Solarstraßen: geniale Solarzellen-Teppiche machen Atomkraft bald überflüssig

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© COLAS – Joachim Bertrand

Die Antwort auf Energieprobleme liegt nicht in Atomspaltung, Erdöl oder Fracking – sondern in Solarstraßen: Experten rechnen vor, dass Deutschland die Atomkraft abschaffen könnte, wenn es auf „Solarteppiche“ setzen würde.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts und der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) haben errechnet, dass schon Teile der Straßen und Schienenwege in Deutschland ausreichen würden, Deutschland mit Strom zu versorgen – wenn man sie zu Solarstraßen machen würde. Nötig sind nur neuartige Solarzellen, die man wie eine Art Solarteppich über die Straßen und zwischen die Schienen legen kann – und natürlich der Wille, Solarstraßen endlich zu bauen.

„In Deutschland gibt es rund 1,4 Milliarden Quadratmeter horizontale Flächen“, rechnet Diplomingenieur Lukas Renken vor, der am RWTH-Institut für Straßenwesen an der Energiegewinnung durch Fahrbahnoberflächen mit integrierter Photovoltaik tüftelt. „Diese könnten für die Erzeugung von Strom genutzt werden, beispielsweise für das Betreiben von 20 Millionen Elektroautos.“ Sie könnten dank Solarteppichen frei Haus den Öko-Strom erhalten, der für ihren nachhaltigen Betrieb notwendig ist.

Solarstrassen: der Solarzellen-Strassenbelag ist beim französischen System Colas Wattway nur wenige Millimeter dick
Solarstraßen: der Solarzellen-Straßenbelag ist beim französischen System Colas Wattway nur wenige Millimeter dick (© COLAS – Joachim Bertrand)

Solarstraßen: Mega-Solarzellen zum Drüberfahren

Natürlich geht das nicht mit den üblichen Photovoltaik-Modulen, die man auf Dächer, Freiflächen und Fassaden montieren kann. Stattdessen braucht man für Solarstraßen millimeterdünne Photovoltaik-Beläge, die sich wie Teppichböden verlegen lassen. Sie müssen auch horizontal effizient arbeiten (normale Module sind nach Süden ausgerichtet), rutsch- und bruchfest sein und schwere Belastungen (etwa von tonnenschweren LKW) aushalten können.

„Wenn 15 Prozent der Verkehrsflächen mit den Solar-Modulen ausgestattet werden, sind in Deutschland keine Atomkraftwerke mehr notwendig“, so Donald Müller-Judex von der Solmove GmbH, einem Forschungspartner der RWTH. Lokale Energieversorger könnten mit der Technik auf regenerative Alternativen umstellen und zum Beispiel aus Ökostrom für Elektromobilität die Kosten für die Straßenerhaltung finanzieren.

Solarteppiche: Energie aus dem Straßenbelag

Die Fliesen für den Solarteppich sind schon in Arbeit. Die entsprechenden Solar-Module sind etwa fünf bis sechs Millimeter dick und bestehen aus zusammensetzbaren Elementen, die sich industriell vorgefertigt wie Fliesenteppiche auslegen lassen. Die einzelnen Solar-Module können beliebig kombiniert und ausgetauscht werden.

Sie sind mit einem besonders bruchsicheren und rutschfesten Spezialglas bedeckt. Mit 25 Jahren Lebenszeit sollen Solar-Straßenbeläge sogar länger haltbar sein als Asphalt. Und anders als Straßen aus Beton spielen sie ihre Kosten wieder ein – weil sie ja Ökostrom produzieren.

Institut für Strassenwesen der RWTH Aachen: Wissenschaftler um Professor Markus Öser wollen Photovoltaikzellen in die Oberfläche von Strassen integrieren.
Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen: Wissenschaftler um Professor Markus Öser wollen Photovoltaikzellen in die Oberfläche von Straßen integrieren. (Foto: Peter Winandy)

Ein Besonderheit liegt in der Oberfläche: Das Glas lenkt einfallendes Licht optimiert auf die Photovoltaik-Schicht im Inneren, was einen hohen Energieertrag ermöglichen soll. Gleichzeitig führt das Glas photokatalytische Effekte herbei. „Es kann zur Luftreinhaltung beitragen, indem Stickoxide abgebaut werden“, so Lukas Renken.

