FAW erzielt einen neuen Durchbruch im Bereich der Solaraufladung – wo liegt eigentlich die Schwierigkeit, dass Autos die Sonnenenergie voll ausschöpfen können?

Kürzlich hat FAW in China erneut ein großes Ereignis vollbracht! Sie haben den weltweit ersten Prototyp einer Perowskit-Photovoltaik-Himmelsabdeckung hergestellt – dies ist das erste Mal in der Branche, dass Perowskit-Photovoltaikmodule in doppelt gekrümmtes Automobilsicherheitsglas integriert werden.

Laut FAW erreicht dieser Prototyp der Himmelsabdeckung in Umgebungen mit ausreichender Beleuchtung eine Leistung von fast 300 W und erzeugt durchschnittlich 400 kWh Strom pro Jahr. Wenn in Zukunft alle Karosseriescheiben und Abdeckungen wie Dach und Motorhaube durch Perowskit-Photovoltaikanlagen ersetzt werden, kann theoretisch maximal 10 kWh Strom pro Tag erzeugt werden.

Die Ideale sind schön, aber die Realität ist nüchtern. Ganz zu schweigen von der Schwierigkeit, die gesamte Karosserie mit Perowskit-Photovoltaikmodulen zu bedecken: Selbst wenn die Technologie durchbricht, hängt die Stromerzeugung immer noch von der Lichtintensität ab. Das Fahrzeug muss in einem offenen Parkplatz abgestellt werden, und die Stromerzeugungskapazität dieses Moduls wird an bewölkten Tagen stark reduziert.

Aber die paradoxe Realität ist: Auch wenn die kommerziellen Kontroversen nie aufhören, haben in den letzten Jahrzehnten immer wieder Akteure von traditionellen Großunternehmen bis zu Startups den Weg in die Fahrzeug-Photovoltaik-Branche angetreten und den Traum nicht aufgegeben, von der Sonne kostenlos Strom zu beziehen.

Die Menschheit erforscht bereits seit Jahren, dass die Sonne Fahrzeuge auflädt

Bereits 2016 entwickelte das Vorgängerteam des niederländischen Startups Lightyear das Solarauto Stella, das Photovoltaik-Stromerzeugung unterstützt. Nach der offiziellen Gründung von Lightyear begann das Unternehmen 2019 mit der Entwicklung des Serienmodells Lightyear 0, dessen Produktion im Herbst 2022 geplant war, mit einem Preis von bis zu 263.000 US-Dollar (derzeit etwa 1,768 Millionen Yuan).

Anfang 2023 erklärte Lightyear dann Insolvenz und beendete die Auslieferung des Lightyear 0, die Entwicklung des zweiten Modells Lightyear 2 wurde ebenfalls eingestellt.

Derzeit hat Lightyear im Vergleich zu seiner Spitzenzeit mehr als 80 % der Mitarbeiter entlassen, die Projekte zur Entwicklung und Produktion von kompletten Fahrzeugen eingestellt und sich zu einem Anbieter von integrierter Fahrzeug-Photovoltaik (VIPV)-Hardware, Steuergeräten und Softwarelösungen gewandelt. Das von Nissan Anfang dieses Jahres ausgestellte Konzeptfahrzeug Ariya ist das Ergebnis einer gemeinsamen Entwicklung von Nissan und Lightyear.

(Quelle: InsideEVs)

Toyota, ein führendes Unternehmen der Automobilindustrie, versuchte bereits 2010, Solarpaneele in das beliebte Hybridmodell Prius einzubauen, was später aufgrund ungewisser Faktoren abgesagt wurde. Erst 2017 bot Toyota ein optionales Solarstromerzeugungspaket für den Prius an.

2022 bot Toyota ein optionales Solar-Ladedach für das vollelektrische Fahrzeug bZ4X an, das bis zu 20.000 Yuan kostete. Laut offizieller Angabe kann das Solar-Ladedach dem Fahrzeug jährlich eine Reichweite von 1750 km liefern. Nach einer früheren Berechnung von Dianchetong mit einem Strompreis von 1,5 Yuan/kWh bräuchten Besitzer unter idealen Bedingungen etwa 60 Jahre, um die Kosten zu amortisieren.

(Quelle: GAC Toyota)

Chinesische Unternehmen legen ebenfalls großen Wert auf die Fahrzeug-Photovoltaik-Technologie, zum Beispiel veröffentlichte Hanergy Group 2016 vier Solarautos, die bis heute nicht in Serienproduktion gegangen sind.

Tesla, das auf dem Gebiet der Haushalts-Photovoltaik große Erfolge erzielt hat, bietet Photovoltaiklösungen an, die sich auf Haushalts-Energiespeicherszenarien und nicht auf Automobilprodukte konzentrieren – es ist offensichtlich besonnener als Automobilhersteller wie Toyota und Nissan.

