Die erste deutsche Solarstraße

Tüftler in den USA und den Niederlanden haben es vorgemacht: Straßen und Radwege lassen sich mit speziellen Solarzellen in Kraftwerke umwandeln

Auch hierzulande wird an der Straße der Zukunft geforscht, die nicht nur die Energiewende voranbringen, sondern auch Geld in klamme Kassen spülen könnte. Allerdings gibt es auch begründete Zweifel an der "Wunderstraße".

Die Idee ist einfach: Sonnenlicht fällt nicht nur auf Hausdächer, sondern auch auf Straßen, Bürgersteige und Parkplätze. Eigentlich liegt es deshalb nahe, die ohnehin vorhandenen Flächen energetisch zu nutzen. Die Idee von Solarstraßen sorgt deshalb seit einigen Monaten in den USA und nun auch in Europa für Furore und wird als Heilsbringer der Energiewende gefeiert. Videos auf Youtube läuten euphorisch das goldene Zeitalter von mit Solarpanelen gepflasterten Highways ein.

Diese Begeisterung ist nun auch in Deutschland angekommen: "Rund 1,4 Milliarden Quadratmeter könnten theoretisch in Deutschland auf diese Weise mit Solarmodulen ausgestattet werden und damit rund 20 Millionen Elektroautos mit Strom versorgen", erklärt Ingenieur und Tüftler Donald Müller-Judex. Er hat die Firma Solmove gegründet, die Solarstraßen nach Deutschland bringen will. Noch findet man nichts über sein Unternehmen im Netz, doch Müller-Judex bereitet zusammen mit hochrangigen Forschungsinstituten den großen Clou vor. 

Solarstraßen kommen aus Übersee

Bisher sorgten vor allem ein Ehepaar aus den USA, Scott und Julie Brusaw, mit ihren entwickelten Solarmodulen für Aufsehen. Im US-Bundesstaat Idaho entwickelten sie die Vision, die Highways der Vereinigten Staaten mit Solarmodulen zu pflastern und somit Strom zu generieren. Die "Solar Roadways" sind im Netz mittlerweile so beliebt, dass mit einer Crowdunding-Kampagne schon über zwei Millionen US-Dollar gesammelt werden konnten. 

Die Idee hat es seit 2009 nach Europa geschafft: In den Niederlanden gibt es seit Oktober einen 70 Meter langen Fahrradweg. Erst der Anfang, wenn es nach der Firma SolaRoad geht, die als erste zu Solarstraßen forschte. Allerdings ist die Stromgewinnung nicht ganz so effektiv wie bei Hausdächern, da die Module nicht schräg gestellt werden können. Regen, Schnee, Eis und den hohen Belastungen durch schwere Transporter hält die Solarstraße angeblich aus - wie lange wird sich erst noch zeigen.

Neben diesen, bereits im Praxis-Test befindlichen, ausländischen Versionen wird es künftig also auch eine deutsche Variante geben. Mit der will Gründer Müller-Judex unter dem Namen "Solmove" die Photovoltaik revolutionieren. Das Konsortium aus zwei Frauenhofer Instituten, dem Forschungszentrum Jülich und weiteren Partnern aus Forschung und Industrie hat ein erstes Prototyp-Modul entwickelt, das sich aneinandergereiht "wie ein Teppich über die Straße ausrollen lässt", erklärt Müller-Judex.

Der Vorteil: Im Gegensatz zu den ausländischen Konzepten müssten bereits bestehende Straßen nicht aufwendig ausgetauscht werden. Denn: Die verhältnismäßig kleinen, quadratischen Einzelteile, mit einer Größe von achteinhalb Zentimetern, können beliebig zusammengesetzt und an die Gegebenheiten angepasst und einfach auf die Straße "aufgeklebt" werden.

Die alleskönnende Wunderstraße

Die lichtempfindliche Oberfläche aus Spezialglas ist ungefähr fünf bis sechs Millimeter dick und soll dennoch so stabil sein, dass auch tonnenschwere Lkws die Solarstraße problemlos nutzen können. Zusätzlich soll diese nicht nur rutschfest sein, sondern auch Schall absorbieren und klimaschädliche Stickoxide, die als Abgase bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen, abbauen. Der Straßenverkehr gehört selbst zu einer der bedeutendsten Stickoxid-Quellen, ein Abbau durch den Straßenuntergrund ist also fast zu schön, um wahr zu sein.

Ähnlich wie bei bestehenden Photovoltaik-Anlagen gehen die Entwickler von einer Haltbarkeit zwischen 20 und 30 Jahren aus. Der Wirkungsgrad soll hingegen um etwa 15 bis 20 Prozent geringer ausfallen, da die Module nicht so dicht gepackt werden können und die Oberfläche einen Teil des Lichts reflektiert. Und dennoch könnten sich die Solarstraßen gerade in den ländlichen Regionen bezahlt machen, meinen die Erfinder.