Die Oberflächen der Fahrbahnen sollen zudem selbstreinigende Eigenschaften erhalten, damit möglichst wenig Schmutz den Weg des Sonnenlichts zu den Solarzellen blockiert. Integrierte LED-Lampen lassen die Seitenstreifen nachts leuchten, auch Ampelsysteme lassen sich auf diese Weise mit Energie versorgen. Flüsterqualität bekommt die Solarstraße durch eine akustisch optimierte Struktur. Dank Induktionsschleifen könnten Photovoltaik-Fahrbahnen Autos während der Fahrt sogar drahtlos mit Energie versorgen.

Solarstraßen: daran wird gearbeitet

  • In den USA machte schon 2014 das Startup Solar Roadways mit der Idee Furore, Energie direkt aus Straßen zu gewinnen.
  • In den Niederlanden experimentiert das Unternehmen SolaRoad mit Fahrradwegen, die Sonnenenergie gewinnen.
  • In Frankreich sollen sich beim System Colas Wattway solar betriebene Elektroautos beim Fahren automatisch selbst aufladen können.
  • In Deutschland wurde ein erster Demonstrator eines Solar-Moduls von der RWTH gemeinsam mit der Solmove GmbH entwickelt. Involviert sind weiterhin zwei Fraunhofer-Institute, die Bundesanstalt für Straßenwesen, das Forschungszentrum Jülich und der Spezialglashersteller JSJ Jodeit GmbH. (via: Sonnenseite.com)

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Hier einige Videos von Solarstraßen-Projekten:

(6) Kommentare

  1. Nur Weil irgendwo „Grün“ draufsteht, heißt es noch lange nicht, dass es auch sinnvoll ist. Nur um das klarzustellen: Solarzellen sind awesome, ich bin auch gerade dabei mir einige davon zu holen, um einen Teil meines eigenen Strombedarfs davon zu decken. Aber ich würde niemals eine Strasse damit pflastern, und hier sind die Gründe dafür:
    1. In Deutschland sind 2-3 Monate die Straßen mit Schnee bedeckt, und es wird nicht, anständig geräument -> das Sonnenlicht wird blockiert. Ein anderer Standortfaktor ist der Sonnenwinkel. der am Jahrestiefstpunkt in Deutschland 23,5° beträgt. Legt man Panele jetzt also Flach auf den Boden anstatt sie nach der Sonne auszurichten, dann braucht man schon ca. die doppelte Anzahl an Panelen, da sich das gleiche Licht auf deutlich weniger Fläche verteilt. Das ist auch meine Kritik an den herkömmlichen großen Solarfarmen: sie sind zwar gekippt, richten sich aber im Tageslauf nicht zur Sonne. Dann würde sich die Effektivität verdoppeln, weil das einfallende Sonnenlicht immer die maximale Fläche beschiene. Man hätte also entweder den doppelten Strom, oder bräuchte nur die Häflte der Panele!
    2. Ich finde die Entwicklung bedenklich alles zu machen, nur weil es sich machen lässt. Klar kann man Solarzellen bauen, die LKW aushalten, nicht verschmutzbar sind, geräusche und Stickoxide schlucken, das heißt aber nicht, dass es sinnvoll ist! Das würde die Kosten verglichen mit sinnvollen Solarzellen nämlich massiv in die Höhe treiben, Solarzellen (Sonnenkraftwerke) mit den kompletten Eigenschaften einer Strasse auszustatten. Und wenn ich dann sowas lese wie „Integrierte LED-Lampen lassen die Seitenstreifen nachts leuchten“ Dann muss ich einfach den Kopf schütteln. Was machen Solarpanele? -> Strom erzeugen. Woraus? -> Sonnenlicht. Wann scheint die Sonne? -> Nicht nachts! Wollte man also die Strassen nachts aus eigener Kraft leuchten lassen, dann müsste man unzählige Akkus verbauen Das führt zu Umweltschäden, weil Akkus nunmal nicht ohne zu produzieren sind.
    Alles in allem bin ich von dieser Idee immer noch nicht begeistert (#keinWow), und bin erschrocken darüber, wie unkritisch man auch bei Utopia solchen Dingen gegenüber steht. Ich hätte mir wenigstens ein kleines bisschen kritische Reflexion gewünscht, wo doch sonst jeder kleinste Dreck am Stecken hier angeprangert wird mit mind. 6 besseren Alternativen.
    http://www.lowtechmagazine.com/2008/03/the-ugly-side-o.html
    http://www.lowtechmagazine.com/2015/04/how-sustainable-is-pv-solar-power.html