Die Oberfläche von Automobilen ist begrenzt, selbst wenn sie vollständig mit Photovoltaikmodulen ausgelegt wird, ist die Stromerzeugung sehr begrenzt, sie kann den Bedarf des täglichen Fahrens keineswegs decken und kann die Fahrzeugkosten nur in gewissem Maße senken. Es ist wahrscheinlich für immer unrealistisch, Photovoltaik als Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb zu nutzen.

Dianchetong (ID: dianchetong233) ist der Ansicht, dass Automobilhersteller so hartnäckig daran festhalten, „kostenlos Strom von der Sonne zu beziehen“ – erstens wegen des Einflusses des Umweltschutzkonzepts: Solarenergie ist die sauberste Energiequelle und entspricht dem heute weltweit geförderten Konzept der Energieeinsparung und Emissionsminderung. Zweitens ist das Gefühl, „etwas umsonst zu bekommen“, einfach zu angenehm: Nach der Installation von Photovoltaikanlagen fallen keine weiteren Kosten für die Nutzung von Solarenergie an, was den Eindruck von hoher Wirtschaftlichkeit erweckt.

Abgesehen von der wirtschaftlichen Rechnung hat Fahrzeug-Photovoltaik noch große Vorteile

Dass Verbraucher Solarautos nicht akzeptieren, liegt im Grunde an dem Problem der wirtschaftlichen Rechnung. Die Installation von Photovoltaikgeräten kostet mehrere zehntausend Yuan, erzeugt aber nur wenige hundert kWh Strom pro Jahr. Theoretisch dauert es mindestens mehrere Jahrzehnte, maximal sogar hundert Jahre, um die Kosten zu amortisieren. Berücksichtigt man den Lebenszyklus eines Fahrzeugs, lassen sich die Kosten in der Praxis niemals amortisieren. Wenn man die Kosteneinsparung als Bewertungsstandard nimmt, hat Fahrzeug-Photovoltaik tatsächlich keine Wirtschaftlichkeit.

Aber heute, wo die intelligenten Konfigurationen von neuen Energiefahrzeugen immer reicher werden, sieht Dianchetong mehr Möglichkeiten für Photovoltaikanlagen im Fahrzeugszenario.

Nehmen wir mich selbst als Beispiel: Ich fahre selten mit dem Auto, habe aber Angst, dass die Batterie des Fahrzeugs bei langer Standzeit leer wird, also muss ich mir immer Zeit nehmen, das Auto aufzuladen.

Außerdem sind die meisten neuen Fahrzeuge heute mit der Sentinel-Funktion ausgestattet, die bei der Arbeit der Kameras etwa 1-3 kWh Strom pro Nacht verbraucht. Viele Nutzer schalten den Sentinel-Modus aus, um Stromkosten zu sparen, aber nach Kollisionen oder Kratzern am Fahrzeug gibt es keine Videobeweise für die Rechtswahrung, was sie in eine Zwickmühle bringt.

Einige Fahrzeuge sind zudem mit einer Fahrzeugkühlschrankfunktion ausgestattet. Aufgrund des Risikos der Batterieentladung und des Energieverbrauchs wird der Fahrzeugkühlschrank normalerweise abgeschaltet, wenn der Motor ausgeschaltet ist, sodass Nutzer keine kalten Getränke sofort nach dem Einsteigen genießen können.

Mit einem Photovoltaik-Stromerzeugungsmodul sieht das anders aus: Wenn das Fahrzeug im Freien abgestellt ist, erzeugt das Photovoltaikmodul kontinuierlich Strom und übernimmt den gesamten Standenergieverbrauch für 24-Stunden-Überwachung durch den Sentinel-Modus, Standlüftung, Standby des Fahrzeugsystems und den Verbrauch von Niederspannungsgeräten.

(Quelle: pixabay)

Der Verbrauch, der ursprünglich von der Antriebsbatterie übernommen werden musste, kann durch kostenlose Solarenergie ersetzt werden. Dies kann Probleme wie die Entladung der Batterie bei langer Standzeit des Fahrzeugs und die Alterung der Batterielebensdauer lösen. Für Nutzer, die oft auf Geschäftsreise sind und deren Fahrzeuge eine Woche oder sogar Monate lang ungenutzt stehen, entspricht die Photovoltaik der Ausstattung des Fahrzeugs mit einem „intelligenten Trickle-Ladesystem zur Batterieerhaltung“, das die Probleme von leerlaufender Batterie und Batterieschäden von Grund auf vermeidet.

Die Eigenschaften von Perowskit-Photovoltaik – leicht, flexibel, oberflächengeeignet für gekrümmte Formen und halbtransparent – können sich an gekrümmte Oberflächen anpassen, eignen sich für Fahrzeugkarosserie-Photovoltaik, gekrümmte Himmelsabdeckungen und BIPV-Photovoltaik-Fassaden und entsprechen auch technisch den Anforderungen der Entwicklungsrichtung von Fahrzeug-Photovoltaik.

