Die in den Kofferaufbau integrierten Solarmodule bedecken das gesamte Dach. Foto: Fraunhofer ISE
Photovoltaik-Lkw nimmt Fahrt auf
Im Rahmen des seit Juli 2019 laufenden Fraunhofer-Projekts „Lade-PV“ wurden Photovoltaik-Module für Nutzfahrzeuge entwickelt – zur Stromgewinnung während der Fahrt. Wie das Fraunhofer ISE nun mitteilt, ist seit einigen Tagen ein erster Demonstrator-Lkw mit integrierter Photovoltaikanlage auf Deutschlands Straßen unterwegs. Das Elektrofahrzeug wurde kurz zuvor für den Straßenverkehr zugelassen.
„Durch die erfolgreiche Inbetriebnahme unseres Hochvolt-Photovoltaik-Systems haben wir unser Ziel erreicht, die Machbarkeit von fahrzeugintegrierter Photovoltaik für schwere E-Nutzfahrzeuge zu demonstrieren“, sagt Christoph Kutter, Projektverantwortlicher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, und fügt hinzu: „Die in den Lkw integrierten Komponenten funktionieren wie erwartet.“
Der Elektro-Lkw wird nun im Freiburger Umland ein Jahr lang für den Elektrogroßhändler Alexander Bürkle GmbH im Einsatz sein. Während dieser Zeit soll wissenschaftlich geprüft werden, wie die Komponenten unter Realbedingungen funktionieren und ob die Stromertragsprognose in der Praxis auch wirklich erreicht wird.
Leichte und robuste PV-Module
Der Gleichstromsteller sitzt platzsparend unter dem Lkw-Koffer. Foto: Fraunhofer ISE
Der 18-Tonner wurde mit einer 3,5-Kilowatt-Peak-Photovoltaikanlage (PV-Anlage) und einer 800-Volt-Traktionsbatterie ausgestattet. Der direkt am Fahrzeug produzierte Solarstrom soll 5 bis 10 % des Lkw-Energiebedarfs decken. Die dazugehörigen Solarmodule und die sonstige Leistungselektronik hat das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Industriepartnern und dem Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI im Projekt Lade-PV entwickelt. Wir hatten über dieses Projekt auf BaustoffWissen bereits vor einem Jahr im Beitrag „Photovoltaik für Elektro-Lkw“ informiert.
Die vom Fraunhofer ISE entwickelten, besonders leichten und robusten PV-Modul-Prototypen baute die Sunset Energietechnik GmbH. Die TBV Kühlfahrzeuge GmbH integrierte die Module dann in den Kofferaufbau eines Elektro-Lkw des thüringischen Herstellers Framo. Dieser dient nun als erstes Demonstrator-Fahrzeug. Der Photovoltaikstrom vom Dach wird direkt in das Bordnetz des Nutzfahrzeugs eingespeist. Der Projektpartner M&P motion control and power electronics GmbH entwickelte dafür einen Gleichstromsteller, der mit der Fahrzeugsteuerung kommuniziert und im Sicherheitskonzept des Fahrzeugs eingebunden ist.
Um hohe Stromerträge bei zugleich niedrigem Material- und Verkabelungsaufwand zu erreichen, sind die Solarmodule auf dem Fahrzeugdach in Serie verschaltet. Die dadurch entstehenden Spannungen von bis zu 400 Volt könnten bei einem Unfall ein Sicherheitsrisiko darstellen. Um dieses Risiko zu unterbinden, hat das Fraunhofer ISE eine Trennungsvorrichtung entwickelt. Sie sitzt in der Anschlussdose jedes PV-Moduls und ist in der Lage, die Stromverbindung im Falle eines Unfalls innerhalb von Millisekunden dezentral und ohne zusätzliche Kommunikationskanäle zu trennen. Im gesamten System liegen dann nur noch ungefährliche Kleinschutzspannungen vor.
Prüfung unter Realbedingungen
Im täglichen Einsatz bei der Alexander Bürkle GmbH wird die Leistungsfähigkeit des Photovoltaik-Lkw nun unter Realbedingungen überwacht. Zum Einsatz kommt dabei auch das Energieprognosemodell „IVImon“ des Fraunhofer IVI. Dieses prognostiziert abhängig vom Verbrauch im Fahrzeug und der Sonneneinstrahlung für verschiedene Routen die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung.
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