Tiger auf dem Dach

Vielleicht lag es ja am „Tafelspitzsülzchen vom Ritzmaiser Weideochsen“ oder am guten Dunklen aus der Klosterbrauerei Weltenburg, dass Angela Merkel und Nicolas Sarkozy in Straubings Traditionsgasthof „Zur Geiss“ serviert bekamen. Nach monatelangem Streit kehrte plötzlich Friede ein – die beiden Regierungschefs einigten sich Anfang Juni bei ihrem Treffen in Niederbayern darauf, die europäischen Klimaschutzvorgaben für PKW im Grundsatz zu unterstützen. Ab 2012 sollen Neuwagen nicht mehr als durchschnittlich 120 Gramm Kohlendioxid pro Kilometer ausstoßen dürfen. Dabei sollen die Modellpaletten einzelner Hersteller als Ganzes betrachtet werden, VW zum Beispiel darf also die dicken CO2-Wolken des Touareg mit den lauen Lüftchen des VW Polo verrechnen.

Zufriedene Mienen zeigten die Lobbyisten des Verbandes der deutschen Automobilwirtschaft (VDA) angesichts dieser Einigung. Für Freude sorgte besonders, dass auch die so genannten „Eco-Innovations“, die nicht direkt mit der Motorleistung zusammenhängen, honoriert werden. Für den Einbau neuer, ökologischer Technik sollen bei der Berechnung der CO2-Emissionen sechs bis acht Gramm vom Kohlendioxidausstoß abgezogen werden. Doch was versteht die Bundesregierung unter solchen Öko-Innovationen? Vor allem eines: die Integration von Solarzellen ins Autodach.

Auf ein Neues also? Immerhin haben Autohersteller schon in den 90er Jahren einzelne Modelle mit Solar-Schiebedächern ausgestattet. Mazda nahm damals eine Vorreiterrolle ein, hat sich dann aber schon bald wieder von dieser Sonderausstattung verabschiedet, weil die Nachfrage ausblieb – die Japaner waren ihrer Zeit wohl einfach voraus. Längeren Atem zeigten deutsche Autobauer, die ihren Kunden auch heute noch für einzelne Modelle Solar-Schiebedächer als Sonderausstattung anbieten. So zum Beispiel Audi für seine Limousinen A6 und A8. Die Nachfrage halte sich jedoch in Grenzen, sagt Audi-Sprecher Udo Ruegheimer: „Offen gesagt: Solar-Schiebedächer werden nur selten bestellt.“ Beim A6 wurden nur knapp drei Prozent aller weltweit verkauften Fahrzeuge damit ausgestattet – insgesamt rund 7.000 Stück. Beim deutlich seltener nachgefragten A8 sieht es dagegen etwas anders aus, hier ist immerhin jede dritte Limousine mit Solarzellen unterwegs. Die gestiegenen Spritpreise haben die Nachfrage nicht spürbar belebt, erklärt Ruegheimer. Allerdings vermarktet Audi seine Solarausstattung auch nicht allzu aktiv, begründet der Audi-Sprecher die Zurückhaltung der Käufer. Ein Grund für das Desinteresse der Kunden könnte auch der Preis sein: 1.570 Euro kostet ein solches Schiebedach für den A6 – viel Geld für eine Leistung von 37 Watt. Deutlich billiger kommen da die Angebote der Ersatzteilhändler auf ebay: Ein gebrauchtes Schiebedach für eine A6-Limousine zum Beispiel ist dort bereits für 119 Euro zu haben.