Abgesehen von der wirtschaftlichen Rechnung hat Fahrzeug-Photovoltaik eine sehr gute Perspektive. Die Misserfolge von Unternehmen wie Lightyear und Toyota im Bereich der Fahrzeug-Photovoltaik liegen genau darin, dass sie die wirtschaftliche Rechnung falsch berechnet haben.

Lightyear als Startup hatte keine marktgeprüfte Produktqualität und wagte es, ein Modell mit einem Preis von fast 1,8 Millionen Yuan auf den Markt zu bringen – die Erfolgschance war minimal.

(Quelle: Erzeugt von Doubao AI)

Lightyear, das das Problem erkannt hat, startete anschließend die Entwicklung des preisgünstigen Modells Lightyear 2, das nur 40.000 Euro (derzeit etwa 313.000 Yuan) kostet – aber seine Finanzreserven reichten nicht mehr aus, um die Entwicklung des kompletten Fahrzeugs zu unterstützen.

Der Misserfolg von Toyota liegt darin, dass die Photovoltaikanlagen für die Modelle Prius und bZ4X ausgelegt sind, deren Preise nicht hoch genug sind. Der Preisbereich von 200.000 bis 300.000 Yuan gehört zum Segment der Einstiegs-Luxusautos, in dem Marken wie AITO, Xiaomi und Li Auto, die auf dem hochwertigen Markt positioniert sind, ihre Produkte anbieten.

Das Problem ist, dass Menschen, die Fahrzeuge in diesem Preissegment kaufen, immer noch auf die Wirtschaftlichkeit achten. Photovoltaikmodule, die mehrere zehntausend Yuan kosten, haben eine zu geringe Wirtschaftlichkeit und entsprechen nicht den Anforderungen der Hauptverbrauchergruppe in diesem Preissegment. Ja, Sie haben richtig gehört: Die richtige Zielgruppe für Photovoltaik-Stromerzeugungsmodule sind Verbraucher mit hoher Kaufkraft, die auf Luxusfahrzeuge mit einem Preis von über 300.000 Yuan abzielen.

Muss die Photovoltaik-Ladefunktion zuerst bei Luxusfahrzeugen eingeführt werden?

Der Hauptgrund, warum Automobilhersteller sich in den Luxusautomarkt stürzen, ist der große Gewinnspielraum von Luxusautos, und die Verbraucher sind weniger preissensibel. Nach dem Einbau von Photovoltaikmodulen in Mittel- und Niedrigpreismodelle sowie Einstiegs-Luxusautos sehen die Verbraucher einen Preisanstieg von 10 % bis 20 %, während der Preis von Luxusautos nach dem Einbau von Photovoltaikmodulen nur um 5 % bis 10 % steigt, der Unterschied ist relativ nicht so offensichtlich.

Noch wichtiger ist, dass die Photovoltaikfunktion besser zu den Nutzungsszenarien hochwertiger Fahrzeuge passt. Automobile entwickeln sich zu „Raum auf Rädern“, und Automobilhersteller legen bei der Bewerbung ihrer Produkte oft großen Wert auf das Outdoor-Camping-Szenario. In Outdoor-Szenarien steigt der Bedarf der Nutzer an Standklimatisierung, Kühlschrank und externer Stromabgabe, und der Gesamtenergieverbrauch des Fahrzeugs steigt ebenfalls.

(Quelle: BYD)

Für Nutzer von vollelektrischen Fahrzeugen führt der Anstieg des Energieverbrauchs leicht zu Reichweitenangst, und die Stromerzeugungsfunktion des Photovoltaikmoduls kann diese Reichweitenangst lindern. Die von Photovoltaikmodulen gebotene Energieautarkie, die schadensfreie Batterieerhaltung, das Erlebnis umweltfreundlichen Fahrens sowie die Produktgeschichte als „mobiles verteiltes Stromerzeugungsterminal“ können zudem die Anforderungen hochwertiger Nutzer erfüllen und zu einem Verkaufsargument für die differenzierte Konkurrenz von Luxusfahrzeugen werden.

Wenn der Preis von Photovoltaikmodulen in Zukunft sinkt und man ein Modul für mehrere tausend Yuan oder sogar hundert Yuan installieren kann, ist es an der Zeit, die Technologie auf Mittel- und Niedrigpreismodelle auszuweiten.

Man kann davon ausgehen, dass wenn die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikmodulen steigt und die Reisekosten von Nutzern von Mittel- und Niedrigpreisfahrzeugen wirklich senken kann, ohne die Anschaffungskosten stark zu erhöhen, die Verbraucher Fahrzeug-Photovoltaik definitiv akzeptieren werden.

Aus dieser Perspektive ist es möglich, dass Automobilhersteller nicht an den aktuellen kleinen Gewinnen festhalten, sondern auf die zukünftige Energiewende setzen. Fahrzeug-Photovoltaik ist eine der wenigen Technologierichtungen, die langfristiges Iterationspotenzial hat, Produktdifferenzierung schaffen kann und dem Trend der „Dual-Kohlenstoff“-Ziele entspricht.