Warum sich Solarzellen auf Elektroautos (noch) nicht lohnen

Wenn man an gute Elektroautos denkt, denkt man an Tesla. Und wenn man an Tesla denkt, denkt man vermutlich auch an Solarenergie. Warum haben die Autos eigentlich keine Solarzellen auf dem Dach? Dafür muss man etwas rechnen!

Um zu berechnen wie viel Strom Solarzellen auf einem Tesla Model S bringen können braucht man: Die Größe der Solarzellen, die Effizienz der Zellen und die ungefähre Sonneneinstrahlung in Deutschland. Direkt vorab: Alles sind nur sehr grobe Rechnungen und Werte um eine grobe Ahnung von den Verhältnissen zu bekommen!

tesla-s-fläche

Die ungefähre Fläche des Model S kann man mithilfe der offiziellen Abmessungen und Skizzen bestimmen. Große, ebene Flächen sind die Motorhaube, das Dach und der Kofferraumdeckel. Mithilfe von Meter – Pixel – Meter Umrechnung kann man die grobe Fläche herausbekommen:

558 Pixel = 4979mm
1 Pixel = 8,924mm

Motorhaube
145 pixel breit * 105 pixel hoch -> 1,293m breit * 0,937m hoch = 1,212m²

Dach
78 pixel hoch * 127 pixel breit -> 0,696m hoch * 1,133m breit = 0,789 m²

Kofferraum
133 pixel breit * 85 pixel hoch -> 1,186m breit * 0,758 m hoch = 0,899m²

Dach + Kofferraum + Motorhaube
0,789 m² + 0,899m² + 1,212m² = 2,9m²

Das Model S bietet somit etwa eine Fläche von 2,9m² für Solarzellen. Die Effizienz von SolarCity Zellen beträgt derzeit 22%. Das bedeutet, dass 22% der Sonnenenergie, welche auf die Zellen trifft, in Strom umgewandelt wird. Ein offizieller Wert für die Sonnenenergie pro Quadratmeter ist die Solarkonstante. Diese sagt aus, dass die Sonnenenergie pro Quadratmeter weltweit im Schnitt bei 1367 Watt liegt. Wikipedia verrät, dass im Sommer ungefähr 700 W/m² und im Winter 247W/m² tatsächlich auf dem Boden ankommen. Hiermit kann man wieder etwas rechnen:

Sommer: 700W * 2,9m² * 0,22 = 446 Watt
Winter: 247W *2,9m² * 0,22 = 157 Watt
Mittelwert: ~300 Watt

Der neue Tesla Model S P100D hat einen Akku mit 100kWh und kann – nach amerikanischem Fahrzyklus – damit maximal 507 Kilometer weit fahren. Ein Kilometer verbraucht somit etwa 197 Watt. Da die Solarzellen pro Stunde Sonnenschein etwa 157 Watt liefern kann schon leicht abschätzen, dass die Fläche des Autos bei weitem nicht reicht um den Verbrauch zu decken.

Nach 6 Stunden Sonnenschein würde man gerade einmal 12 Kilometer weit fahren können. Das ist selbst für Kurzstrecken ein sehr niedriger Wert.

Die hohen Kosten für Solarzellen in einem Elektroauto lohnen sich somit kaum, insbesondere wenn man die Möglichkeiten des kostenlosen Ladens bei Superchargern und dem relativ niedrigen Strompreis damit vergleicht. Auch wenn Solarzellen sehr logisch erscheinen, sind sie derzeit einfach nicht effektiv genug, um die hohen Anpassungskosten zu rechtfertigen. Im Jahr 2016 bleibt es somit eine teure Spielerei und wird es auch in den nächsten Jahren kaum zu einer Ausstattungsvariante von Elektroautos schaffen.

Quellen:
tesla.com solarcity.com scienceblogs.de de.wikipedia.org teslamag.de cars.com

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