Ich finde die Solarzellen zur Zeit einfach nur unnötig. Um die effizient zu nutzen, muss das Auto in der Sonne stehen. Da man nicht in einen Backofen einsteigen will, muss man klimatisieren. Alleine das dürfte mehr Energie kosten, als die PV erzielt hat.
Aber wer weiß: Vielleicht gibt es da auch in den nächsten Jahren bahnbrechende Entwicklungen und man muss neu drüber nachdenken.
Die Berechnung des PV Solarertrages pro Jahr im Artikel von InsideEVs ist Blödsinn! Mit der dort veranschlagten Sonnenscheindauer von 1544 h/a darf man nicht rechnen, da die Sonne nicht immer „mit Vollgas“ scheint!
In der Energietechnik gibt es dafür den Begriff der Volllaststunden. Dabei wird der jährliche Gesamtenergieertrag auf die Nennleistung umgerechnet (bei PV wäre das die Peakleistung der Module => beim Hyundai 205 W). Wikipedia: Volllaststunde
In DE kann man durchschnittlich mit ca. 900 Vollaststunden pro Jahr rechnen. Damit könnte man also im idealisierten Fall nur etwa 185 kWh erzeugen. Dafür müsste das Solardach immer genau nach Süden und im optimalen Winkel ausgerichtet sein (ca. 35 Grad).
Das Solardach auf einem Auto dürfte i.d.R. wagerecht liegen. Selbst wenn das Auto immer draußen in der Sonne stünde verliert man damit ca. 13% des möglichen Maximalertrages. Damit bleiben im besten Fall 160 kWh/a. Bei einem Strompreis von 32 ct/kWh sind das gut 50 Euro/a. Bei einem Aufpreis von 1.290 Euro für das Solardach müsste dieses also ca. 25 Jahre Strom erzeugen (… immer schön sauber, ohne Degradation, ohne Hagelschaden,…).
Ich hatte „unerfüllbare Wünsche“ so interpretiert, dass dies Dinge sind die der Fahrzeughersteller nicht realisiert/nicht realisieren will (z.B. weil das für ihn unwirtschaftlich wäre).
Beim PS2 wäre sowas z.B. ein besserer Cw-Wert (konstruktiv vielleicht beim nächsten Modell?), eine schmalere Mittelkonsole vorne (mit besser platzierten Becherhaltern), eine funktionierende Verkehrszeichenerkennung, ein sauber regelndes ACC, ein Headup-Display, ein CD mit schmaleren Rändern,…
Eine sinnvolles und wirtschaftliches Solardach gehört für mich da weniger dazu. Um hier wirklich nennenswert Zusatzenergie zu gewinnen, müsste das Solardach deutlich größer sein (so ca. ab 10 m2), oder sich die Wirkungsgrade von Solarzellen auf über 80% bewegen (aktuell liegen die besten verfügbaren Module bei 20…22%). Die auf der Erdoberfläche ankommende Solarstrahlung liegt nun mal bei 1.000W/m2. Bei 20% Wirkungsgrad bleiben da halt nur 200W/m2 übrig (unter idealen Bedingungen) - das ist nun mal die physikalische Realität!
Wenn man allerdings „unerfüllbare Wünsche“ deutlich weiter interpretiert, kann man sich auch noch andere, zumindest auf absehbare Zeit unerfüllbare, Dinge wünschen, wie z.B.:
einen Fahrzeugakku mit 500 kWh, der nur 50 kg wiegt und nur 50 dm3 Bauvolumen benötigt (angelehnt an die Energiedichte eines vollen Benzin-/Dieseltanks)
einen Energieverbrauch von 1 kWh/100 km
dabei eine Beschleunigung von 1,0 Sekunden auf 100 km/h
Ich beziehe aus 2 Paneelen mit 570 Wp im Jahr deutlich mehr als 500 kWh.
Ja, in Bayern, Südausrichtung und 45°.
Und auch wenn mein PS2 nicht das ganze Jahr in der prallen Sonne am Hang steht, bin ich überzeugt, dass PV im Glasdach kein Hirngespinnst ist.
Es ist MEIN Wunsch und MIR würde es gefallen.
Nicht mehr, aber auch nicht weniger.
