Sono Motors Sion - 30km durch Sonne

In letzter Zeit ließt man so einiges über den Sion von Sono Motors. Das dürfte vor allem der Tatsache geschuldet sein, dass vor kurzem ein Prototyp vorgestellt wurde und es somit „ernst“ wird. Die Meinungen zu diesem neuen Elektro-/Solarauto gehen dabei stark auseinander. Während die einen unglaublich begeistert sind, klagen die anderen über ein aus ihrer Sicht unschönes Design. Doch ein Punkt ist mir vor allem in den sozialen Netzwerken aufgefallen. Einige hinterfragen den Sinn der Photovoltaikzellen des Sion. Der Vorwurf lautet häufig: Bis sich die Zellen amortisiert haben, steht längst ein neues Auto an. Andere sehen die 30km Reichweite als zu gering an, um die höheren Kosten durch die Photovoltaikzellen zu rechtfertigen.

Inhaltsübersicht

Wer oder was ist der Sion von Sono Motors?

Wenn Ihnen der Sion von Sono Motors noch komplett unbekannt ist, empfehle ich Ihnen folgenden Artikel: Sono Motors – Sion. In diesem Artikel stelle ich den Sion und seine Features vor. Außerdem finden Sie dort das Präsentationsvideo des Messeauftrittes vom 27.07.2017 in München. In diesem Video sehen Sie auch den Prototyp des Sion und können sich so selbst ein Bild vom Design machen. Ich kann Ihnen die Präsentation wirklich sehr empfehlen, denn neben der Vorstellung des Sion, erfahren Sie auch einiges über die Gründer und deren Vision.

Wie funktionieren Photovoltaikzellen?

Keine Sorge, ich werde hier nur ganz oberflächlich auf die Funktionsweise der Solarzellen eingehen. Im Wesentlichen geht es mir hier auch eher darum, dass die Faktoren, die bei der Energiegewinnung eine Rolle spielen, deutlich werden. Denn diese wirken sich auf die Praxis aus und die interessiert die meisten Menschen wohl mehr als die genaue physikalische Erklärung der einzelnen Effekte. Wer dazu allerdings mehr lesen möchte, kann das z.B. hier tun: https://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle

Die Solarzelle wandelt einfallendes Sonnenlicht in elektrische Energie um. Sie besteht aus Halbleitermaterialien, also solchen, die mit der Temperatur ihre Leitfähigkeit verändern. Die Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu. Dieses Halbleitermaterial wird zusätzlich durch das Einbringen von Fremdatomen manipuliert (siehe Dotierung). Genauer gesagt werden zwei Schichten des Halbleitermaterials, zum Beispiel Silizium, unterschiedlich dotiert, sodass zwischen diesen beiden Schichten eine Grenzschicht entsteht. Bei Lichteinfall kommt es zu einer Ladungstrennung und damit zu einer Spannung (siehe dazu photovoltaischer Effekt: https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt#Photovoltaischer_Effekt). Diese Spannung kann an der oberen und unteren Seite der Zelle an Metallkontakten abgegriffen werden. Sie beträgt etwa 0,5V.

Wie viel Energie kann man der Sonne entnehmen?

An dieser Stelle möchte ich mit einer kleinen Modellrechnung die ungefähre Energiemenge berechnen, die auf diese Weise erzeugt werden kann. Laut Sono Motors sind am Sion 330 Solarzellen auf einer Fläche von etwa 7,5m²verbaut. Des Weiteren kennen wir die ungefähr erzielte Spannung von 0,5V pro Zelle. Damit ergibt sich eine Gesamtspannung von 330 x 0,5V = 165V. Die Stromstärke variiert je nach Lichteinstrahlung zwischen 5A und 9A. Je höher die Lichteinstrahlung, desto höher der Strom. Gehen wir vom Idealfall aus, so kämen wir auf eine Leistung von 165V x 9A = 1485W = 1,485kW.

Der Akku besitzt eine Kapazität von 35kWh. Bei der angegebenen Reichweite von 250km müsste der Verbrauch auf 100km bei ca. 35kWh : 2,5 = 14kWh liegen. Analog dazu müssten für die versprochenen 30km also 14kWh : 3,33 = 4,2kWh dem Akku entnommen werden. Um diese 4,2kWh rein durch Sonnenenergie laden zu können, bräuchte das Auto unter idealen Umständen demnach 4,2kWh : 1,485kW = 2,83h. Dies scheint mir doch ein wenig optimistisch. Außerdem sind wir bisher davon ausgegangen, dass alle Photovoltaikmodule immer Strom produzieren. Das ist in der Realität nicht der Fall, denn die Module sind praktisch nie gleichzeitig und gleichmäßig der Sonne zugewandt. Daher rechne ich die Ergebnisse noch auf 25%, 50% und 75% runter:

