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Fraunhofer-Forscher entwickeln farbiges Solar-Autodach

03.09.2019 in Innovation | 36 Kommentare

Fraunhofer-ISE-Solardach

Bild: Fraunhofer ISE

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zeigt auf der Frankfurter Automesse IAA ein farbiges Solar-Autodach „mit hocheffizienten“ Solarzellen. Die zur Steigerung der Reichweite von Elektroautos gedachte Technologie lässt sich in beliebigen Farben beschichten, die Solarzellen sind unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert.

„Um eine CO2-freie Energieversorgung in allen Sektoren zu realisieren, müssen wir den Ausbau der Photovoltaik massiv vorantreiben, auch jenseits von Hausdächern und Freiflächen. Solarmodule werden künftig noch mehr in unsere bereits bebaute Umwelt integriert werden, zum Beispiel auch in Fahrzeuge“, erklärt ISE-Institutsleiter Dr. Andreas Bett.

Für die Integration der Photovoltaik in das Solardach setzen die Freiburger Forscher auf die sogenannte Schindelverschaltung: die monokristallinen Siliciumsolarzellen werden dabei überlappend angeordnet und in einem Klebeverfahren mit einem leitfähigen Kleber verschaltet. So entstehen keine inaktiven Flächen durch Zell-Zwischenräume, die Modulfläche lässt sich maximal für die Stromerzeugung nutzen und bietet ein einheitliches Gesamtbild.

„Weiterhin sorgen geringere Widerstandsverluste und der Wegfall der Verschattung durch aufliegende Zellverbinder sowie eine besonders hohe Verschattungstoleranz für eine um bis zu zwei Prozent höhere Moduleffizienz im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen. Die Solarzellenmatrix wird in einem Folienlaminator zwischen die Gläser eines handelsüblichen, sphärisch gewölbten Panorama-Autodachs laminiert. Mit Hilfe einer speziell gefertigten Form kann das Laminieren auch in einem herkömmlichen Laminator erfolgen“, heißt es weiter.

„Nahezu unendliche“ Farbmöglichkeiten

Die neuen Solarzellen des ISE sind laut den Entwicklern komplett durch eine individuelle Farbbeschichtung verborgen und somit unsichtbar. Der Effizienzverlust durch die Glasbeschichtung betrage sieben Prozent. Der vom Morpho-Schmetterling inspirierte Effekt werde durch spezielle Oberflächenstrukturen erreicht, die eine hohe Farbsättigung bei guter Blickwinkelstabilität ermöglichen. Die Farbmöglichkeiten seien dabei „nahezu unendlich“. Die Funktionalität des Solardachs soll der eines Standard-Metallautodachs entsprechen. Dass die Solarzellen einfallende Sonnenstrahlung in Strom umwandeln hilft zudem dabei, Überhitzung im Auto zu reduzieren.

Die integrierten Solarzellen des Photovoltaik-Autodaches haben dem ISE zufolge eine Leistung von etwa 210 W/m² und können nachhaltigen Strom für täglich um die 10 Kilometer Autostrecke an einem sonnigen Sommertag liefern. Dies entspricht einer jährlichen Verlängerung der Fahrtstrecke um etwa 10 Prozent oder einer gleichwertigen Verbrauchsreduzierung. Die Berechnung basiert auf der unverschatteten Sonneneinstrahlung in Freiburg im Breisgau, einem Verbrauch des Elektroautos von 17 kWh auf 100 Kilometer und einer jährlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometer. Forschungspotenzial sieht das Fraunhofer ISE bei der Integration von Photovoltaik in zusätzliche Fahrzeugflächen für eine weitere Reichweitenverlängerung.

