Fahrradgarage mit organischer Photovoltaik zum Laden von E-Bikes
Von ZAEBayern | am 13.06.2023
Seit kurzem ist unser Forschungsprojekt um einen Demonstrator reicher. Es handelt sich dabei um die weltweit erste Fahrradgarage mit organischer Photovoltaik. Sie steht aktuell neben dem Forschungsinstitut des ZAE Bayern am Campus in Garching und funktioniert autark ohne Stromanschluss. In der Garage können die E-Bikes der Mitarbeiter*innen, die mit dem Rad in die Arbeit fahren, über Solarstrom geladen werden. In die Hülle der Garage sind dafür Zellen aus organischer Photovoltaik integriert. Bei dieser Technologie handelt es sich im Gegensatz zu anorganischer Silizium-Photovoltaik um organisches Material, d. h. es basiert auf Kohlenwasserstoffverbindungen. Dieses wird bei unserem Partner, der Fa. ASCA in Nürnberg, in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf ein PET-Substrat aufgedruckt. Anschließend schneidet ein Laser die gewünschte Form der Elemente zurecht. In unserem Fall handelt es sich um langgezogene Formen mit abgerundeten Ecken für die Haube der Garage sowie Blütenblätter für die Seitenteile. Die sehr dünnen Elemente werden zwischen einer Folie vor Feuchtigkeit geschützt und sind in Serie miteinander verschaltet. Anschließend dienen Polycarbonat-Platten als weiterer Schutz vor Witterungseinflüssen wie Regen und Hagel. Die Fa. CERVOTEC aus Münster, unser zweiter Partner, hat die Platten auf ihrem Fahrradgaragenrahmen angebracht und uns zusammen mit der Garage samt Fahrradständern mit Steckdosen geliefert. Am ZAE wurden anschließend eine Batterie mit 2,6 kWh, ein Wechselrichter mit integriertem Laderegler sowie ein Schaltschrank und ein Display miteinander verkabelt und in der Garage montiert. Nach ein paar Änderungen an den Einstellungen hat die Inbetriebnahme erfolgreich geklappt und es konnten bereits E-Bike-Akkus geladen werden. Pünktlich zum Beginn des „Stadtradeln“ im Landkreis München am 25. Juni ist die Fahrradgarage somit einsatzbereit. In ihr können vier E-Bikes geparkt werden. Außerdem ist sie durch ein Schloss vor Fahrraddiebstahl geschützt, was für die oft nicht ganz so günstigen E-Bikes sehr beruhigend ist. Die Erzeugung von Solarstrom passt perfekt zur gewählten Anwendung: Im Sommer, wo mehr Leute radeln, liegen höhere Erträge vor als im Winter, wenn man eher auf den ÖPNV oder das Auto umsteigt. Die installierte organische Photovoltaik wird laut Simulation etwa 220 kWh Strom im Jahr produzieren. Ein E-Bike Akku hat eine Kapazität von ca. 0,5 kWh, d. h. es können in den Sommermonaten zwei Akkus voll geladen werden. Da die Räder je nach Fahrtstrecke meist nicht komplett leer ankommen, sondern teilweise weniger als die Hälfte an Akkukapazität verbraucht wurde, können in der Regel alle vier Räder versorgt werden. Zudem kann der am Wochenende oder an Feiertagen erzeugte Solarstrom unter der Woche genutzt werden, hierfür dient die Batterie als Zwischenpuffer. Die Garage wird die nächsten Monate am ZAE getestet und die zugehörigen Messdaten ausgewertet. Anschließend soll sie auf dem Winterling-Areal für die dortigen Mieter als Fahrradabstellmöglichkeit dienen und natürlich zur klimaschonenden Mobilität beitragen.