Einige Automobilhersteller haben in den letzten Jahren bereits erste Automodelle vorgestellt, die mit dachintegrierten Photovoltaikmodulen ausgestattet sind. Das Dach ist die am einfachsten zu nutzende Fläche zur Erzeugung von Solarenergie an Bord. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE sind noch einen Schritt weiter gegangen und haben Solarzellen auch in die Motorhauben von Autos integriert.

In zwei staatlich geförderten Forschungsprojekten haben Forscher des Fraunhofer ISE Solarzellen in die serienmäßige Metallmotorhaube eines gewöhnlichen Pkw integriert. „Wir haben die Solarzellen auf der Motorhaube eines beliebten Automodells in Deutschland angebracht. Wir haben sie miteinander verbunden und mit Folie gerollt. Das sagt Dr. Martin Heinrich, Koordinator Photovoltaik-Mobilität am Fraunhofer ISE. „Um dies zu erreichen, haben wir den Walzprozess sorgfältig optimiert. Dies war notwendig, um Lufteinschlüsse zu minimieren und eine Faltenbildung des Plattenmoduls zu verhindern. Dies kann aufgrund der gekrümmten Oberfläche auftreten. Wir mussten auch die Gesamtintegrität der Dachkonstruktion aufrechterhalten.

Auswahl von Solarzellen

Um die auf der Kappe verfügbare Oberfläche optimal zu nutzen, baute das Team des Fraunhofer ISE seine Prototypen mit einer Auswahl von IBC-, PERC- und TOPCon-Solarzellen. Prinzipiell ist jede Solarzellentechnologie einsetzbar. Durch die Kaschierung der Oberfläche mit Folie entsteht eine strukturierte Oberflächenstruktur. Dank der MorphoColor-Technologie ist eine Anpassung an die Fahrzeugfarbe möglich. „Dadurch haben wir bereits eine sehr gute Ästhetik erreicht“, fährt Dr. Henri fort. „Und wir arbeiten derzeit daran, die Optik der Oberfläche noch weiter zu verbessern. Hierfür sind wir aktiv auf der Suche nach Projektpartnern, die an einer gemeinsamen Entwicklung interessiert sind.

gewölbte Form

Neben seiner geschwungenen Form ist das Substrat auch einzigartig für das Photovoltaikmodul der Haube. Tatsächlich besteht es aus Blech und nicht aus einer klassischen Rückseite aus Blech oder Glas. Dies veranlasste Wissenschaftler dazu, die Klebeeigenschaften verschiedener Materialkombinationen zu untersuchen.

Prototypen

Nachdem das Forschungsteam geeignete Materialien identifiziert hatte, baute es Prototypen mit unterschiedlichen Mengen an Solarzellen und unterschiedlichen Zell- und Verbindungstechnologien. Das Team hat alle Prototypen im Labor gründlich getestet, um die elektrische Leistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Photovoltaik-Hauben-Demonstratoren zu gewährleisten. Die 115-Watt-Haube enthält über 120 PERC-Schindelsolarzellen und ist in MorphoColor Grey gehalten.

Fahrzeugdächer

„Die Technologie lässt sich auch auf Metalldächer von Fahrzeugen anwenden. Der Vorteil ist, dass sie viel leichter sind als Photovoltaik-Glasdächer. Das sagt Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Power Solutions am Fraunhofer ISE. „Die Erweiterung der technischen Möglichkeiten zur Integration von Photovoltaikenergie in Fahrzeugstoßstangen wird immer mehr Kunden ansprechen. Hier gibt es noch viel Potenzial auszuschöpfen. »

HauteLite

Die Entwicklung der PV-Haube ist Teil des Forschungsprojekts „HighLite“. Dieses Projekt wurde durch das Horizon 2020-Programm der Europäischen Union und das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Forschungsprojekt „3D – PV-Module mit Grundriss für integrierte Photovoltaik“ gefördert.

Eröffnungsfoto: Die Motorhaube des 115-Watt-Fahrzeugs ist mit über 120 PERC-Schindelsolarzellen ausgestattet und in MorphoColor Grey gehalten. (Foto: Fraunhofer ISE)