E-Mobilität: Solarstrom von der Motorhaube

Photovoltaik in Motorhaube eines PKW integriert — Die Motorhaube verfügt über 120 PERC-Schindel-Solarzellen mit einer Gesamtleistung von 115 Watt und ist in der Farbe Grau gehalten. Besucher der IAA MOBILITY können die PV-Motorhaube vom 5.-11. Sept. 2023 auf dem Fraunhofer Messestand (Halle B1.D11) in München besichtigen. (Bildquelle: © Fraunhofer ISE)

Photovoltaik-Autodächer aus Glas sind schon bekannt, nun hat ein Forscherteam Solarzellen in Motorhauben von PKWs integriert. Das bringt mehr Kilowatt und die solaraktive Fläche kann sogar der Farbe des Autos angepasst werden.

04.09.2023 – In den letzten Jahren präsentierten bereits einige Autohersteller erste Fahrzeug-Modelle mit integrierter Photovoltaik im Dach. Das Fahrzeugdach ist die am einfachsten nutzbare Fläche für die Erzeugung von Solarstrom an Bord. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE gingen nun einen Schritt weiter. Im Rahmen zweier öffentlich geförderter Forschungsprojekte integrierten sie Solarzellen in die Standard-Blechmotorhaube eines PKWs.

„Auf das Motorhauben-Blech eines in Deutschland oft verkauften PKW-Modells haben wir die Solarzellen aufgebracht, verschaltet und mit Folie laminiert“, erläutert Martin Heinrich, Koordinator für PV-Mobilität am Fraunhofer ISE. „Dafür wurde der Laminierungsprozess sorgfältig optimiert, um Luftspalte zu minimieren, Faltenbildung des Folienmoduls aufgrund der gebogenen Oberfläche zu vermeiden und die Gesamtintegrität der Motorhaubenstruktur zu erhalten.“

In Kombination mit der MorphoColor® Technologie des Forschungsinstituts kann die solaraktive Fläche der Motorhaube an die Farbe des Autos angepasst werden. (Bildquelle: © Fraunhofer ISE). Besucher der IAA MOBILITY können die PV-Motorhaube vom 5.-11. September 2023 auf dem Fraunhofer Messestand (Halle B1.D11) in München besichtigen.

Das Team des Fraunhofer ISE nutzte für seine Prototypen wahlweise IBC, PERC-Schindel und TOPCon-Schindel-Solarzellen, um die vorhandene Fläche auf der Motorhaube möglichst gut zu nutzen. Grundsätzlich sei der Einsatz jeder Solarzellen-Technologie möglich, berichten die Forschenden.

Die Laminierung der Oberfläche mit Folie führe zu einer texturierten Oberflächenstruktur, die farblich durch sog. MorphoColor® Technologie an die Fahrzeugfarbe angepasst werden kann. „Das sieht schon jetzt sehr gut aus, aktuell arbeiten wir daran, die Oberflächenerscheinung noch weiter zu verbessern. Dafür suchen wir Projektpartner, die an einer gemeinsamen Entwicklung Interesse haben“, berichtet Heinrich.

Neben der gebogenen Form ist auch der Untergrund aus Metall – in diesem Fall Blech – anstelle einer klassischen Rückseite aus Folie oder Glas für das Motorhauben-PV-Modul besonders, erklärt der Forscher. Das Team untersuchte deshalb die Haftungseigenschaften verschiedener Materialkombinationen.

Nach der Identifizierung geeigneter Materialien bauten sie Prototypen mit verschiedenen Stückzahlen an Solarzellen sowie unterschiedlicher Zell- und Verschaltungstechnologien. Alle Prototypen testete das Team intensiv im Labor, um die elektrische Leistung, die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der PV-Motorhauben-Demonstratoren sicherzustellen.

Neue Technologie auch für Dachintegration möglich

„Die Technologie wäre auch für Metalldächer von Fahrzeugen anwendbar. Das hätte den Vorteil, sehr viel leichter zu sein als Photovoltaik-Autodächer aus Glas“, erläutert Harry Wirth, Bereichsleiter Power Solutions am Fraunhofer ISE. „Eine Erweiterung der technischen Möglichkeiten für die Integration von Photovoltaik in Fahrzeughüllen wird immer mehr Kunden überzeugen, hier gibt es noch viel Potenzial zu heben.“