  2. Zu erstens: Sie können ihre Temperatur selbstständig über dem Gefrierpunkt halten, deswegen gibt es nie wieder Eis und Schnee auf der Straße 😉
    Zu zweitens: Du scheinst ernsthaft zu glauben, dass die Erfinder sich darüber keine Gedanken gemacht haben -_-
    LED’s verbrauchen kaum Strom. Gleichzeitig produzieren die Straßen mehr als genug Strom, das klappt schon 😉 Keine Ahnung was an dieser Entwicklung schlecht sein soll.

  3. @Ssauro:
    Zu 1: Können sie nicht. Ich habe eine Dachanlage, die im Winter regelmäßig am Tag ganau 0kWh produziert (220V-Strom…). Ohne Akku und mit Frost am Morgen haben die Dinger praktisch keine Chance sich selbst ernsthaft Schneefrei zu halten, oder gar mehrtägigen Frost zu überbrücken. Wenn die Sonne genug Energie liefern würde, würde die Straße das übrigens auch selber schaffen. Sogar ohne Solarpanel… 😉 Du überschätzt Solarpanels.
    Zu 2: Ja, das tun sie zweifellos. Aber das löst die Probleme noch nicht… 😉 (Und hat auch nichts mit Max‘ Einwand zu tun)
    Die Idee/Entwicklung ist nicht schlecht per se – sie ist einfach (noch?!) unwirtschaftlich. Es ist praktisch einfacher und effektiver, ein Gestell mit Solarpanels über die Straße zu bauen: Billigere Panels, höherer Wirkungsgrad, einfacher zu warten – und die Autofahrer hätten auch ‚was davon: im Winter Schneefrei und im Sommer nicht so heiß.
    Wo ist der Sinn einen großen Platz mit teuren Spezialsolarplatten auszulegen – und dann Autos draufzustellen (also kein Licht dran zu lassen)?

  4. Solche Artikel schaden der Energiewende!
    Ich schreibe es so deutlich, weil das Muster gefährlich ist. In vielen Newslettern wird suggeriert, dass es bahnbrechende Technologien in Kürze geben wird. Die Botschaft ist zum einen: die aktuelle Technologie ist noch nicht reif, zum anderen: Warte noch mit der Investition, denn sonst bist Du ein Depp.
    Die Wahrheit ist: Nich ein Mangel an wirtschaftlichen Technologien hindert uns, sondern einzig und alleine der politsche WIlle, bzw. die Lobbys, die diesen Unwillen erzeugen (Punkt).
    Es gibt genug geeignete Flächen in Deutschland, um den benötigten Anteil an PV in der Stromversorgung zu erreichen, die Kosten sind so niedrig, dass man nicht warten muss. Wenn Solarstraßen hinzu kommen – Wettbewerb willkommen. Brauchen tun wir sie nicht.

  5. Aufgrund zahlreicher physikalischer Faktoren die größtenteils bereits von meinen Vorrednern angeführt wurden ist völlig klar das diese Technik aufwändiger und weniger effizient sein wird als gewöhnliche Photovoltaik. Und wenn sich schon mit der nicht kosteneffizient Strom produzieren lässt und nicht alle dafür in Frage kommenden Flächen ausgenutzt sind macht diese neue Technologie keinen großen Sinn. Da könnte man eher geeignete Straßenflächen überdachen und auf den Dächern dann optimal ausgerichtete konventionelle Photovoltaik installieren.

    Wir sollten uns darüber klar werden dass es die eine Lösung für alle Probleme nicht gibt. Man muss nach dem optimalen Weg suchen alle Lösungsansätze miteinander zu verbinden. Photovoltaik plus Windenergie plus Biogas aus Abfällen plus „Vehicle to Grid“ plus intelligente Verbraucher und das alles dezentral. Sowas funktioniert garantiert besser als nur auf das Pferd zu setzen das der Industrie den größten Profit verspricht wie z.B. Offshore-Windenergie plus Mega-Stromtrassen plus Backup-Braunkohlekraftwerke.

    SternFuchs

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