Die Sonne ist der Mittelpunkt unseres Sternensystems – eine gigantische, glühende Kugel, die hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht und 1,3 Millionen Mal größer ist als die Erde. Aufgrund ihrer enormen Größe macht sie 99,86 Prozent der Gesamtmasse des Sonnensystems aus. Da sie in ihrem Inneren durch Kernfusionsprozesse ständig Energie erzeugt, ist sie die mit Abstand wichtigste Energiequelle für Leben auf unserem blauen Heimatplaneten. Theoretisch liefert die Sonne in einer Stunde mehr Energie, als alle Menschen in einem Jahr verbrauchen. Warum nutzen wir das nicht einfach?
Okay, natürlich nutzen wir diese Art der Energiegewinnung bereits. Solartechnik gibt es schon seit 180 Jahren, auch wenn sie damals von vielen Wissenschaftlern aufgrund der Dominanz von Energietechnologien, die auf der Verbrennung von Kohle basieren, abgelehnt wurde. Aber Zeiten ändern sich, Solarenergie ist eine der nachhaltigsten Formen der Stromgewinnung. Und dies macht sich auch das Münchner Start-up Sono Motors mit seinem Solar-Elektroauto Sion zu nutze.
Energie zu erzeugen, indem man ein bestimmtes Material dem Licht aussetzt, ist nichts Neues. Genauso wenig ist es neu, Solarzellen auf Fahrzeugen anzubringen. Laut dem amerikanischen Bundesamt für Volkszählung demonstrierte der Ingenieur William G. Cobb von General Motors bereits im Jahr 1955 sein erstes Konzept für Solarmobilität.
Heute ist es das Ziel von Sono Motors, ein Auto zu entwickeln, das die Vorteile der Solarenergie nutzt und uneingeschränkt alltagstauglich ist. Um das zu erreichen, haben hat das Unternehmen eine eigene Technologie entwickelt, die sich vor allem durch die Integration der Zellen in die Karosserie unterscheidet. Das Zauberwort lautet „Spritzgießen“. Das Spritzgießen ist ein Fertigungsverfahren, mit dem man komplexe Formstücke aus Polymeren herstellen kann. Dazu verwendet man eine Form, in die eine heiße Polymerschmelze eingespritzt wird, um die benötigte Komponente zu formen. Fast alle Polymerteile um uns herum werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Es ist ein sehr schneller Herstellungsprozess, der eine geringe Ausschussrate und komplexe Geometrien ermöglicht.
Für die Anwendung im Solar-Elektroauto hat Sono Motors ein besonderes Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, die Solarzellen in die Spritzgussform zu integrieren und sie so während der Produktion in die Polymermatrix der Karosserieteile quasi einzubacken. Hierbei handelt es sich um eine patentierte Technologie, mit der das Unternehmen eine nahtlose Integration der monokristallinen IBC-Solarzellen in die Karosserieteile des Autos erreicht.
Dieser Prozess erlaubt es, auf Glas, eine Rückwand, eine Anschlussbox oder einen Aluminiumrahmen zu verzichten. Das Glas wird durch ein transparentes Thermoplast ersetzt, während der Aluminiumrahmen, die Rückwand und die Anschlussbox durch ein nicht-transparentes Thermoplast ersetzt werden. So sind die Solarpaneele durch die spezielle Polymerbeschichtung vor äußeren Einflüssen geschützt, was eine Vielzahl von Vorteilen mit sich bringt: Die Paneele haben eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen physikalische Stöße und sind weitestgehend bruchsicher. Zusätzlich kann so das Gewicht der Solarmodule im Vergleich zu herkömmlichen Glasmodulen um mehr als 50 Prozent reduziert werden. Das macht die Paneele nicht schwerer als herkömmliche Karosserieteile. Darüber hinaus sorgen die getestete Materialauswahl und die Solarzellentechnologie für maximale Effizienz, einen höheren Ertrag auf kleinen Flächen und eine nahtlose Integration in die Außenhaut des Fahrzeugs. Dort sind die Solarzellen kaum zu sehen.
Die Sonne – eine unendliche Energiequelle?
