Forschen für die Energiewende - Solarzellen in Motorhauben von PKWs integriert

von Sophia Bächle

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. Forscherinnen und Forscher 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. In Kombination mit der MorphoColor® Technologie des Forschungsinstituts kann die solaraktive Fläche der Farbe des Autos angepasst werden. Besucherinnen und Besucher der IAA MOBILITY konnten die Photovoltaik-Motorhaube auf dem Fraunhofer Messestand in München besichtigen.

Die auf der IAA MOBILITY ausgestellte Motorhaube verfügt über 120 PERC-Schindel-Solarzellen mit einer Gesamtleistung von 115 Watt und ist in der Farbe Grau gehalten.

»Auf das Motorhauben-Blech eines in Deutschland oft verkauften PKW-Modells haben wir die Solarzellen aufgebracht, verschaltet und mit Folie laminiert«, sagt Dr. 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.«

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 ist der Einsatz jeder Solarzellen-Technologie möglich. Die Laminierung der Oberfläche mit Folie führt zu einer texturierten Oberflächenstruktur, die farblich durch 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«, sagt Dr. Martin 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. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten deshalb die Haftungseigenschaften verschiedener Materialkombinationen. Nach der Identifizierung geeigneter Materialien baute das Forschungsteam 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. Die auf der IAA MOBILITY ausgestellte Motorhaube mit einer Nennleistung von 115 Watt verfügt über 120 PERC-Schindel-Solarzellen und ist in der MorphoColor® Farbe Grau gehalten.