Perpetuum Solarium: Sonnenbänke ohne Strom

Eines der Perpetuum-Solarium-Modelle für den Außeneinsatz, die sich selbst mit Strom versorgen. 

Deutschlands führender Medizin- und Raumfahrtexperte war verzückt. Karl Lauterbach hatte die Studie des Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme gründlich studiert. Und er war überzeugt. "Solarzellen auf Autos und LKW können einen erheblichen Anteil des benötigten Solarstroms selbst gewinnen", verkündete er seine Berechnungen. Die Energiewende nehme ohnehin "immer mehr Fahrt auf" und jetzt würden "Solarzellen an Fahrzeugen den Ladebedarf" auch noch "entscheidend senken".

Idee lag in der Luft 

Lange war niemand auf die Idee gekommen, obwohl sie in der Luft lag, schon vor Jahren hatte ein ostdeutscher Erfinder eine ähnliche Studie vorgelegt, nach der es möglich sein würde, ein Fahrzeug mit Hilfe eines mitgeführten Starkmagneten zu bewegen. Doch wie so oft in Europa scheiterte die verbesserte Umsetzung eines revolutionären Konzepts des US-Geheimdienstes NSA an den schwächen des europäischen Kapitalmarkts. Geld ist zu teuer, Investoren sind zu furchtsam und ohne EU-Fördermittel dreht sich kein Rad, schon gar nicht ohne konventionellen Antrieb.

Ein Solar-Lkw in Aktion.

Doch mit der Ausarbeitung des von den Fraunhofer-Forschern geführten europaweite Forschungsprojekt und der Zustimmung des Vorsitzenden des Bundestagsausschusses für Forschung, Technologie und Raumfahrt nimmt die Idee wieder Fahrt auf. Die Wissenschaftler kommen immerhin zum Ergebnis, dass selbst in Mitteleuropa mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs eines Elektroautos über am Fahrzeug installierte Solarzellen gewonnen werden kann. In Südeuropa liegt der Wert sogar bei bis zu 80 Prozent -das heißt, der komplette Verkehr könnte - wenigstens in den Staaten rund ums Mittelmeer - künftig nahezu on the fly mit Energie versorgt werden.  

Lieber spät als nie 

Schade, dass darauf nicht früher schon jemand gekommen war. Gut aber, dass es diesmal nicht wieder die Chinesen sind, die vorpreschen und das von den Entwicklern des innovativen Elektroautos Sono aus München bis zur Insolvenz vor zwei Jahren bestellte Feld abernten. Der vom Münchner Start-up entwickelte und über 20.000 angezahlte Reservierungen von Privatpersonen finanzierte "Sion" war gescheitert, obwohl die gemeinsam mit einem finnischen Partner entwickelten Solarpaneele besonders leicht und dünn waren.

Auf die Autokarosse aufgeklebt, lieferten sie genug Energie, um dem knuffigen Kleinwagen bei optimalem Wetter und vollem Sonnenschein eine zusätzliche Reichweite von 16 Kilometern am Tag zu verschaffen. Laurin Hahn, CEO und Mitbegründer von Sono Motors, war nach einer US-Promotion-Tour mit dem "Sion" überzeugt vom Konzept des  SEV (Solar Electric Vehicle) wie Karl Lauterbach vier Jahre später. "Das Ergebnis war überwältigend und durchweg positiv", sagte er. "Die meisten Besucher:innen waren vom angepeilten Preis, den erwarteten Einsparungen und der zusätzlichen Reichweite durch Solarenergie beeindruckt."

Bis zu 100 Dollar Einsparungen 

Wie hätten sie es nicht sein können. Auf ein Jahr gerechnet, versprach der Kleinwagen bei Wetterverhältnissen, wie sie laut Statistik in Süddeutschland üblich sind, eine Einsparung von Treibstoff für bis zu 1.600 Fahrkilometern im Jahr. Bei konstanter Sonneneinstrahlung - etwa in Griechenland, Nordafrika und in schwedischen Kriminalserien  wie "Mittsommer" - rechneten die Entwickler sogar mit bis zu 2.200 Kilometer kostenloser Reichweite pro Jahr. In Deutschland entsprach das seinerzeit Benzinkosten von mehr als 200 Euro im Jahr. In den USA, die fossile Treibstoffe weit stärker subventionieren, waren es sogar fast 100 Dollar.