Nachfrage wird explodieren

Beliefert werden die Ingolstädter Autobauer von Webasto Solar, das zu 64 Prozent dem Düsseldorfer Energiedach-Spezialisten Systaic gehört, der auch die Hauptverantwortung für die Entwicklung und Produktion trägt; die verbleibenden 36 Prozent liegen in den Händen des Automobilzulieferers Webasto. „Wir sind der einzige Anbieter, der solare Schiebedächer in Serie baut“, beschreibt Systaic-Pressesprecher Achim Zolke die Monopolstellung des Unternehmens, das mit diesen Produkten 2007 einen Umsatz von rund neun Millionen Euro erzielte. Insgesamt rund 30.000 Einheiten, alle mit Solarzellen von Sunways bestückt, verlassen momentan pro Jahr die Werkshallen im bayerischen Landsberg. Eingebaut werden sie vor allem in Modellen der Oberklasse, unter anderem auch im Maybach, im VW Phaeton oder im Bentley Coupé.

Nun sind 30.000 Solar-Schiebedächer bei jährlich rund 5,5 Millionen in Deutschland produzierten Autos nicht mehr als ein Tropfen auf den heissen Stein. Allerdings rechnet Zolke wegen der EU-Klimaschutzvorgabe für PKW damit, dass die Nachfrage nach dachintegrierten Photovoltaikzellen bald explodieren wird: „Wir gehen davon aus, dass wir unsere jährliche Fertigung mittelfristig mindestens verzwanzigfachen werden. Wir bauen die Produktionskapazitäten momentan aus, um für den Ansturm gerüstet zu sein“, erklärt Achim Zolke.

Eröffnet sich der Photovoltaikindustrie hier also ein neues Marktsegment? Auch Reinhard Wecker, Geschäftsführer des Automotive-Solarspezialisten Asola aus Isseroda bei Erfurt, zeigt sich optimistisch: „Die Einigung von Merkel und Sarkozy wird den Markt so richtig zum Laufen bringen!“ Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) stößt ins gleiche Horn: „Für spezialisierte Hersteller tut sich hier gerade ein interessanter Markt auf. Solardächer sind ein Schritt auf dem Weg zu solarer Mobilität. Namhafte Autokonzerne forschen derzeit intensiv an einer neuen Generation von Elektroantrieben und entsprechenden Energiespeichern und haben dabei die Photovoltaik als einzige dezentrale erneuerbare Energie fest im Visier“, erklärt Sebastian Fasbender. Allerdings, sagt Reinhard Wecker, werden sich nur wenige PV-Unternehmen eine Scheibe vom Kuchen sichern können: „Die Anforderungen der Automobilhersteller für die Serienproduktion unterscheiden sich um Längen von dem, was sonst in der Solarindustrie üblich ist – die zu erfüllen ist nicht einfach. Ein Beispiel: Die Autoindustrie testet bei bis zu 110 Grad, in der Solarindustrie sind 85 Grad die Regel.“ Unternehmen wie Webasto Solar, Asola oder auch der Kunststoff-Solar-Spezialist Sunovation/Sunplastic, die sich bereits seit Jahren mit der Entwicklung für den Automobil bereich beschäftigen, dürften damit erst einmal einen deutlichen Marktvorsprung genießen.

Die Leistung der rund 0,3 Quadratmeter großen Solarfläche im Schiebedach liegt bei maximal 50 Watt – ein Wert, mit dem sich nicht gerade Berge versetzen lassen. Was können Solarzellen hier überhaupt leisten? Am wirkungsvollsten sind sie, wenn sie die Kühlung des Wagens unterstützen. Bereits bei geringer Sonneneinstrahlung können sie das fahrzeugeigene Gebläse antreiben, ohne dass Batteriestrom fließt. Auf diese Weise wird auch bei ausgeschaltetem Motor Frischluft von außen in das Auto geführt, so dass sich das Innere des geparkten Fahrzeugs nicht so stark aufheizt. Immerhin erreichen die Innentemperaturen im Sommer bis zu 70 Grad. Die solarbetriebenen Gebläse senken die Temperatur um bis zu 25 Grad.

