die ein typisches, mit Solarpaneelen ausgestattetes Fahrzeug erreichen, nur etwa 5 Watt Strom für die Nutzung des Fahrzeugs liefern. Mittlerweile benötigt ein Elektrofahrzeug 3.420 Watt, um 684 km/h zu fahren.
Fahrzeuge, die an der World Solar Challenge teilnehmen, sind oft sehr groß und so konstruiert, dass sie die Oberfläche maximieren. Dadurch sammelt das Auto so viel Sonnenlicht wie möglich. Bei einem Konzeptauto ist dieser Ansatz kein Problem, aber die meisten Modelle haben außer dem Fahrersitz keine Fenster oder anderen Raum.
Ein weiteres Problem ist die geografische Lage, die Tageslichtstunden und die Wetterbedingungen, die sich alle darauf auswirken, wie viel Solarenergie erzeugt werden kann. Die Erde ist um ihre Achse geneigt, daher erhalten nicht alle Gebiete zu jeder Zeit die gleiche Menge Sonnenlicht. Wenn die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt ist, ist die obere Hälfte des Globus mehr Sonnenlicht ausgesetzt, während es auf der Südhalbkugel kälter und dunkler ist. Da sich die südliche Hälfte zur Sonne neigt, erhalten die dortigen Gebiete mehr Sonnenlicht als die obere Hälfte des Planeten.
Gebiete am Äquator erhalten das ganze Jahr über mehr Sonnenlicht, sodass nahegelegene Gebiete wie Südkalifornien oder die Sahara über eine höhere Sonnenenergie verfügen als Orte näher an den Erdpolen wie Alaska. Auch an bewölkten oder regnerischen Tagen haben Solar-Elektroautos Schwierigkeiten, ausreichend Sonnenlicht zu sammeln. Selbst viele riesige Solarparks müssen für Zeiten einplanen, in denen die Sonne nicht scheint. Autofahrer müssen sich auch nachts bewegen. Damit ein Solar-Elektrofahrzeug auch nach Einbruch der Dunkelheit fahren kann, muss es die tagsüber gesammelte überschüssige Energie nutzen und in Batterien speichern. Sonnenkollektoren und Batterien erhöhen das Gewicht des Fahrzeugs und schwerere Fahrzeuge benötigen zum Betrieb mehr Strom.
Forscher suchen nach Möglichkeiten, solarelektrische Fahrzeuge alltagstauglicher zu gestalten. Sie müssen eine Solarzelle entwickeln, die Sonnenlicht effizienter in Energie umwandelt und für Autos geeignet ist. Es ist auch wichtig, ein kostengünstiges System für Autos zu schaffen, damit es sich der Durchschnittskäufer leisten kann.
Derzeit ist die Option, die solarelektrischen Fahrzeugen am nächsten kommt, das Laden von Elektrofahrzeugen zu Hause oder an Ladestationen. Je nachdem, wie Strom erzeugt wird, kann ein Teil der in diese Fahrzeuge geladenen Energie aus Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, Wasserkraft oder anderen erneuerbaren Quellen stammen.
Ein Khang (Entsprechend Popsci)