Hocheffiziente Nachrüstlösung 

Das lohnt, gerade für Prominente wie Whoopi Goldberg. Dennoch: Die fossile Lobby ließ die Idee sich totlaufen. Die Vorbesteller verloren in der Insolvenz ihre Anzahlungen in Höhe von insgesamt 44 Millionen Euro. Und auch die "Solar Bus Kit" genannte hocheffiziente Nachrüstlösung für Diesel- und Elektrobusse der 12-Meter-Klasse - 55 Kilogramm schwer, 4.000 Euro preiswert  - erhielt viel Lob. Unter anderem zeigte sich Oscar-Preisträgerin Whoopi Goldberg begeistert. 

Kein Wunder, hatte Sono doch eine Möglichkeit gefunden, mit acht Quadratmetern Solarpaneelen eine Leistung von etwa 1,3 kWp (Kilowatt-Peak) zu erzeugen. Nach Firmenangaben genug, um mit Hilfe der firmeneigenen Maximum Power Point Tracking Central Unit pro Bus bis zu 1.500 Liter Diesel und bis zu vier Tonnen CO₂ im Jahr einzusparen. das entspricht der doppelten Kohlendioxidmenge, die ein Hund in einem  durchschnittlichen Hundeleben von etwa 13 Jahren "verbraucht" (Annalena Baerbock). 

Kommunen verweisen auf leere Kassen 

Die Idee einer "Welt, in der Solarenergie nahtlos in die Mobilität integriert und in die DNA aller Fahrzeuge eingebaut ist" (Sono), zielte auf die riesige Flotte der Busse, die im öffentlichen Nahverkehr eingesetzt werden. Nicht nur in Deutschland, sondern in ganz Europa. Doch die Welt war noch nicht so weit. Kommunen verwiesen auf leere Kassen. Länder erklärten sich für nicht zuständig. Im Bund fehlte selbst der Ampel-Koalition der Wille, sich für eine konsequente Umrüstung der deutschen Nutzwagenflotte mit Solar Bus Kits einzusetzen.

Der russische Überfall auf die Ukraine, der Klimawandel, der Rechtsruck, Donald Trumps Irankrieg und der später mit der Amtsübernahme von Katherina Reiche manifest gewordene Rückfall in fossile Zeiten führten zum zweiten deutschen Solarscheitern. Sono Motors hat bis heute nicht aufgegeben. Die Firma vertreibt inzwischen "Solar-Kits" als "Komplettlösungen, die alles enthalten, was für die Integration von Solaranlagen in Fahrzeuge benötigt wird".

Geschäft vor dem Boom

Dank der Daten aus dem Fraunhofer-Institut und der Unterstützung von Karl Lauterbach dürfte das Geschäft in Kürze explodieren. Statt wie bisher auf die langwierige Überdachung von Autobahnen zu setzen, können künftig 80 Prozent der von Fahrzeugen benötigten Antriebsenergie direkt an Bord erzeugt werden. Das ist dringend nötig, denn das mit 14 Metern Spannweite bisher einzige und größte Bundesautobahnsolardach - der kühne "Demonstrator"- Projekt an der Rastanlage Hegau-Ost an der A 81 - brauchte fünf Jahre, drei beteiligte Staaten und eine Investitionssumme, die geheimgehalten wird -

Besonders schwere, große Lkw können von der Energiewende auf der Straße profitieren, prophezeien die Wissenschaftler. Die Dachfläche eines Sattelschleppers ist bis zu 35 Quadratmetern groß, im Jahresmittel lassen sich mit Solarzellen in gleicher Größe zwei kWh Strom gewinnen. Das entspricht einer Einsparung von 0,2 Litern Diesel, die nur zum Teil durch das zusätzliche Gewicht der Zellen aufgezehrt werden. Unterm Strich bleibt im optimalen Fall ein dickes Plus: In einer Stunde Fahrt kann  der Lkw Energie für fünf Kilometer Fahrstrecke generieren. Statt für 80 muss nur noch für 75 Kilometer Fahrt Energie extern zugeführt werden. 

Um noch längere Strecken mit sogenannter Bordenergie überbrücken  zu können, schlagen die Forschenden vor, Sattelschlepper und Anhänger zu verlängern. Gigaliner, also überlange Lastkraftwagen mit bis zu 25,25 Metern dürfen bislang in Deutschland nur auf einem streng definierten, freigegebenen Streckennetz aus Autobahnen und Bundesstraßen gefahren werden. Falle diese bürokratische Reglementierung weg, ließen sich pro Lastkraftwagen rund 15 Quadratmeter mehr Dachfläche mit Solarmodulen ausrüsten.

