Mercedes-Benz entwickelt eine neuartige Photovoltaikbeschichtung, die in den Autolack integriert wird und verändern könnte, wie Elektrofahrzeuge Energie erzeugen und nutzen. Die am Prototyp Vision Iconic vorgestellte Technik macht die gesamte Karosserie zu einem großen Solarpanel, das Energie direkt für die Batterie des elektrischen Systems gewinnen kann.
So funktioniert die Solar Paint von Mercedes-Benz
Das Funktionsprinzip ähnelt jenem herkömmlicher Photovoltaikzellen, allerdings ist die Beschichtung mikroskopisch dünn: Sie misst nur fünf Mikrometer. Damit ist sie rund 20-mal dünner als ein menschliches Haar und wiegt lediglich 50 g/m².
Trotz ihres geringen Gewichts und ihrer dünnen Ausführung erreicht sie laut Mercedes einen Wirkungsgrad von über 20 Prozent. Für eine flexible Beschichtung, die sich auf gekrümmte Oberflächen und verschiedene Materialien auftragen lässt, ist das ein bemerkenswerter Wert. Ein Video der Marke veranschaulicht die Funktionsweise.
Grundlage der Solar Paint ist eine Mischung aus halbleitenden Nanopartikeln, die in einer transparenten Legierung verteilt sind. Wie bei herkömmlichen Solarpaneelen nehmen diese Teilchen Photonen des Sonnenlichts auf und setzen Elektronen frei, wodurch elektrischer Strom entsteht.
In den Lack integrierte Mikroleiter transportieren die Energie direkt zur Hochvoltbatterie, wo sie gespeichert wird. Ein zusätzlicher Akku ist nicht erforderlich. Das vereinfacht das System und verringert Umwandlungsverluste.
Lichtdurchlässigkeit und Lackfarben
Eine weitere Besonderheit ist die Lichtdurchlässigkeit: Rund 94 Prozent der Sonnenenergie gelangen durch die pigmentierten Schichten bis zur aktiven Photovoltaikschicht. Dadurch lässt sich die Technik mit jeder Farbe kombinieren, ohne die Energieeffizienz zu beeinträchtigen. Die Möglichkeiten zur Individualisierung werden somit weder verhindert noch eingeschränkt; auch die Haltbarkeit herkömmlicher Lackierungen bleibt erhalten.
Tatsächliche Ergebnisse
Die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen. Mercedes-Benz zufolge könnte der jährliche Energiegewinn bei einem Fahrzeug mit etwa 11 m² nutzbarer Karosseriefläche in Stuttgart jedoch für rund 12.000 km zusätzliche Reichweite sorgen.
In Städten mit stärkerer Sonneneinstrahlung könnte der Zugewinn noch höher ausfallen: Für Peking nennt die Marke bis zu 14.000 km, in Los Angeles könnten sogar 20.000 km erreicht werden. Das funktioniert auch bei ausgeschaltetem Fahrzeug und verbessert so die tägliche Nutzung des Sonnenlichts.
Die Beschichtung kommt zudem ohne Silizium und seltene Erden aus, zwei besonders kritische Materialien der Photovoltaikindustrie. Das erhöht die Nachhaltigkeit und verkleinert den ökologischen Fußabdruck bei der Herstellung jedes Autos. Auch das Recycling am Ende des Fahrzeuglebens wird dadurch erleichtert.
Energieeffizienz und direkte Integration ins elektrische System
Weil das System vollständig in den Hochvoltkreislauf des Fahrzeugs eingebunden ist, entfallen überflüssige Komponenten und elektrische Verluste werden minimiert. So wird Sonnenenergie direkt in nutzbare Energie umgewandelt.
Damit lassen sich sowohl Hilfssysteme wie Klimatisierung, Sensoren und Kommunikation als auch der Elektromotor selbst versorgen. Der Energiebedarf aus externen Ladevorgängen sinkt dadurch.
Mit dieser Technik geht Mercedes-Benz einen Schritt in Richtung eines energetisch autarken Autos: Sonnenlicht wird zu jenem „Treibstoff“, den es zur Fortbewegung benötigt. Dafür muss man das Auto allerdings immer draußen stehen lassen und auf viel Sonne „beten“.
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