Ausgangssituation
Die EU-Umweltziele einer Klimaneutralität bis 2050 werden durch die überaus ambitionierten Pläne der österreichischen Bundesregierung übertroffen, die eine Klimaneutralität bereits für das Jahr 2040 anvisiert. Um für Österreich bei den CO2-Emissionen die Netto-Null[1] zu schaffen, gilt es insbesondere die zuletzt ständig angestiegenen Gesamtemissionen im Verkehrssektor zu reduzieren. Mit einer breiten Einführung der E-Mobilität als Schlüsseltechnologie in Verbindung mit erneuerbaren Energien kann dies erreicht werden. Am Beginn dieser Transformation stehend, bedarf es noch weitergehenden Verbesserungen, um eine breite Durchdringung der E-Mobilität in der Bevölkerung zu ermöglichen. Weitere Verbesserungen im Bereich der Gesamteffizienz-Anhebung sowie Maßnahmen, um den Batterieladezustand zu erhalten bzw. die Reichweite zu erhöhen müssen dazu dringend getroffen werden.
Die mobile PV-Technologie kann hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten. Mit modernen PV-Modulen ausgestattete Battery Electric Vehicles (BEVs) kommen derzeit auf den Markt und versprechen deutlich über 100km solar erzeugbare Fahrleistung pro Woche, die bei durchschnittlichen hierzulande üblichen Bedingungen erzielt werden können. Diese PV-Module bestehen aber aus schweren und empfindlichen, nicht biegbaren Elementen aus kristallinem Silizium mit geometrisch sehr limitierenden Integrationsmöglichkeiten.
Die in diesem Forschungsprojekt betrachteten CZTS Dünnfilm-Module verfügen über quasi uneingeschränkte Biegeradien und können ohne den Einsatz seltener Erden kostengünstig hergestellt werden. Durch die Integration in stark geschwungene Carbon-Elemente von BEV-Karosserie können zukünftig sämtliche Außenflächen bestückt werden. Ein Carbon-Element mit geringem Gewicht und relativ großen und günstigen PV-Modulen ermöglicht somit, einen nennenswerten jährlichen Beitrag von mindestens 10% des Gesamtenergieverbrauchs zu decken. Zudem wird der Batterieladestand bei längeren Parkzeiten angehoben, was insbesondere Vorteile für „Laternen-Parker“ verspricht.
In ALPHA-Car soll ein Demonstrator (Karosserie-Part aus Carbon mit CZTS PV-Modul) entwickelt werden mit Darstellung bis zu max. TRL4/5-Level und Fokus auf Produktionstechnik, Effizienz und Haltbarkeit. Zudem werden die Integration in das Energiemanagement und die thermischen Beanspruchungen – primär via Simulation – dargestellt, um u.a. den Einfluss des Parkens (mit u. ohne Schatten) zu bewerten und Maßnahmen für die Sicherstellung des Komforts zu treffen. Jahresenergieanalysen sollten in der Simulation aufschlussreiche Energiebilanzen für mitteleuropäische Standorte liefern. Zuletzt wird noch eine wirtschaftliche Betrachtung unternommen, um die anfallenden Kosten in einer Amortisationsrechnung zu betrachten.
[1] „Netto-Null“ (oder englisch „Net Zero“) bedeutet, ein Gleichgewicht zwischen der Menge der produzierten und der der Atmosphäre entzogenen Emissionen zu erreichen, um die globale Erwärmung zu reduzieren.
Projektleitung
Virtual Vehicle Research GmbH
Christian Doppler
christian.doppler@v2c2.at
Projektpartner:innen
- Crystasol GmbH – stefan.gahr@crystalsol.com
- Carbon-Solutions Hintsteiner GmbH – reitbauer@hintsteiner.at und a.rosenmaier@hintsteiner.at