Gewaltige Einsparungen 

Angesichts von aktuell etwa 3,82 Millionen Lastkraftwagen und fast 100.000 Bussen, die in Deutschland unterwegs sind, kommen gewaltige Einsparungen zusammen. Große Dachflächen auf Lkw und Anhängern sind besonders gut zur Stromproduktion geeignet, haben die Forschenden ermittelt.
Ausgewertet wurden dafür Daten von 23 unterschiedlichen Fahrzeugtypen bis hin zu großen Lkw. Insgesamt wurden 1,3 Millionen gefahrene Kilometer untersucht. 

Mit dem Ergebnis, dass ein mobiles Solarfeld von zehn mal zehn Kilometern Größe - etwa 16.000 Fußballfelder - aus direkt verbauten Solarzellen an den Fahrzeugen nicht nur das Klima, sondern auch das Stromnetz entlasten würde, weil  Strom direkt am Ort des Verbrauchs erzeugt "und nicht erst durch das Stromnetz geleitet wird", wie die Geforschthabenden schreiben.

Ein einfacher Lkw-Anhänger kann an durchschnittlichen Sommertagen bis zu 100 Kilowattstunden generieren und 30 Liter Kraftstoff einsparen. In weniger als zwei Jahren, haben die Fraunhofer-Experten errechnet, würden sich die Investitionskosten amortisieren. Nötig ist es dazu nur, Truck und Anhänger mit 60 bis 80 Solarmodulen auszurüsten und konsequent auf Elektro-Lkw zu setzen, da sonst nur der "Kraftstoffverbrauch der elektronischen Verbraucher an Bord gesenkt" (Sono) werden kann.

Einsparung auch in der Solariumsbranche 

Gelänge das, müssten tausende Windkraft- und Solaranlagen gar nicht gebaut werden. Gelänge es zudem noch, die energiehungrigen deutschen Sonnenbanken entsprechend umzurüsten, fiele die Einsparung sogar noch größer aus. Bisher, so haben Forschende des Climate Watch Institutes (CWI) im sächsischen Grimma in einer Landzeitstudie ermittelt, führt der Energiehunger der 1.300 kommerziellen Sonnenstudios und etwa 5.000 Sonnenbänke in Fitnessanlagen zu einem gesamtwirtschaftlichen Stromschaden von mehr als 35 Millionen Kilowattstunden Strom im Jahr. Durch privat betriebene Bräunungsapparate ist das Dunkelfeld noch deutlich größer.

Das entspricht in etwa dem Jahresbedarf von 10.000 bis 12.000 durchschnittlichen Haushalten oder einer kleineren Kommune auf dem Land. Abhängig von Standort und Nutzung können bis zu 80 Prozent der Energie direkt erzeugt werden, schreiben die Wissenschaftler aus Sachsen in ihrer Studie "Energy Savings in Outdoor Sun Tanning through Direct Modulation". 

Effektive Sonnenbänke ohne Strom 

Am effektivsten würden Sonnenbänke dann ohne Strom funktionieren, wenn sie outdoor aufgestellt und mit direkt verbauten Solarzellen ausgerüstet seien, haben die Sachsen herausgefunden. Konstruktiv lohne sich der Einsatz besonders, wenn die Solarbänke schon ab Werk mit großen Dach- und Seitenflächen ausgestattet worden seien, um Platz für Solarzellen zu schaffen. 

Sowohl Niederdruck-Lampen, also UV-Röhren, die sich über den gesamten Körper erstrecken und bräunende UV-A- und UV-B-Strahlen durch Gasentladung erzeugen, als auch  Hochdruck-Lampen, wie sie in Gesichtsbräunern eingesetzt werden. "Solarzellen auf Sonnenbänken können einen erheblichen Anteil des benötigten Solarstroms selbst gewinnen", fasst Forschungsleiter Herbert Haase die grundlegende Erkenntnis seines Teams zusammen. Jetzt komme es darauf an, daraus die richtigen Schlüsse zu ziehen: Die Energiewende nehme immer mehr Fahrt auf. "Und jetzt können wir mit  Solarzellen in Solarien den Strombedarf auch dort noch entscheidend senken".