Welches Potenzial Fahrzeugdächer bieten, hat das Fraunhofer ISE in Zusammenarbeit mit mehreren Speditionen in einer Messkampagne von 2016 bis 2017 erforscht: Sechs Lkw wurden mit Einstrahlungs- und Temperatursensoren sowie GPS ausgestattet und ihre Routen im Osten der USA sowie in Mittel- und Südeuropa aufgezeichnet. Für Europa wurden 5000 bis 7000 Kilowattstunden jährliches Stromerzeugungspotenzial auf einem typischen Lkw-Dach ermittelt, was einer Fahrleistung von 5000 bis 7000 Kilometer entspricht.

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Via: Fraunhofer ISE
Tags: Forschung, Solar, SolardachAntrieb: Elektroauto

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Leser-Interaktionen

Kommentare

  1. Strauss meint

    06.09.2019 um 17:08

    Bender, laden vom Dach ist die Superlative Stromerzeugung. Mit knapp 50m2 Fläche kannst Du dein Auto auch bei bedecktem Himmel tagsüber aufladen.

  2. Martin meint

    05.09.2019 um 11:36

    Sicherlich zunächst sinnvoll bei LKW, die Kühlgut transportieren, da hier einerseits die Einstrahlung und Erwärmung des Innenraums vermindert wird und gleichzeitig ein elektrisch betriebener Kompressor für die Kühlung weniger Diesel verbraucht.
    Für PKW wird es analog einen deutlichen Komfortgewinn im Sommer geben, der die Investition für die viele Nutzer, die gerne klimatisiert fahren, rechtfertigt. Die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und damit verbundene Einsparungen sind vermutlich zunächst zweitrangig.

  3. Strauss meint

    04.09.2019 um 12:11

    Richtig wer sein auto in der eigenen Garage hat kann in der Regel Strom von einer Steckdose Strom bekommen. Tagsüber möglichst vom Dach, Und bei Nacht aber lieber nicht über einen Speicher.Aber solche Stromumwandlungen und Mehrfachspeicherung ist heute noch zu teuer . Besser einen gebrauchten Zoe kaufen, dann ist immer einer geladen. PHEV s gehen überall. Der Herr Ingerath hats kapiert . Elektro Reichweite muss im PHEV 150 Km sein.!!!

  4. alupo meint

    04.09.2019 um 02:11

    Ich hab mir gleich gedacht dass sich die deutschen Geier auf diesen Artikel stürzen werden und ihn schlechtreden.

    Ich habe kein Problem, wenn die üblichen ewig Gestrigen sich selbst mit guten Gründen einer solchen Option verweigern.

    Aber ich finde es anmaßend, wenn sie ihre Situation ohne statistische Basis aufzuzeigen auf andere bzw. fast alle Autofahrer verallgemeinern.

    Warum tun das soviele Deutsche?

    Ich kann immer wieder nur auf den alten Cark Benz verweisen. Dem erging es damals genauso. Inzwischen ist er und alle seine Kritiker tot. Nur wir wissen heute, dass nur er Recht hatte mit seiner danals neuen Idee.

    Denkt auch mal an zukünftige PV-Zellen mit Nano-Carbonröhrchen zur zusätzlichen Nutzung der direkten und indirekten Infrarotstrahlung (Stichwort 80 %). Noch nichts davon gehört? Irgendwie wundert mich das jetzt nicht wirklich….

  5. merdian meint

    03.09.2019 um 17:05

    Eigentlich geht es doch um eine Wirtschaftlichkeitsberechung. 1.500 km/Jahr kosten wieviel EUR an Stromkosten? Bei 30 Cent/KWh und 17 KWh/100km sind das 76,50 EUR/Jahr. Was kostet das Solardach mich als Endverbraucher? Bekomme ich das für 765 EUR als zubestellbare Option beim Autokauf?

  6. Load"*",8,1 meint

    03.09.2019 um 14:01

    junge junge, da wird sich einen in die Tasche gelogen. Hier in Norddeutschland bleibt dann effektiv 1km pro Tag im Sommer übrig und das nur wenn die Karre immer hübsch sauber ist.
    Wie viel tausende soll denn der Spaß mehr kosten? Ich hoffe die Vollkasko läßt sich den Aufpreis vergolden.

