23.09.2016
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Solarstraßen - Zukunftsmodell für unsere Energieversorgung?

Auf Dächern kennen wir sie schon lange: blauschimmernde Solarmodule, die sich aneinanderreihen und uns mit Energie versorgen. In der Regel sind sie Richtung Süden ausgerichtet, damit möglichst viel Sonne darauf scheint. Neue Entwicklungen zeigen aber, dass man die Zellen auch anders verbauen kann - zum Beispiel als Straßenbelag

Im Rahmen der Energiewende soll der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix weiter steigen. Bisher werden circa 33 Prozent unserer Energie aus erneuerbaren Energien, wie Wasserkraft, Photovoltaik, Windkraft und Biomasse erzeugt. Bis zum Jahr 2025 soll der Anteil auf 40 bis 45 Prozent ausgebaut werden. Das motiviert Entwickler, auch alternative Modelle für die Stromerzeugung auszuprobieren. Ein Modell ist die Solarstraße, an der mehrere Forscher arbeiten und die in ersten Pilotprojekten bereits getestet wird.

Ingenieure der RWTH -Aachen bei der Arbeit
Ingenieure der RWTH -Aachen testen die Stabilität ihrer Photovoltaikzellen.
Aachener tüfteln an effizientem Solarweg

Am Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen arbeiten Lukas Renken und seine Kollegen an dem Projekt Solarstraße. Sie prüfen, ob ein Fliesenteppich aus Solarzellen unter realen Bedingungen auf der Straße halten kann. Denn die Oberfläche muss sogar LKWs und schwere Transporter tragen können. In den nächsten zwei Jahren untersuchen sie, ob die Fliesen tatsächlich eine mechanische Belastbarkeit von 11,5 Tonnen Achslast tragen können.

Entwickelt hat die fünf bis sechs Millimeter dünnen Solarzellen ein deutsches Unternehmen. Ein Spezialglas schützt die Solarzelle und lenkt das Licht gleichzeitig so um, dass es möglichst effektiv auf die Photovoltaikschicht trifft. Außerdem ist das Glas sehr rutschfest, damit es nicht zur Gefahr für Autofahrer wird.

Solarweg in Krommenie bei Amsterdam
Die in der niederländischen Gemeinde Krommenie gebaute erste Fahrrad-Solarstraße ist schon seit 2014 im Einsatz.
Holland: Radweg als Stromproduzent

In dem Ort Krommenie bei Amsterdam ist die erste Fahrrad-Solarstraße schon länger im Einsatz. Eine 70 Meter lange Fahrbahn haben die Holländer hier als Solarradweg gebaut. Auch hier sollen die Solarzellen als Kraftwerk dienen und Strom erzeugen. Im Vergleich zu den Plänen der Aachener muss der Radweg aber weniger Gewicht aushalten. Trotzdem besteht dieser Weg aus Betonmodulen, in die die Solarzellen eingebaut sind.

Als Schutz dient den Fahrradstraßensolarzellen ebenfalls Sicherheitsglas mit rutschfester Oberfläche. Inzwischen ist allerdings schon einmal die Oberfläche des Radweges aufgerissen. Die Entwickler gehen davon aus, dass nicht die Belastung, sondern vielmehr starke Temperaturunterschiede der Grund für die Schäden waren. Sie arbeiten jetzt an einer robusteren Lösung.

Lastwagen auf Solarstraßenbelag
Solarstraßenbeläge müssen natürlich auch LKWs und schwere Transporter tragen können.
Frankreich plant 1.000 Kilometer Solarstraße

In Frankreich hat die Umweltministerin Ségolène Royal bereits Februar 2016 verkündet, dass Frankreichs Straßen Solarzellen bekommen werden. In den nächsten fünf Jahren sollen rund 1.000 Kilometer Straße mit Solarzellen ausgelegt werden. Wo das der Fall sein wird, ist bisher aber nicht bekannt. Französische Firmen haben für diesen Zweck Solarmodule entwickelt, die auf die herkömmlichen Straßen aufgetragen werden und weder Betonmodule noch Glasplatten benötigen.

In Frankreich gehen die Entwickler bisher davon aus, dass vier Meter Straße ein Haus mit Licht versorgen könnten. Wenn die geplanten 1.000 Kilometer verlegt sind, könnte das fünf Millionen Franzosen und damit acht Prozent der Bevölkerung mit Strom versorgen.

Wie effizient sind die Solarstraßen?

Genaue Zahlen darüber, wieviel Energie solche Straßen liefern werden, gibt es bisher noch nicht. Denn im Vergleich zu Solarzellen auf dem Dach sind die Grundbedingungen für die Energiegewinnung auf der Straße etwas anders. Eine amerikanische Entwicklerfirma gab an, dass Photovoltaik auf Straßen wohl circa 30 Prozent weniger Energie liefern wird als ein Hausdach.

Solarzellen auf Dach
Herkömmliche Solarmodule werden in der Regel schräg und gegen Süden ausgerichtet montiert, damit sie die Sonnenstrahlen am effektivsten auffangen.

Das liegt daran, dass die Module auf dem Dach in der Regel schräg und gegen Süden ausgerichtet werden, damit sie die Sonnenstrahlen am effektivsten auffangen. Die Solarmodule auf der Straße müssen dagegen immer horizontal verbaut werden. Energieeffizient und belastbar sollen sie aber trotzdem sein. „Es werden Module benötigt, die horizontal liegen, bruch- wie rutschfest sind und das Licht optimal zur Energiegewinnung nutzen“, so Renken.

Für eine genaue Berechnung muss auch einkalkuliert werden, wann Autos auf der Straße parken und damit die Sonneneinstrahlung auf die Zelle verhindern oder ob Bäume die Straßen mit Schatten bedecken. Auch wie viele Autos überhaupt auf den Straßen unterwegs sind, wird die Energieeffizienz beeinflussen. Weniger befahrene Straßen würden daher mehr Energie liefern, weil sie weniger beschattet werden. Die Aachener Forscher wollen ihre Solarmodule zudem selbstreinigend machen, damit der Schmutz nicht die Sonneneinstrahlung auf die Zelle verhindert.

Historic Route 66 als Solarstraße
Der US-Bundesstaat Missouri würde gerne eine Teilstrecke der historischen Route-66 mit einem Solarstraßenbelag ausstatten.
Naheliegende Stromversorgung

Die Entwickler von Solarstraßen möchten künftig nicht nur Haushalte mit Strom versorgen, sondern vor allem Straßenlaternen, Ampeln, Elektroautos und E-Bikes. Denn diese stehen sowieso an oder auf der Straße. Die Möglichkeiten dazu sind vielfältig: Zum Beispiel stellen sich die Aachener Forscher vor, dass in den Straßenbelag eingebaute Induktionsschleifen Elektroautos beim Fahren mit Energie versorgen könnten. Durch die von ihnen erzeugten elektrischen Felder lädt sich die Autobatterie kabellos auf.

Außerdem könnten Pfeile und andere Fahrhinweise direkt auf der Fahrbahn mit LEDs eingeblendet werden. Nach den Vorstellungen eines US- Unternehmens soll auch gleich eine Heizung integriert werden, die die Straße im Winter von Eis befreit. Pläne gibt es also viele. Die tatsächliche Energieeffizienz muss aber noch unter Realbedingungen getestet werden, wobei das Straßennetz in Deutschland mit 640.000 Kilometern Gesamtlänge dazu zumindest theoretisch genug Fläche bieten sollte.

HDI, 21.09.2016