Warum sind solarbetriebene Elektroautos nicht auf den Straßen zu finden?

[Anzeige_1]

Aufgrund der Hindernisse bei der Stromerzeugung vor Ort und der Installationskosten ist es derzeit sehr schwierig, solarbetriebene Elektroautos populär zu machen.

Solar-Elektroauto nimmt an der World Solar Challenge teil. Foto: Composite World — Solar-Elektroauto nimmt an der World Solar Challenge teil. Foto: *Composite World*

Solarbetriebene Elektroautos gibt es tatsächlich, und der beste Ort, um sie zu sehen, ist die World Solar Challenge, ein alle zwei Jahre stattfindendes Rennen in Australien. Die Teilnehmer fahren rund 3.000 Kilometer (1.800 Meilen) von Darwin an der Nordküste Australiens nach Adelaide an der Südküste, nur angetrieben von der Sonne. Viele der Rennwagen sehen eher aus wie aus einem Freizeitpark oder Science-Fiction -Film als wie etwas, das man auf der Straße sieht. Das könnte laut Popular Science erklären, warum solarbetriebene Elektroautos noch keine alltägliche Option sind, zumindest noch nicht.

Obwohl tagsüber viel Sonnenlicht auf die Erde trifft, wird es beim Durchgang durch die Atmosphäre gestreut und erreicht den Boden daher nur relativ niedrig. Im Durchschnitt beträgt die Energiemenge des Sonnenlichts, ohne Berücksichtigung der Jahreszeiten, etwa 342 Watt/m², was ausreicht, um einen herkömmlichen Kühlschrank zu betreiben. Autos gibt es in verschiedenen Größen, aber ein amerikanisches Auto in Standardgröße ist etwa 5,5 Meter lang und 1,8 Meter breit. Es verfügt also über eine Oberfläche von etwa 9 bis 10 Quadratmetern, die etwa 3.420 Watt Energie sammeln kann – ausreichend für den Betrieb eines Kühlschranks, eines Geschirrspülers und einer Mikrowelle.

Solarparks, die Städte und Gemeinden mit Strom versorgen, nutzen Millionen von Solarmodulen auf Tausenden von Hektar. Einige Anlagen in Wüstengebieten nutzen Spiegelanordnungen, um die Sonnenenergie zu bündeln. Ein normales Auto verfügt jedoch nicht über genügend Oberfläche, um viel Sonnenenergie zu sammeln.

Ein weiteres Problem ist die geringe Effizienz heutiger Solarmodule bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Sie erreichen typischerweise nur einen Wirkungsgrad von etwa 20 %, d. h. sie wandeln etwa ein Fünftel der einfallenden Sonnenenergie in elektrischen Strom um. Das bedeutet, dass die 3.420 Watt Sonnenenergie, die auf ein typisches, mit Solarmodulen bestücktes Auto treffen, dem Auto nur etwa 684 Watt Strom liefern. Ein Elektrofahrzeug hingegen benötigt 20.000 Watt, um 100 km/h zu fahren.

Die Fahrzeuge der World Solar Challenge sind typischerweise groß und so konstruiert, dass sie eine möglichst große Oberfläche haben. Dadurch können sie möglichst viel Sonnenlicht einfangen. Für ein Konzeptfahrzeug ist das in Ordnung, doch die meisten Prototypen haben außer dem Fahrersitz weder Fenster noch anderen Platz.

Ein weiteres Problem ist, dass Geographie, Tageslichtstunden und Wetterbedingungen die Menge der Solarenergie beeinflussen. Da die Erde eine Neigung ihrer Achse hat, erhalten nicht alle Gebiete gleichzeitig die gleiche Menge Sonnenlicht. Ist die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt, ist die obere Hälfte des Planeten stärkerem Sonnenlicht ausgesetzt, während es auf der Südhalbkugel kühler und dunkler ist. Ist die Südhälfte zur Sonne geneigt, erhalten die Gebiete dort mehr Sonnenlicht als die obere Hälfte des Planeten.

Äquatorregionen erhalten das ganze Jahr über reichlich Sonnenlicht, sodass nahe gelegene Gebiete wie Südkalifornien oder die Sahara über mehr Solarenergie verfügen als Orte in der Nähe der Pole, beispielsweise Alaska. Auch solarbetriebene Fahrzeuge haben an bewölkten oder regnerischen Tagen Schwierigkeiten, genügend Sonnenlicht zu sammeln. Selbst große Solarparks müssen Zeiten einplanen, in denen die Sonne nicht scheint. Autofahrer müssen nachts fahren. Um ein solarbetriebenes Fahrzeug auch nach Einbruch der Dunkelheit betriebsbereit zu halten, muss es die tagsüber gesammelte überschüssige Energie nutzen und in Batterien speichern. Solarmodule und Batterien erhöhen das Gewicht des Fahrzeugs, und schwerere Fahrzeuge benötigen mehr Strom zum Betrieb.

Forscher arbeiten daran, solarbetriebene Elektrofahrzeuge alltagstauglicher zu gestalten. Dazu müssen sie Solarzellen entwickeln, die Sonnenlicht effizienter in Energie umwandeln und in Autos passen. Wichtig ist auch, dass die Systeme für den durchschnittlichen Autokäufer erschwinglich sind.

Das, was einem Solar-Elektroauto am nächsten kommt, ist ein Elektrofahrzeug, das zu Hause oder an einer Ladestation aufgeladen wird. Je nach Stromerzeugung könnte ein Teil der Energie, die diese Autos antreibt, aus Solarmodulen, Windturbinen, Wasserkraft oder einer anderen erneuerbaren Quelle stammen.

An Khang (laut Popsci )

[Anzeige_2]
Quellenlink