    • Jörg2 meint

      03.09.2019 um 15:51

      @Load…

      Es ist oft sinnvoll, sich die Originalquelle heranzuziehen. Da ist dann u.A. zu lesen, dass seit einiger Zeit einige LKW durch das FI mit Einstrahlungssensoren ausgestattet sind, um die mögliche Sonnenausbeute zu ermitteln. Es sollen in den nächsten Jahren noch weitere 100 Autos so durch die Lande fahren um über einen Zeitraum von 3 Jahren Messdaten zu sammeln. Mit Hilfe dieser Daten soll ein Angebot entwickelt werden, welches jedem zukünftigen Nutzer solcher Lösungen ausrechnen kann, ob es für ihn sinnvoll ist.

      Ansonsten geht man von Kosten von unter 30EUR pro m2 aus (sicherlich kein Endkundenpreis, sicherlich netto).

  7. Martin Giesler meint

    03.09.2019 um 11:00

    Solare Integration in die heutige Mobilität ist meines Erachtens die Zukunft.
    Beispiele:
    1)
    LKW Anhänger mit Dach und Seitenflächen zusammenkalkuliert kommt man auf über 100qm Fläche für Solarzellen!
    Man könnte heute schon LKW Anhänger bauen, die Unabhängig der eingesetzten Zugmaschine die Energie direkt in die Unterstützung zur Fortbewegung nutzen können und somit den Energieverbrauch der Zugmaschine verringern. Mittel- bis Langfristig können die Zugmaschinen selbst elektrisiert werden und die PV-Module die Energie an die Zugmaschine übergeben.

    2)
    Auch die Schifffahrt bietet ein enormes Potential. Viele Schiffe haben große Dachflächen die genutzt werden können. Bei Schiffen, die zum Gütertransport verwendet werden und über kein stabiles Dach verfügen, können die Seitenwände mit PV bestücken und auch hier elektrisch unterstützen und ggf. auch mit einem autonomen Flug-Drachen in mehreren hundert Metern Höhe eine vollständig elektrische Schiffahrt realisieren. Sollte die Energie nicht ausreichen (nicht genügend Wind und Sonne), so kann über einen Wasserstofftank und Brennstoffzellen die übrige Energie genutzt werden (als Backup).

    3) Solare Integration in die gesammte Karrosserie in PKWs. Siehe Sono Motors. 5.000KM im Jahr, die nicht in Rechnung gestellt werden.

    • michelken meint

      03.09.2019 um 16:18

      Ich sehe das ähnlich, wie Sie. Es ist gut, in allen Richtungen zu forschen und Fortschritte zu erzielen.
      Wie letztendlich Kombinationen aus mehreren Einzelkomponenten dazu beitragen, dass die individuellen Ansprüche und Möglichkeiten einzelner Mobilitätszweige abgedeckt werden können, wird sich dann zeigen.
      Aber, nicht zu forschen und Neues zu entdecken / entwickeln, heisst, auf altem Stand vor sich hin dümpeln (-> Dinosaurier?).
      Fraunhofer und Kollegen: weiter so…

    • kritGeist meint

      04.09.2019 um 14:45

      Bei Schiffen v.a. auf den großen Containerschiffen über die komplette Länge der Beladung oder bei Flugzeugen, für den intern genutzten Strom, v.a. in sonnenreichen Ländern.

  8. Gunarr meint

    03.09.2019 um 10:08

    Da sind die Forscher so stolz darauf, dass sie die Effizienz durch Verkleben um 2 % gesteigert haben, und dann vergeuden sie 7 % indem sie eine Farbschicht auftragen. Schaffen sie es denn nicht, die Solarzellen so einzubauen, dass es gut aussieht?