Spannung in V	Strom in A	Leistung in kW	Ladezeit in h (100% der Module)	Ladezeit in h (75% der Module)	Ladezeit in h (50% der Module)	Ladezeit in h (25% der Module)
165	5	0,825	5,1	6,77	10,24	20
165	7	1,155	3,64	4,82	7,24	14,48
165	9	1,485	2,83	3,78	5,68	11,35

Theoretische und tatsächliche Reichweite

Die Ergebnisse der oben durchgeführten Modellrechnung können nicht absolut genau sein. Der „Verbrauch“ auf 100km ist eine sehr individuelle Größe, denn er ist erheblich von der Topographie abhängig. Des Weiteren spielt natürlich das Fahrverhalten eine große Rolle. Person A erreicht die 30km durch Sonnenenergie eventuell häufiger als Person B, weil sie schlicht langsamer fährt. Für genauere Ergebnisse müsste man statistisch vorgehen und ein Fahrzeug über einen längeren Zeitraum beobachten. Nach meinen Informationen ist Sono Motors dran, eine solche Statistik zu führen. Ich bin auf die Ergebnisse gespannt.

Sonnenstunden in Deutschland

Betrachten wir die obige Rechnung mal umgekehrt. Die Frage lautet also hier: Wie viel kWh sollten mindestens, im Schnitt und höchstens geladen werden. Dazu nehme ich eine Statistik über die Sonnenstunden in Deutschland von 2016 heran. Innerhalb der BRD, selbst innerhalb eines Bundeslandes, sind größere Unterschiede bei den Sonnenstunden messbar. Würde man diesen Test auf Europa ausweiten, wären die Unterschiede natürlich noch weitaus drastischer. Deshalb ist auch diese Rechnung höchstens eine Annäherung.

Sonnen- stunden	Bundes- land	Leistung in kW	Kapazität in kWh	Kapazität in kWh (pro Tag; 100% Module)	Kapazität in kWh (pro Tag; 75% Module)	Kapazität in kWh (pro Tag; 50% Module)	Kapazität in kWh (pro Tag; 25% Module)
1440	Saarland	0,825	1188	3,25	2,44	1,63	0,81
1440	Saarland	1,155	1663,2	4,56	3,42	2,28	1,14
1440	Saarland	1,485	2138,4	5,86	4,39	2,93	1,46
1585	Deutschland (Schnitt)	0,825	1307,63	3,58	2,69	1,79	0,90
1585	Deutschland (Schnitt)	1,155	1830,68	5,02	3,76	2,50	1,25
1585	Deutschland (Schnitt)	1,485	2353,73	6,45	4,84	3,22	1,61
1735	Brandenburg	0,825	1431,38	3,92	2,94	1,96	0,98
1735	Brandenburg	1,155	2003,93	5,49	4,12	2,75	1,37
1735	Brandenburg	1,485	2576,48	7,06	5,29	3,53	1,76

Kostenersparnis Solar vs. Strom/Benzin/Diesel

An dieser Stelle möchte ich die Energiekosten vergleichen, denn letzten Endes überzeugt immer der Preis. Für den Vergleich nehme ich 2,5kWh/Tag heran. Das ist die Kapazität/Tag, die in einem Jahr, bei 50% Modulausnutzung, durchschnittlicher Modulleistung und durchschnittlichen Sonnenstunden in Deutschland errechnet wurde. Mit dieser Kapazität sollte man ca. 4,2kWh/30km : 2,5kWh/Tag = 17,86km/Tag bzw. 6517,86km/Jahr fahren können. Bei einem Durchschnittsverbrauch von 7l E10 müsste man dafür aktuell ca. 6517,86km x 7l/100km x 1,30€/l = 593,13€ bezahlen. Bei einem Dieselpreis von aktuell 1,08€ und einem Verbrauch von 6l, lägen die Kosten bei 422,36€. Der Vollständigkeit halber nun noch die Stromkosten. Bei einem Preis von 29,16Cent/kWh, müsste man für dieselben Kilometer 266,09€ aufbringen.

Fazit

Es gibt aktuell noch keine genauen Studien zur „Sonnenreichweite“ des Sion. Sollten die berechneten Werte allerdings halbwegs stimmen, wäre die Kostenersparnis alles andere als „uninteressant“. Die theoretisch möglichen 17km/Tag decken für einige bereits den Weg zur Arbeit und zurück ab. Für andere ist es vielleicht ein Weg. Für jeden, der mehr fahren muss/will, sind die Kosten für z.B. die Versicherung abgedeckt. So oder so: Haben ist besser als brauchen 😉

Für all diejenigen, die das Aussehen des Sion nur wegen der Photovoltaikmodule verteufeln, wäre doch die Möglichkeit interessant, selbige wegzulassen. Das ist doch mal ein super Vorschlag an den Hersteller…