Weil mit der Vorkühlung die Innentemperatur beim Starten des Fahrzeugs niedriger liegt, kann die Klimaanlage mit geringerer Leistung und reduziertem Energiebedarf arbeiten, um die Wohlfühl-Temperatur zu erreichen. Da ist es natürlich praktisch, dass die Klimaanlage dann auf Hochtouren läuft, wenn auch die Sonneneinstrahlung am stärksten ist. Der Verband der deutschen Automobilwirtschaft sieht hier einen wichtigen Ansatzpunkt für die CO2-Reduktion: „Viele Klimaanlagen benötigen mitunter 0,3 bis 0,5 Liter Kraftstoff auf hundert Kilometern – wenn Solardächer diesen Verbrauch senken, ist das schon ein echter Beitrag zum Klimaschutz“, erklärt VDA-Sprecher Eckehart Rotter. Achim Zolke von Systaic rechnet während der Abkühlphase mit einer Ersparnis von 0,5 Litern Kraftstoff auf hundert Kilometern.

Da moderne Fahrzeuge mit immer mehr Bordelektronik ausgestattet werden, die auch etwas Strom verbrauchen, wenn das Auto nicht bewegt wird, können Solarmodule im Dach zudem die Batterie laufend nachladen. So steht auch nach längerem Stillstand des Fahrzeuges beim Start die volle Batterieleistung zur Verfügung. Allerdings ist die Treibstoffersparnis, die auf solarem Wege erzielt wird, laut ADAC äußerst gering.

Dachfläche als Kraftwerk

Richtig interessant wird die solare Ausrüstung erst, wenn nicht mehr nur das Schiebedach, sondern die ganze Dachfläche mit Modulen bedeckt wird.

„Mit herkömmlichen kristallinen Zellen sind dann Leistungen in einer Größenordnung von 200 bis 500 Watt problemlos möglich“, erklärt Markus Krall, Inhaber von Sunovation/Sunplastic. Bei einer etwa zwei Quadratmeter großen Dachfläche lässt sich der Kraftstoffverbrauch schon um etwa 0,2 Liter auf 100 km reduzieren. Krall denkt schon einen Schritt weiter: „Momentan geht es in unserer Entwicklungsarbeit erst einmal nur darum, die gesamte Dachfläche zu bestücken. In Zukunft werden wir auch Motorhaube und Kofferraumdeckel mit Photovoltaikzellen ausstatten können.“ Auch Webasto Solar sieht hier einen vielversprechenden Markt: „Wir entwickeln zurzeit intensiv an Produkten, die eine größere Fläche am Fahrzeug bedecken“, sagt Achim Zolke.

Das Interesse der Automobilindustrie an solchen großflächigen Solardächern ist gewaltig, beobachtet Markus Krall: „Mittlerweile stoßen wir auf ein rasant gewachsenes Interesse der Autohersteller und sind mit so gut wie allen namhaften deutschen Autobauern im Gespräch. Zurzeit werden die ersten Prototypen entwickelt.“ Mit einem „Proto-Protoyp“ mit Elektromotor, einem so genannten Show Car, sorgte VW bereits 2007 bei der Los Angeles Auto Show für Aufsehen: Der „Space Up! Blue“ war mit großflächigen Solarpaneelen mit einer Leistung von 150 Watt bestückt, die das Laden der Batterien unterstützen. Allerdings, so Krall, wird es wohl noch vier, fünf Jahre dauern, bis die großen Autohersteller serienmäßig Modelle anbieten, deren Dachflächen komplett für die Stromproduktion genutzt werden.