    • Ludwig Kastor meint

      03.09.2019 um 14:17

      Das gleiche habe ich mir auch gedacht. Das darf man doch ruhig sehen, warum Verluste erhalten, nur weil es einen Farbanstrich erhalten hat.

      Bin gespannt auf die Zukunft. Kann so einige Änderungen geben…

    • Jörg2 meint

      03.09.2019 um 15:55

      Die „7%“ sind relative Transmissionsverluste. Inwieweit und bei welcher Sonneneinstrahlung das Auswirkungen auf die Stromerzeugung der Module hat, ist vom FI nicht benannt.

    • Swissli meint

      03.09.2019 um 17:56

      Für eine Gebäude Fassade könnte eine frei wählbare Farbe durchaus Sinn machen. Ein Hochhaus hat viel Seitenfläche, aber im Verhältnis wenig Dachfläche.
      Ich denke das Autoglasdach ist nur eine Anwendung von vielen.

    • kritGeist meint

      04.09.2019 um 14:57

      Da gehts eher um das Verfahren selber & der Möglichkeit quasi „verdeckt“ das zu montieren. Auf LKWs ist die Farbe egal, bei Gebäuden schon eher. Jeder noch so kleiner sonnenbereich, der bei Energie-Erzeugung hilt ist sinnvoll, trotz Verlust.
      Und gerade die Farbauswahl könnte große Autohersteller dazu animieren, sich an der Weiterentwickung zu beteiligen, um es quasi als (teuren) Kundenbonus bei Austattungsauswahl, auch bei normalen Autos, z.B. bei Verbrennern oder bei Hybriden das anzubieten. Denn die Leute, die sich teure Autos leisten können, wollen noch mehr Individualität bei der Auswahl, z.B. wie bei dem matten Lacken bei den Sportversionen.

  9. hu.ms meint

    03.09.2019 um 08:54

    Man müsste also das fahrzeug immer in der sonne stehen lassen, wo es sich schön aufheizt. Wenn die sonne dann nicht mehr scheint in die garage umsetzen zum richtig aufladen. Wer wird das wohl regelmäßg machen?
    Bei mir können an einem sonnigen tag 18 kwh = 100km vom dach ins BEV geladen werden und die kosten nur die entgangene einspeisevergütung von 1,90 €. :-)

    • Bender meint

      03.09.2019 um 09:08

      Also bei aller angebrachten Kritik, bitte mal die Kirche im Dorf lassen.
      Ja, PV Dächer für Autos sind nicht die ultimative Superladetechnik, aber immerhin könnten sie an sonnigen Tagen durchaus ein Mehrwert sein.
      Nicht jeder hat die Möglichkeit während seiner Arbeitszeit sein Auto laden zu können oder unter einem Dach zu parken.
      Und mal milchmädchengerechnet: bei oben genannten 300W und einer durchschnittlichen Arbeitszeit von 8h macht das immerhin einen Ertrag von 2,4kWh – damit könnte ich mit meinem Ioniq fast 20km am Tag extra fahren.
      Also bitte – BITTE – nicht immer alles gleich verteufeln! Was soll diese Unart?
      Natürlich gibt es effizientere und günstigere Methoden, aber haben ist haben.
      Es gibt ja auch noch genug Menschen die ihr Geld auf Festgeld oder Tagesgeldkonten legen.

      • Peter W meint

        03.09.2019 um 09:21

        Sehe ich auch so. Das Solardach muss ja nicht jeder haben, aber jeder, der Tagsüber im Freien steht hat einan Gewinn für sich und die Umwelt. Und jetzt bitte nicht wieder damit anfangen, wie viel CO2 die Produktion verbraucht, ein Auto ist ohnehin zu 90% unnötig oder überdimensioniert.
        Man sollte mal überlegen, wie viel Quadratkilometer Autodach im Freihen herumstehen. Das ist ein ungenutztes Potential.