Wissenschaftler schätzen, dass die Sonne noch mindestens fünf Milliarden Jahre lang die Erde mit Energie versorgen wird. Danach wird ihr der Wasserstoff ausgehen und sie wird zu einem sogenannten Roten Riesen. Das gibt uns mehr als genug Zeit, um das Potenzial der Sonnenenergie für alle möglichen Anwendungen zu nutzen. Verschiedene Marktstudien haben ergeben, dass der Bedarf an Solartechnik in den kommenden Jahren immer weiter wachsen wird. Der IDTechEx-Bericht über Solarfahrzeuge besagt beispielsweise, dass die Anzahl von Solarautos in den nächsten zwanzig Jahren (2021-2041) von 5300 auf fast drei Millionen steigen soll. Allein dieser Markt soll im gleichen Zeitraum einen Wertzuwachs von 0,2 Milliarden Dollar auf 39,5 Milliarden Dollar erfahren.
Dank seiner Technologie sieht sich Sono Motors auf dieses Wachstum mehr als gut vorbereitet. Ihr größter Vorteil ist ihre Flexibilität, die es ermöglicht, sie in die verschiedensten Oberflächen zu integrieren. Bei mittelgroßen Elektrofahrzeugen wie dem Sion helfen bereits Solarzellen mit mehr als 1 kWp, die Reichweite zu erhöhen und die Abhängigkeit vom Stromnetz zu reduzieren. Bei nicht-elektrischen Fahrzeugen kann die Solartechnologie alle Hilfssysteme wie Kühlsysteme oder Klimaanlagen mit Strom versorgen und so die Betriebskosten reduzieren.
Für den Sion hat das Unternehmen ausgerechnet, dass in München ein LCOE (Stromerzeugungskosten) von 12 Cent je kWh erreicht werden kann. Das ist weit unter den Preisen einer herkömmlichen Ladestation. Außerdem lassen sich damit in den ersten acht Jahren gut 20 Prozent der Gesamtbetriebskosten des Fahrzeugs reduzieren, da durchschnittlich mehr als 5000 Kilometer pro Jahr kostenlos zurückgelegt werden können. Energie aus der Sonne ist einfach billiger als aus dem Netz.
Sono Motors nennt diese vielseitig einsetzbare Lösung Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV). Vereinfacht ausgedrückt, versorgt sie jedes Fahrzeug, das Energie benötigt, mit kostenlosem Strom, und das auf die ganzheitlichste und ökologischste Art und Weise. Sie kann an alle Arten von Transportmitteln angepasst werden – von Autos, Vans, LKWs, Anhängern, Bussen bis hin zu Zügen, Yachten und Kreuzfahrtschiffen. Auf der diesjährigen Consumer Electronics Show hat das Start-up einen möglichen Anwendungsfall bereits vorgestellt – den Sono Solar Trailer.
Ein möglicher Einsatzbereich: ein mit Solarzellen bedeckter Anhänger
Berechnungen haben gezeigt, das bei einer nutzbaren Fläche von 115 Quadratmetern – also das Dach und die Seiten des LKW-Anhängers – im Standort München durchschnittlich 38 kWh pro Tag erzeugt werden können. Damit könnte ein LKW von entsprechender Größe jährlich 16.990 Kilometer nur mit Solarenergie zurücklegen. Dies seien konservative Rechnungen, das tatsächliche Ergebnis könne je nach Sonnenstunden sogar noch höher ausfallen.
Seit seiner Präsentation auf der CES im Januar habe Sono Motors weitere Fortschritte in der Technologieentwicklung gemacht. Einer der größten Schritte war, die Batterie des Sion in Echtzeit während der Fahrt zu laden. Wie für das Serienfahrzeug vorgesehen, zeigte das Infotainmentsystem die korrekte Anzahl der erzeugten Leistung, Spannung und Stromstärke an. Neben dem technologischen Fortschritt sehe das Start-up auch, dass sich immer mehr Menschen für das Konzept interessieren. Wie der IDTechEx-Report zeigt, wächst der Bedarf an nachhaltiger Energie und damit auch an nachhaltiger Mobilität.
Quelle: Sono Motors – Pressemitteilung vom 22.03.2021