Wer sich mit dem Auto schon mal jenseits von Autobahnen und Bundesstraßen begeben hat, weiß um den oft kläglichen Zustand kommunaler Straßenoberflächen. Mit der Nutzung der horizontalen Photovoltaik würden sich die Verhältnisse ändern. Nach zwölf Jahren sollen sich laut Müller- Judex die Investitionskosten von 290 Euro pro Quadratmeter abgegolten sein, sodass künftige Fahrbahnen statt Löcher bares Geld in die Kassen der Kommunen bringen.

Inwieweit der Prototyp umgesetzt werden kann, hängt von der Zusage von Forschungsgeldern ab, die die Entwickler beantragt haben. Seit gut zwei Jahren sucht der Forschungsverbund nach einer Möglichkeit, die ebene Fläche für Photovoltaik nutzbar zu machen, ihr Konzept weiter zu entwickeln und entsprechend zu testen. Dafür wurden Forschungsgelder in Höhe von 2,5 Millionen Euro beantragt, die maßgeblich über die weitere Entwicklung der ersten deutschen Solarstraße entscheiden werden.

"In Deutschland haben wir ein dichtes Straßennetz und es gibt allein fast 13.000 Kilometer Autobahnen, die für solch eine Idee in Frage kämen", meint Christian Hallerberg vom Bundesverband Solarwirtschaft (BSW). Einen schnellen Durchbruch der Solarstraßenidee in den kommenden Jahren hält er allerdings für unwahrscheinlich. Es gebe noch großes ungenutztes Flächenpotenzial etwa an und auf Gebäuden, wo mit etablierter Photovoltaik-Technologie verbrauchernah Solarstrom zu sehr günstigen Kosten erzeugt werden könne. "Aber die Photovoltaik hat schon andere Prognosen weit übertroffen. Vielleicht sind für unsere Kinder Solarstraßen später eine absolute Selbstverständlichkeit", so Hallerberg. Es sei im Prinzip alles möglich.

Zweifel am Wirkungsgrad

Der Materialforscher Jens Günster hingegen ist weniger euphorisch. "Den Schaden hat am Ende nicht der Hersteller, sondern der Nutzer, also die Kommune", erklärt Günster, der in der Bundesanstalt für Materialforschung- und prüfung (BAM) mit Glas- und Keramik arbeitet. Als Experte für den Werkstoff Glas hat er große Zweifel daran, dass sich die Solarstraßen-Idee bewährt. Die Solarzellen müssen - ebenso wie Solarmodule für das Dach - in sogenannte Einhausungen verbracht werden. Da sie lichtdurchlässig sein müssen, komme hierfür nur Glas in Frage, erklärt Günster. Dabei sei weniger die Belastbarkeit als die Verschmutzung das Hindernis. Denn dass Transporter über die Solarpanels rollen können, bezweifelt der Materialforscher nicht. Jedoch werde durch Dreck, Staub, Sand und Steine die Oberfläche der Module sukzessive zerkratzt. Somit verlören die Zellen auf lange Sicht immer mehr an Wirkungsgrad.

"Wenn man bedenkt, dass sich die Hersteller heute schon um wenige Prozente streiten, wenn es um den Stromertrag geht, ist diese Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit eine Katastrophe", so Günster. Hinzukommen "normale" Probleme von Solarmodulen wie beispielsweise der Pilzbefall. Der Wissenschaftler geht deshalb davon aus, dass die Anlagen schon nach kurzer Zeit weniger als 50 Prozent weniger Strom produzieren, als herkömmliche Solarpanels auf dem Dach. Trotzdem findet er es zumindest interessant, die Solarstraßen einmal zu testen, viele Vorschusslorbeeren gesteht er ihnen aber nicht zu.

An den Straßenschmutz hat Erfinder Müller-Judex natürlich auch gedacht. Die Solarstraßenforscher wenden nach eigenen Angaben "einen Trick" an, um den Regen für die regelmäßige Reinigung zu nutzen: "Die Glasoberfläche bekommt besondere chemische Eigenschaften, die die Selbstreinigung verbessern", verrät Müller-Judex. Organische Substanzen sollen sich automatisch zersetzen und die Module wasserabweisend sein.

Ob die Idee nun wirklich hält, was sie verspricht, wird sich jedoch nicht im Labor, sondern letztendlich im Praxistest beweisen müssen. Die Chance sollte man der Idee zumindest lassen. 

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