      • Georg meint

        03.09.2019 um 09:29

        Ich sehe das genauso, irgendwann muss man einfach anfangen neue Wege zu gehen. Die Systeme werden besser werden und irgendwann nur unwesentlich teurer als ein normales Autodach. Vielleicht übernimmt sogar Streetscooter so eine Lösung, dann sind da evt. schnell mal 20-30% des Tagesbedarfs eines Zustellautos abgedeckt.

      • hu.ms meint

        03.09.2019 um 09:45

        @ Bender:
        was wird „verteufelt“ ?
        Die leistung ist einfach gering.
        Deine berechnung ist unrealistisch, da die sonne nicht 8 stunden voll auf das fahrzeug scheint und die ganze zeit 300 W erzielbar sind und dann scheint die sonne ja nicht an jedem tag und wenn, auch nicht volle 8 stunden. Einfach an die im artikel genannten werte halten, die sind verprobt: max. 10 km an einem sonnigen sommertag, aber max. 1.500 km pro jahr. Und das in Freiburg, der sonnigsten stadt in D.

        • BB meint

          03.09.2019 um 10:47

          aber selbst nur 10km pro Tag bedeuten zum Beispiel in meinem Fall 25% meiner täglichen Pendelstrecke.

          Am Ende geht es um ökonomischen und ökologischen Wert so eines Solardaches.
          Wenn die Produktion nicht besonders energieintensiv ist (warum sollte sie?) und die Haltbarkeit der Zellen dem Autoleben entspricht (sollte doch realistisch sein) ist das ein nettes extra.
          Und wenn ich es nur nutze um die Lüftung zu betreiben um die Temperatur niedrig zu halten spare ich mir danach Strom für den Klimakompressor.

        • Peter W meint

          03.09.2019 um 19:08

          Solche Argumente musste ich mir auch anhören, als ich meine PV installiert habe. Nachts oder bei Regen bringt die aber nichts. Dass ich auf meinem Dach Strom für 2 Häuser mache zählte nicht.

        • hu.ms meint

          04.09.2019 um 09:29

          Bei mir arbeitet seit ein paar wochen auch eine PV-anlage:
          8,4 kwh Peak + 6,5 kwh akkuspeicher. E3DC.
          Schon klar, dass die erzeugte gesamtmenge gut ist. Aber sie wird nicht dann erzeugt wenn sie gebraucht wird – deswegen ja die speicher.
          Bei der Auto-PV geht es doch darum, dass eben nicht jeden tag die sonne scheint und auch das fahrzeug entsprechend geparkt ist.
          Deshalb ist auch nur der durchschnittliche jahresertrag interessant – und genau der ist bei diesen faktoren (sonnentage + parkplatz tagsüber) doch bei jedem anders.
          Anders ausgedrückt: bei dem einen passt es, aber bei vielen bringt es kaum etwas.
          Pauschalaussagen oder schlüsse von sich selbst auf alle anderen sind da einfach unsinnig.

      • kritGeist meint

        04.09.2019 um 15:01

        *Daumen hoch*
        Auch die vom Frauenhofer entwickeltes MP3-Vormat hat man am Anfang kritisiert „Welche audiophiler Hörer braucht schon ein komprimiertes Format…“

    • McGybrush meint

      03.09.2019 um 09:42

      Ich als Laternenparker hab sowieso keine Wahl unter welchem Dach ich parke sondern wo ist eine frei Parklücke.

      Auch am Strand sind die 10% Schattenplätze nahezu immer zuerst belegt.

      Für einen der sein eigenes Dach für sein Auto hat ist es eh unrelevant ein PV Autodach zu haben da er ja auch ein eigenen Stromanschluss hat. Für mich Laternenparker ist es aber ein Unterschied wenn ich in der Woche 50km nebenbei von der Sonne schnorre und so erst später an eine öffentliche Säule muss.