Bei den Sunovation-Modulen kommen im Automotive-Bereich Zellen von allen namhaften Herstellern zum Einsatz – die Auswahl richtet sich vor allem nach den Designvorstellungen der Autohersteller. Mitunter stoßen bei dieser Frage zwei Welten aufeinander: „Die Autobranche ist sehr designorientiert, da müssen wir mit den Designern gelegentlich intensiv über die technische Umsetzbarkeit sprechen. Dabei werden wir unterstützt von einem Design-Team mit automotiver Vorgeschichte“, erklärt Krall. Audi-Sprecher Udo Ruegheimer sieht im Thema Design sogar eine Chance für den Durchbruch der Solardächer: „Wir beobachten in der Autowelt momentan einen Trend zu einer andersfarbigen Gestaltung der Dachflächen.“ Ein dunkles Solardach könnte also ein ästhetisch interessanter Kontrapunkt zu einer helleren Karosserie sein. „Doch das ist heute noch Zukunftsmusik“, sagt Ruegheimer. Man wird also auf den ersten Audi mit durchgängigem Solardach noch einige Jahre warten müssen.

Solch großflächige Solarmodule passen natürlich perfekt in das Hybrid-Konzept mit der Kombination aus Elektroantrieb und klassischem Verbrennungsmotor, das fast alle großen Automarken mittelfristig in einzelnen Modellen umsetzen wollen. Die Hybrid- und Elektroautos werden mit leistungsstarken Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet, die sehr gut geeignet sind, die Solarenergie zu speichern. „Wird das ganze Dach für die Energieerzeugung genutzt, so können Solarzellen direkt zur Traktion des Fahrzeugs beitragen“, so Reinhard Wecker von Asola.

Kein Wunder also, dass nicht nur VW, sondern auch andere Autohersteller in ihren Hybrid-Projekten auf großflächige Solardächer setzen: BMW zum Beispiel hat auf dem Genfer Autosalon im März diesen Jahres seine auf dem X5-Geländewagen basierende Hybrid-Studie „Vision Efficient Dynamics“ vorgestellt, die ein rund ein Quadratmeter großes Solardach vorsieht. Allerdings wird die Sonnenenergie nicht direkt zur Traktion genutzt, der Fähigkeit, Antriebskraft in Beschleunigung umzusetzen, sondern für die Bordelektronik – was wiederum die Batterie entlastet, so dass mehr Energie für den Antrieb zur Verfügung steht. Zudem wärmt das Solarmodul das Getriebeöl vor. Dadurch wird die Warmlaufphase des Antriebs verkürzt. Allein dies soll den Kraftstoffverbrauch um etwa ein Prozent senken. Es wird jedoch noch mindestens zwei bis drei Jahre dauern, bis solche solarunterstützten Hybridmodelle vom Band rollen. Ebenfalls in Genf hat Saab einen Kleinwagen mit Hybridantrieb und Solarzellen präsentiert. Wann die Schweden dieses Modell serienmäßig auf die Straße schicken, steht jedoch noch in den Sternen. Opel dagegen beobachtet die Entwicklung zwar „mit großem Interesse“, wie Opel-Chef Hans Demant erklärt, doch über den Einsatz von Solarzellen für die Standlüftung hinaus gibt es bei Opel zurzeit keine Anwendungen. Die Rüsselsheimer konzentrieren sich stattdessen auf die Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Akkus sowie der Elektromotoren. Opel will 2011 ein Hybridauto namens „Flextreme“ auf den Markt bringen.

Toyota fährt voran

Als erster wird laut Branchengerüchten wohl der Hybrid-Vorreiter Toyota durch die Ziellinie laufen: So könnte bereits die nächste Generation des Prius großflächig mit Modulen bestückt werden – liefern soll die Module Kyocera, wie die japanische Tageszeitung „Nikkei“ schreibt. Die neue Auflage des Prius wird 2009 auf den Markt kommen. Unklar ist jedoch noch, ob der Prius serienmäßig mit Photovoltaik ausgerüstet sein wird, welche Leistung die Module haben und wie hoch die Kosten dafür sein werden. Allerdings ist zu erwarten, dass der Solarstrom bei diesem Modell nur einen kleinen Beitrag zur Traktion leisten kann. Das legen die Erfahrungen des kalifornischen Spezialisten Solar Electric Vehicles nahe, die bislang rund hundert Prius-Fahrzeuge der aktuellen Generation nachträglich mit einem mit Fiberglas überzogenen Solardach ausgestattet haben. Die Leistung der mit monokristallinen Zellen ausgestatteten Module liegt bei 215 Watt. Würde der Prius ausschließlich mit Sonnenenergie betrieben werden, die mit diesem Dach produziert wird, käme er auf eine Tagesleistung von 15 Kilometern.

