RWTH-Institut für Straßenwesen

Straßen mit integrierter Photovoltaik speisen Elektrofahrzeuge

31. Mai 2016, 9:32 Uhr | Stefanie Eckardt

Lukas Renken, RWTH Aachen, Professor Markus Oeser, RWTH Aachen und Donald Müller-Judex, Solmove (vrnl.) arbeiten an der Integration von Photovoltaik-Zellen in die Straßenoberfläche.

Das Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen forscht derzeit mit Partnern an der Energiegewinnung durch Fahrbahnoberflächen mit integrierten Photovoltaik-Modulen. Einen ersten Demonstrator eines derartigen Solar-Moduls hat die RWTH gemeinsam mit Solmove bereits entwickelt.

Derzeit existieren nur Photovoltaik-Module für Dächer, Freiflächen und Fassaden, die meist aufgeständert nach Süden zeigen. Es gibt keine Module, die horizontal ausgelegt sind, um einen hohen Energieertrag bei gleichzeitig Belastbarkeit zu erzielen. Eine Doppelnutzung von Straßen für Verkehr und als Energielieferant verfügt allerdings über ein größeres Flächenpotenzial als Photovoltaik auf dem Dach. In Deutschland gibt es rund 1,4 Milliarden m² horizontale Flächen, die sich für die Erzeugung von Strom nutzen ließen – beispielsweise für 20 Millionen Elektrofahrzeuge. In dem Forschungsprojekt der RWTH Aachen werden daher in den nächsten zwei Jahren die technischen und wirtschaftlichen Risiken befahrbarer Solar-Module erforscht. So müssen sie zum Beispiel eine mechanische Belastbarkeit von bis zu 11,5 t Achsenlast haben, um auch schwere Nutzfahrzeuge tragen zu können.

Die Solar-Module sind etwa fünf bis sechs mm dick und bestehen aus zusammensetzbaren Elementen, die industriell vorgefertigt wie ein Fliesenteppich ausgelegt werden sollen. Die einzelnen Solar-Module können beliebig kombiniert und ausgetauscht werden. Sie sind mit einem besonders bruchsicheren und rutschfesten Spezialglas bedeckt. Das Besondere ist vor allem die Oberfläche: Das Glas lenkt einfallendes Licht optimiert auf die Photovoltaik-Schicht im Inneren, so dass ein hoher Energieertrag möglich ist. Gleichzeitig führt das Glas photokatalytische Effekte herbei.

Die Oberflächen der Fahrbahnen sollen zudem selbstreinigende Eigenschaften erhalten, damit so wenig Schmutz wie möglich das Sonnenlicht von den Solarzellen abhält. Integrierte LED-Lampen lassen die Seitenstreifen nachts leuchten. Flüsterqualität bekommt die Solarstraße durch eine akustisch optimierte Struktur. Dank Induktionsschleifen versorgen die Photovoltaik-Fahrbahnen Autos während der Fahrt drahtlos mit Energie. Auch Ampelsysteme werden über die Module mit Energie versorgt.

„Wenn 15 Prozent der Verkehrsflächen mit den Solar-Modulen ausgestattet werden, sind in Deutschland keine Atomkraftwerke mehr notwendig“, betont Donald Müller-Judex vom Forschungspartner Solmove den entscheidenden Beweggrund. „Die lokalen Versorger können auf regenerative Alternativen umstellen und langfristig die Kosten für die Straßenerhaltung refinanzieren“, erklärt er. Der Energieaufwand für die Produktion der Module werde in drei Jahren ausgeglichen. Das System soll eine Lebensdauer von 25 Jahren haben – länger als konventioneller Asphalt, der in der Regel nach 20 Jahren grundsaniert werden muss.