      • hu.ms meint

        03.09.2019 um 09:49

        Die leute hier gehen von verschiedenen voraussetzung aus:
        Wer nur an ladesäulen laden kann, für den ist jeder km aus so einem PV-autodach wertvoll.
        Wer einen stellplatz mit stromanschluss hat, interessiert das weniger.

        • Wessi meint

          04.09.2019 um 14:14

          jaja, die leute hier
          den satz kann man in gold gießen, stein meißeln
          DIE Leute hier, pauschl betrachtet

    • Andreas_Nün meint

      03.09.2019 um 10:13

      „Man müsste also das fahrzeug immer in der sonne stehen lassen, wo es sich schön aufheizt.“

      Ja, machen in Deutschland ca. 10.000.000 Autobesitzer täglich an ihrem Arbeitsplatz, bei Supermärkten, etc.

      Man muss also einfach weitermachen, wie bisher. Sonst nix.

      • hu.ms meint

        03.09.2019 um 10:56

        Richtig, aber sicher mehr als die hälfte der PKW stehen in garagen.
        Wie schon geschrieben: die persönlichen verhältnisse führen zu unterschiedlichen sichtweisen.
        Meiner wird in der schattigen garage stehen und trotzdem PV-strom tanken. :-)

        • Jörg2 meint

          03.09.2019 um 14:26

          @hu.ms

          Laut Bundesregierung leben 77% der Menschen in D in Städten mit mehr als 5.000 Einwohnern. Tendenz steigend.
          Ich vermute daher, dass mehr als die Hälfte der privaten PKW nicht in Garagen stehen.

        • Sledge Hammer meint

          03.09.2019 um 19:02

          @ hu.ms
          Musst du tagsüber nicht arbeiten gehen?
          Also ich schon, und wenn ich mit dem Auto unterwegs bin, dann darf es ruhig ein bisschen laden.

        • hu.ms meint

          04.09.2019 um 01:00

          @ Sledge Hammer
          Ich gehe nicht arbeiten – ich fahre: 8 km einfach, mit dem fahrrad an jedem sonnigen tag.
          Das auto steht währenddessen in der garage und wird zukünftig von der PV auf dem dach geladen. Bis zu 100 km fahrtstrecke jeden sonnentag.

          Wie schon geschrieben kommt es auf die voraussetzungen an, ob man so eine pipi-ladeleistung durch das pv-autodach braucht oder nicht.

        • hu.ms meint

          04.09.2019 um 11:37

          @jörg,
          es geht hier ausschliesslich um den standplatz tagsüber !
          Und da gibt’s viele firmen-TG oder parkhäuser in den städten.
          Weiter stehen dort auch große häuser, die oft den halben tag schatten auf die PKW werfen, was den ertrag halbiert.
          Es wird ja im beitrag geschieben: bis zu 10 km an sonnigen tagen ohne verschattung – aber nur 1.500 km – statt rechnerisch 3.650 – im jahr.

        • Wessi meint

          04.09.2019 um 14:15

          jaja, die leute hier
          den satz kann man in gold gießen, stein meißeln
          DIE Leute hier, (pau)schal betrachtet

          aber SIE, SIE sind so anders
          gut, dass es SIE gibt, finden SIE sicher selbst auch

    • Leser meint

      03.09.2019 um 11:09

      Selbst wenn es nur genutzt wird, um wärend des in der Sonne stehen, die Klima zu betreiben, hat es schon voll seinen Zweck erfüllt, denn die Energie bleibt dann im Akku.

      bei mir sind 10km immerhin fast 60% der einfachen Strecke. Auch das ist nicht zu verachten. Tagsüber habe ich beim Arbeitgeber immer ein sonniges Plätzchen (fürs Auto natürlich ;) )

      • kritGeist meint

        04.09.2019 um 15:04

        Oder um die Wärmepumpe anzutreiben, um die Akkus auf optimale Temp vor dem Start zu bringen.

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