Elektro-LKW und andere Nutzfahrzeuge können mit Solarstrom Energie sparen. ©Bild: Schnitzler Werbung Freiburg GmbH

Lade-PV: Fraunhofer ISE testet fahrzeugintegrierte Photovoltaik für Elektro-Nutzfahrzeuge im Verbundprojekt

(ee-news.ch) Der Schwerlastverkehr verursacht 6 Prozent der CO₂-Emissionen in der EU. Direkt am Fahrzeug produzierter Solarstrom kann diese Bilanz um 5 bis 7 Prozent verbessern. Im Projekt Lade-Photovoltaik wollen vier Industrieunternehmen und zwei Fraunhofer-Institute unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE die Marktfähigkeit von PV-Anwendungen im Lastenverkehr demonstrieren.


Dafür soll ein Gesamtkonzept entwickelt werden, das den flächendeckenden Einsatz von integrierten Photovoltaik-Modulen an Elektro- und anderen Nutzfahrzeugen (über 3.5 Tonnen Nutzlast) ermöglicht. Dazu werden in den kommenden drei Jahren nicht nur einzelne Komponenten wie Photovoltaik-Module und Leistungselektronik, sondern auch ein Herstellungs- und Fertigungskonzept entwickelt, das eine effiziente Lieferkette zwischen den beteiligten Branchen ermöglicht. Die praktische Umsetzung der Prototypen soll an einem Elektro-LKW als Demonstrationsfahrzeug erfolgen.

Hohe Anforderungen an Photovoltaik-Module
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE entwickeln in dem Projekt leichte und robuste PV-Module für zwei Anwendungsfälle: die nachträgliche Aufdachmontage und die Vollintegration in den Fahrzeugkoffer. Die Anforderungen an die Vehicle Integrated PV (VIPV)-Module sind anspruchsvoll: sie sollen einen Flächennutzungsgrad von mehr als 90 Prozent erreichen, vibrationsstabil, scher- und biegeresistent sowie montagefreundlich sein. Außerdem sollen sie höchstens 2.6 Kilogramm zusätzliches Gewicht pro Quadratmeter aufweisen.

Für die Herstellung dieser VIPV-Leichtbaumodule in Serienproduktion wird ein Produktionskonzept entwickelt und eine bestehende Produktionslinie der Firma Sunset Energietechnik GmbH umgerüstet. Die Modul-Prototypen werden durch die TBV Kühlfahrzeuge GmbH in die Kofferaufbauten von Elektro-Nutzfahrzeugen integriert. Hierfür werden geeignete Materialkombinationen erprobt und ein Konzept für die Nachrüstung von Kofferaufbauten inklusive Kabelführung und der Einbettung der Leistungselektronik entwickelt. Für die Anbindung der Solarmodule an die bestehenden elektrischen Bussysteme des Nutzfahrzeugs werden durch den Projektpartner M&P Motion Control and Power Electronics GmbH die Leistungselektronikkomponenten entwickelt, getestet und für den Einsatz an den Demofahrzeugen zertifiziert. Aufgrund des begrenzten Bauraums und der Gewichtsanforderungen sollen hier neue Halbleitertechnologien zum Einsatz kommen, die mit hohen Taktfrequenzen arbeiten und dadurch kleiner ausgeführt werden können.

Tests im Verteilerbetrieb
Das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI entwickelt ein Energieprognosemodell des Fahrzeugs, das abhängig von den Verbrauchern im Fahrzeug und der Photovoltaik-Stromerzeugung für unterschiedliche Routen die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung prognostiziert. Das mit Solarmodulen ausgestattete Demonstrationsfahrzeug, ein Framo E-LKW, wird bei der Alexander Bürkle GmbH & Co. KG im täglichen Verteilerbetrieb in Freiburger Umland getestet. In einer Messkampagne wird das Einstrahlungspotenzial der gefahrenen Routen erhoben, auch die Leistungsentwicklung und Stabilität der Module unter realen Bedingungen werden regelmäßig überprüft.

Abschliessend konzipiert das Konsortium einen Fertigungsprozessablauf für die wirtschaftliche Produktion von PV-aktiven Kofferaufbauten und analysiert die Fertigungskosten sowie die Wirtschaftlichkeit für Anwender. Das Konsortium will zeigen, dass LKWs über fünf Prozent ihrer Antriebsenergie durch Solarenergie abdecken können. Dadurch seien rund 4000-6000 Kilometer zusätzliche Reichweite pro Jahr rein rechnerisch möglich.

Text: ee-news.ch, Quelle: Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme ISE

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