Autohersteller, nationale Regierungen und Mitfahrzentralen verwenden immer mehr Zeit und Ressourcen auf Elektrofahrzeugtechnologie gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Wird dieser Anstieg von EVs zu einem Anstieg des elektrischen Energiebedarfs führen? Elektrische Energieerzeugung und kreative Speicherlösungen wie die Powerwall von Tesla ebnen den Weg für eine breitere Verwendung von EVs.
Energie erzeugen: Von Kohle zu Solar
Moderne Stromerzeugung nimmt viele Formen an, dazu gehören:
- • Fossile Brennstoffe (Kohle und Erdgas)
- • Wasserkraft
- • Solarthermie
- • Kernkraft
- • Erdwärme
- • Winderzeugung
Als die ersten kommerziellen Kraftwerke in den 1880er Jahren ihre Arbeit aufnahmen, arbeiteten sie mit Kohleverstromung und waren verglichen zu unseren heutigen Systemen winzig. Durch die Wasserkraftnutzung wurden neue Methoden für die Stromerzeugung entwickelt. Die Kohle war jedoch aus der Geschichte des Stroms nicht mehr wegzudenken – und sie hielt diesen Platz für über ein Jahrhundert. Ökologische Bedenken in Bezug auf die Steigerung der Produktion von Kraftwerken für fossile Brennstoffe hat den Weg freigemacht für nachhaltigere Stromerzeugung, wie Lösungen für erneuerbare Energien, z. B. Solarenergie.
Obwohl sich die Nachfrage nach EVs als Antwort auf die Bedenken in Bezug auf den ökologischen Einfluss von benzinbetriebenen Fahrzeugen gesteigert hat, ist ein Wechsel der Energiequellen nur so effektiv wie die entsprechende Methode der Energiegewinnung es zulässt. Wenn die elektrische Energie für elektrische Fahrzeuge von Kohlekraftwerken erzeugt wird, hat das durchschnittliche EV fast den gleichen ökologischen Fußabdruck wie ein benzinbetriebenes Fahrzeug. Aus diesem Grund sind Wissenschaftler auf der Suche nach regenerativer Energieerzeugung, um der Nachfrage nach EVs gerecht zu werden.
Zwischen 2009 und 2019 stieg die installierte Solarkapazität in den Bereichen Wohnen, Gewerbe und Versorgung um das 423-fache. Stand 2019 ist die Stromerzeugung durch Solarenergie jedoch nur bei 1,8 % von allen Energiequellen. Das bedeutet, dass die Solarindustrie exponentiell wächst, mit einem vielversprechenden Potenzial, in der Zukunft mehr Energiebedarf zu decken. Diese Steigerung in der Stromerzeugung durch Solarenergie sorgte für eine Verringerung der Kosten der Herstellung von Photovoltaik-Zellen (PV). Diese sind in den letzten zehn Jahren um über 60 % gesunken.
Tesla Powerwall und Solarspeicher
Eine der großen Herausforderung bei der weitreichenden Anwendung von Solarenergie ist das effiziente Speichern der gewonnenen Energie. Leider sind die Anforderungen an Stromverbrauch und Energieerzeugung nicht aneinander ausgerichtet. Dies stellt Ingenieure vor eine Herausforderung: Wie speichern wir Solarenergie, die während des Tags erzeugt wurde, für Spitzenlastzeiten? Die meisten konventionellen Solarspeicherlösungen basieren auf Batterien vor Ort, um den Strom zu speichern. Andere Technologien basieren auf thermischen Energiespeichern oder auch auf Wasserkraftwerken.
Eine der bekanntesten Lösungen, um Solarenergie zu speichern ist die Tesla Powerwall, die als zusätzliche Einheit zu einer Photovoltaik-Sonnenkollektorenanlage verkauft wird. Die Powerwall ist im Wesentlichen eine große Lithium-Solarbatterie, die die Energie speichern kann, die Sonnenkollektoren im Verlaufe des Tages generieren. Dieser kohlenstofffreie Ansatz bei der Stromerzeugung und ‑nutzung ist ein ideales Modell für die Reduktion der ökologischen Auswirkungen von umfassendem Transport. Tesla ist das erste Autoherstellerunternehmen, dass eine komplette End-to-End-Lösung für die Erzeugung, Speicherung und Nutzung von Solarenergie auf Haushaltsebene anbietet. Es gibt verschiedene andere Unternehmen, die mindestens eine Teilalternative anbieten, dazu gehören ABB Solar, Fortress Power, Goal Zero und LG.
Solar-EV-Ladestationen: Erleichterter Energiefluss
Die engste Verbindung zwischen EVs und der Solarstromerzeugung sind solarbetriebene EV-Ladestation. Diese einzigartigen Lösungen ermöglichen es EV-Fahrern, ihre Fahrzeuge zu laden, während Sie auf einem Parkplatz geparkt sind. Dabei wird die Energie genutzt, die von Sonnenkollektoren vor Ort erzeugt und dort gespeichert wird. Diese eigenständigen Geräte sind eine schnelle und bezahlbare Alternative zu einer netzgekoppelten Ladeinfrastruktur. Dadurch wären mehr Ladestationen erreichbar und es könnten mehr EVs gefahren werden.
Die Zukunft der Sonnenkollektortechnologie und Solarenergiespeicherung sieht vielversprechend aus, der anstehende Boom im Bereich der EV verspricht mehr Strom zu benötigen als je zuvor. Hersteller auf der ganzen Welt arbeiten daran, ihre Elektrizitätsproduktion nachhaltig zu steigern. Energieversorger auf Netzebene, wie z. B. Wasserkraftwerke sowie Wind‑ und Solarparks senken die Emissionen der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen. Bei verteilten Systemen zur Solarenergiegewinnung, wie PV-Anlagen auf Haushaltsebene oder eigenständige EV-Ladestationen, gab es im letzten Jahrzehnt eine exponentielle Zunahme der Implementierung. Sonnenkollektoren sind bereit, für den umweltbewussten Verbraucher zu einer wertvollen Lösung zu werden und den Bedarf für das Laden von EVs zu decken.