Zu den wenigen Anbietern solcher Nachrüst-Sets gehört auch der US-Anbieter Solatec aus New Hampshire. Aufgrund technischer Probleme ist das Unternehmen im laufenden Jahr lediglich in der Lage, 200 Fahrzeuge mit Solarmodulen auszustatten. Deren Leistung beträgt nur 24 Watt – wenig mehr als die Hälfte eines solaren Schiebedachs. Die technischen Schwierigkeiten von Solatec sowie die niedrigen Stückzahlen machen deut lich, warum sich kaum Nachrüst-Angebote im Markt etabliert haben: Die Belastungen – vor allem mechanischer Art – solcher Systeme sind so hoch, dass die Entwicklung zuverlässiger, robuster Module für den nachträglichen Einbau aufwändig ist. Bei den vergleichsweise niedrigen Energieerträgen ist dies rentabel kaum möglich. Größere Anbieter wie Webasto Solar, Sunovation/Sunplastic und Asola konzentrieren sich deswegen darauf, ihre Solardächer gleich gemeinsam mit den Autoherstellern zu entwickeln.

Wer sein Solarauto liebt, der kurbelt

Nicht nur die Dickschiffe der Automobilindustrie setzen auf das Thema Photovoltaik – kleine, unabhängige Hersteller weisen den Weg und sind dabei sogar noch deutlich schneller als die großen, etablierten Autobauer. Der US-Fahrzeughersteller Fisker will Ende 2009 die ersten Modelle seines Hybrid-Sportwagens „Karma“ an die Kunden ausliefern, dessen Dachfläche serienmäßig mit Solarmodulen von Asola ausgestattet ist. Rund 15.000 Stück des mit rund 50.000 Euro nicht gerade günstigen Fahrzeugs sollen zunächst gebaut werden, mittelfristig peilen die Autobauer aus Kalifornien eine Jahresproduktion von 100.000 Autos an. Die Leistung des Solardachs wird bei bis zu 200 Watt liegen – „das ist die Benchmark für die nächsten Jahre“, zeigt sich Asola-Geschäftsführer Reinhard Wecker zuversichtlich. Der „Karma“ soll rein elektrisch und ohne Einschalten des Verbrennungsmotors etwa 80 Kilometer bewältigen.

Auch die ungarische Firma Antro hat jüngst einen Prototypen vorgestellt, der Solarzellen mit einer anderen äußerst klimaschonenden Antriebsenergie kombiniert: der Muskelkraft. Der Dreisitzer „Antro Solo“ sieht nicht nur extrem cool aus, sondern verfügt auch über ein durchgängiges Solardach, das mehrere kleine Elektromotoren an den Rädern antreibt. Rund 25 Kilometer beträgt die Reichweite einer Batterieladung. Dann muss der Fahrer in die Pedale treten – oder den eingebauten Verbrennungsmotor einschalten, der sich mit Benzin oder Ethanol betreiben lässt und immerhin bis zu 140 km/h erreichen soll. Und das bei sparsamen zwei Litern Verbrauch pro hundert Kilometer.

Genauso interessant wie das Energiekonzept ist die Innenraumgestaltung: Der Fahrer sitzt in der Mitte, die beiden Beifahrer zu seiner Linken und Rechten – etwas beengt, da das Auto nur zwei Meter breit ist. Die Serienproduktion soll spätestens 2012 beginnen, der Preis bei rund 12.000 Euro liegen.