Der Berliner Hersteller von kundenspezifisch angefertigten Solarmodulen Opes Solutions hat eine nachhaltige Lösung für die Integration der Photovoltaik in Fahrzeuge entwickelt. Dabei handelt es sich um Leichtbaumodule, die komplett ohne Glas auskommen. Statt dessen nutzt Opes Solutions recyceltes Polyethylen (PET), Plastik, das vorher aus dem Meer gefischt wurde. Daraus stellt das Unternehmen mit einem neu entwickelten Herstellungsprozess strukturiertes Kompositplatten her, zwischen die die kristallinen Solarmodule eingebettet werden.
Energieautarkes Minihaus
Die Module sind so leicht und flach, dass sie sich für den Einsatz in Fahrzeugen eignen. Diese werden nun erstmals in den Anhänger des internationalen Projekts Solar Butterfly genutzt. Dies ist ein mobiles Haus, das zunächst wie ein großer Pkw-Anhänger aussieht. Er ist komplett mit Solarmodulen eingekeidet. Doch das Besondere ist, dass innerhalb des Anhängers zwei weitere Module integriert sind, die seitlich ausgefahren werden können. Gleichzeitig werden die üppigen Solarflächen nach oben geklappt. Auf diese Weise wird das dadurch entstehende Minihaus komplett Energieautark.
Leichtgewichte mit viel Leistung
SolarButterfly/Opes Solutions
Die Module von Opes Solutions erfüllen die Kriterien für die Integration in den Solar Butterfly. Mit einer Gesamtleistung von 15,2 Kilowatt liefern sie pro Tag ausreichend Strom, um den Solar Butterfly mit einem Elektroauto mehrere Hundert Kilometer weit zu ziehen und das im Anhänger integrierte Mobilhaus autark zu betreiben. Mit einem Gewicht von 4,7 Kilogramm pro Quadratmeter sind sie um 55 Prozent leichter als herkömmliche Solarmodule, was für mobile Anwendungen entscheidend ist. Der Wirkungsgrad der verwendeten Solarzellen liegt dennoch bei hohen 24 Prozent.
Module sind vollständig integriert
Mit der Nutzung im Solar Butterfly zeigt Opes Solutions, dass die Integration von Photovoltaik in Fahrzeuge möglich ist und was es bedeutet, den Materialverbrauch zu reduzieren und nachhaltige Komponenten zu verwenden. Denn hier sind die Photovoltaikmodule keine zusätzlichen Komponenten, die nachträglich eingebaut werden. Vielmehr sind sie vollständig integriert, bilden die energieerzeugende Hülle des Fahrzeugs und ersetzen damit herkömmliche Materialien. Wie in der Fahrzeugindustrie ist es dabei entscheidend, das Gewicht zu verringern und gleichzeitig die strukturelle Stabilität zu erhalten.
20 Gigawatt Solarleistung in europäische Fahrzeughüllen integrieren
Damit hat Opes Solutions eine Lösung entwickelt, um die Dekarbonisierung des Verkehrssektors zu beschleunigen. „Global betrachtet sind die Energieerzeugung und der Verkehr die beiden Sektoren mit den mit Abstand größten CO2-Emissionen“, erklärt Robert Händel, Geschäftsführer von Opes Solutions. „Die fahrzeugintegrierte Photovoltaik ist das Schweizer Taschenmesser, das beide Probleme direkt an der Quelle adressiert. Betrachtet man die jährliche Zahl der Neuzulassungen von Fahrzeugen allein in Europa, so kann die nutzbare Dachfläche von Pkw, Bussen und Lkw mehr als 20 Gigawatt an Solarenergie liefern. Es ist klar, dass wir dabei von Anfang an über nachhaltige Materialien nachdenken müssen“, betont er.
VIPV ist ein Standbein von Opes Solutions
Opes Solutions hat schon viel Erfahrung mit Sonderlösungen für autarke Energieversorgung gesammelt. Seit 2021 konzentriert sich das Unternehmen auch auf die Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (Vehicle integratet PV – VIPV). Dazu haben die Berliner zusammen mit dem Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) entsprechende Materialkombinationen entwickelt. Die Basiskonstruktion des Meeresplastiksolarmoduls basiere dabei auf einer selbst entwickelten Technologie, die OPES Solutions für seinen bereits in Produktion befindlichen VIPV-Modultyp Solshell verwende. Diese dienen nicht nur der Stromproduktion. Sie haben zudem gute wärmedämmende Eigenschaften, um den Innenraum von Fahrzeugen kühl zu halten und damit den Energieverbrauch von Elektroautos im Sommer zu verringern. Die Module erhöhen auch die Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen. Dadurch bleiben die Verbindungen der Solarzellen dauerhaft intakt.
Layout für Teilverschattung und Schwachlicht optimiert
Das Unternehmen hat die Haltbarkeit der Module intensiv getestet. „Unsere Schwingungsprüfmaschine hat in den letzten Jahren rund um die Uhr mit kompletten Fahrzeugdächern gearbeitet, bis wir die perfekte Solarzelleneinbettung und Verschaltungstechnik gefunden haben“, sagt Robert Händel. Zudem hat das Unternehmen eine besondere Anordnung der Soalrzellen in Clustern gefunden. Dadurch und durch die integrierten Bypassdioden wird die Leistungsabgabe der Solarzellen, die das Unternehmen von Longi bezieht, für Teilverschattung optimiert und das Schwachlichtverhalten verbessert. (su)
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