11. November 2021

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik ist ein Entwicklungsfeld, das aktuell weiter an Fahrt gewinnt. Ein Wissenschaftsteam, das zum On-Board-Laden von Elektro-Nutzfahrzeugen forscht, hat nun einen Elektro-LKW mit vollintegrierter Photovoltaik demonstriert.

Im Projekt Lade-PV entwickeln Forscherinnen und Forscher ein Gesamtkonzept, das den flächendeckenden Einsatz von integrierten Photovoltaikmodulen an Elektro- sowie weiteren Nutzfahrzeugen mit einer Zuladungsmasse von mehr als 3,5 Tonnen ermöglicht. Hierbei hat das Forschungsteam jetzt einen E-LKW mit vollintegrierter Photovoltaik erfolgreich in Betrieb genommen und damit einen zentralen Meilenstein erreicht.

Der mittlerweile auf Deutschlands Straßen fahrende LKW wiegt 18 Tonnen. Er ist mit einem Hochvolt-Photovoltaik-System ausgestattet, das in die 800 Volt Traktionsbatterie des Nutzfahrzeugs einspeist. Die Solarmodule sind in den Kofferaufbau des LKW integriert und nutzen die gesamte Dachfläche aus. Der erzeugte Solarstrom deckt etwa fünf bis zehn Prozent des Energiebedarfs des Fahrzeugs. Der E-LKW dient als Demonstrationsfahrzeug, das die praktische Umsetzung der Forschungsergebnisse veranschaulicht. Für die Integration in Nutzfahrzeuge haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI und Industriepartner gemeinsam die Photovoltaikmodule und Leistungselektronik entwickelt.

Die technische Abnahme des E-LKW zeigt, dass fahrzeugintegrierte Photovoltaik ebenfalls für schwere Elektronutzfahrzeuge einsetzbar ist. Im Verbundvorhaben wird der E-LKW nun auch im realen Betrieb weiterhin beobachtet. Das Wissenschaftsteam begleitet seine Fahrten im Freiburger Raum für ein Jahr, um unter anderem Prognosen hinsichtlich des Stromertrags zu validieren und die Komponenten unter realen Bedingungen zu überprüfen.

Das Bild zeigt den Gleichstromsteller, der unter dem LKW-Koffer platziert ist.
© Fraunhofer ISE
Der Gleichstromsteller ist unter dem LKW-Koffer platziert.
 

Das Projekt Lade-PV startete im August 2019 und wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Die erzielten Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einem klimafreundlicheren Straßengüterverkehr beitragen. (av)

Hintergrundinfo: Fahrzeugintegrierte Photovoltaik

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik (VIPV, englische Abkürzung für „Vehicle Integrated Photovoltaics“) beschäftigt sich als Forschungsgebiet mit der Fragestellung, wie Photovoltaikmodule bestmöglich in Fahrzeuge eingebunden werden können. Dabei sind nicht nur mechanische und elektrische Gesichtspunkte relevant, sondern auch Design-Fragen. In der Regel werden Photovoltaikmodule so in Fahrzeuge integriert, dass sie beispielsweise das Dach oder die Motorhaube ersetzen. Sie sollen sich also möglichst nahtlos in die Hülle des Fahrzeugs einfügen, um von dort aus mit elektrischen Verbrauchern oder im Falle von Elektrofahrzeugen mit deren Antriebsbatterien verbunden werden zu können. VIPV ermöglicht, die Reichweite von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zu erhöhen und die CO2-Bilanz zu verbessern. Sie wird aktuell vornehmlich in Elektroautos und Nutzfahrzeugen eingesetzt.

Bei EnArgus, dem zentralen Informationssystem zur Energieforschungsförderung, befindet sich unter anderem eine Datenbank mit sämtlichen Energieforschungsprojekten – darunter auch dieses Projekt.