Zur Einordnung: die 1000W/m² beziehen sich auf das gesamte Spektrum des Lichts. Für den Photoelektrischen Effekt lassen sich davon nur ca. 40% überhaupt nutzen, da die infraroten Anteile zu wenig Energie haben, um ein Elektron auf die andere Seite des Halbleiters zu schubsen, während die ultravioletten Teile mehr Energie haben, als dafür nötig wäre, und sich diese überschüssige Energie nicht nutzen lässt. Dann gibt es Faktoren wie Reflexion, Platzbedarf für die Sammelschienen, Verluste elektrische Widerstände - gerade auch wenn die Zelle sich erwärmt. Die Angabe von 20 -22% Wirkungsgrad klingt danach, als gäbe es da noch sehr viel Potenzial, aber in Wirklichkeit ist das schon verdammt gut! Eine Vervielfachung des Wirkungsgrades bei der Photovoltaik wird es niemals geben! Was stand heute technisch nicht sinnvoll ist, wird es auch in Zukunft bleiben!
Aus zwei Paneelen mit 570Wp gut 500 kWh/a zu „erzeugen“ passt doch gut zu den üblichen Faustwerten: pro kW installierter Parkleistung kann man mit einem jährlichen Ertrag von ca. 1.000 kWh rechnen - eine einigermaßen optimale Ausrichtung vorausgesetzt.
Das ist die physikalische Begründung, warum derzeit nicht viel mehr als maximal 20…25% PV-Wirkungsgrad erreichbar sind. An den theoretisch möglichen Wirkungsgrad wird man sich versuchen anzunähern. Darüber wird man nach heutigem Kenntnisstand aber eher nicht kommen können.
…komisch dass es dann PV-Zellen mit über 40% Wirkungsgrad gibt.
Aber eben nicht auf Si-Basis sonder nur mit Verbindungshalblietern.
Die Limitierung auf 25% gilt für das reine Materialsystem Si
Stimmt schon, die Möglichkeit, verschiedene Halbleitermaterialen zu kombinieren um infrarote Anteile zu nutzen, habe ich unterschlagen. Dafür vergleichst Du den Wirkungsgrad auf Zellebene mit Modulebene.
Denfinitv nicht fürs Autodach nutzbar aber deine Aussage:
„Das ist die physikalische Begründung, warum derzeit nicht viel mehr als maximal 20…25% PV-Wirkungsgrad erreichbar sind.“
konnte ich so nicht stehen lassen
Ich würde das ganze noch kombinieren mit einer einzeln ansteuerbaren und nachregelnden Luftfederung, damit sich das Fahrzeug in der Neigung dem Winkel des Sonnenstandes anpassen kann.
Mit realistisch meinte ich das was man derzeit real kaufen kann - und keine Laborexperimente! Irgendwann wird das sicher Stand der Technik werden und auch für Autohersteller verfügbar sein.
An der Grundaussage ändert sich trotzdem nicht viel: angenommen ein Hersteller wie Hyundai (oder irgend ein anderer) baute sowas demnächst aufs Autodach. Wenn man mal von mindestens vergleichbaren Kosten ausgeht könnte man damit den Energieertrag vielleicht verdoppeln, das wäre angesichts des Energiebedarfs für den Fahrbetrieb eines BEVs immer noch viel zu wenig. Dann könnte man unter (meist unrealistischen und eher seltenen) Realbedingungen vielleicht 500 Watt Peakleistung aus einem Quadratmeter heraus holen.
Die Amortitationszeit für diesen Zusatzinvest würde sich dann auf bestenfalls 12 Jahre halbieren (ohne Berücksichtigung der notwendigen Kapitalisierungskosten).
Bezüglich einer zukünftigen Reichweitenverlängerung ist das doch ziemlich ernüchternd, was einem die Physik hier vorgibt. Nur um sich mal die Größenordnungen zu vergegenwärtigen kann man eine kurze Überschlagsrechnung anstellen:
Mal angenommen ein Fahrzeughersteller schafft es demnächst den Verbrauch unter Realbedingungen auf 10 kWh / 100 km zu senken. Bei einer angenommenen AB Durchschnittsgeschwindigkeit von 100 km/h würde man für eine Strecke von 100 km eine Stunde benötigen und dafür 10 kWh Energie benötigen, Um das mit einer am Fahrzeug montierten PV Anlage zu erzeugen müsste man bei 50 % Wirkungsgrad 20 m2 am Auto montieren (sämtliche Verluste nicht mitgerechnet).
Da bei einem üblichen Fahrzeugzuschnitt vielleicht 2 m2 effektive PV-Fläche möglich sind könnten hier unter Idealbedingungen vielleicht 1 kWh pro Stunde erzeugt werden. Das wären dann gerade mal 10% Reichweitenverlängerung. Berücksichtigt man alle ungünstigen realen Umgebungsvariablen (Ausrichtung der PV-Fläche zur Sonne, Wetter, Tages- und Jahreszeit, Verschmutzung, Abschattung, Verluste im System,…) wird man damit real deutlich weniger erzielen können.