Fraunhofer ISE will mit „Lade-PV“ Photovoltaik für Lastenverkehr marktfähig machen

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Die Energiewende im Verkehrssektor stockt. Elektroautos sind noch Mangelware und Biokraftstoff nicht unumstritten. Dabei verursacht allein der Schwerlastverkehr rund sechs Prozent aller CO2-Emissionen in der EU. Diese Bilanz will das Forschungsprojekt „Lade-PV“ nun aufbessern. Vier Industrieunternehmen und zwei Fraunhofer-Institute wollen unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE nun die Marktfähigkeit von Photovoltaik-Anwendungen im Lastenverkehr demonstrieren, wie es am Freitag hieß.

Während des auf drei Jahre angelegten Forschungsprojektes soll ein Gesamtkonzept entwickelt werden, das künftig einen flächendeckenden Einsatz von integrierten Solarmodulen an Elektro- und anderen schweren Nutzfahrzeugen ermöglichen soll. Dafür wolle sich das Konsortium nicht nur auf einzelne Komponenten wie Solarmodule oder Leistungselektronik konzentrieren, sondern auch auf ein Herstellungs- und Fertigungskonzept für die Photovoltaik-Anwendungen. Die praktische Umsetzung der Prototypen soll an einem Elektro-LKW demonstriert werden, wie es vom Fraunhofer-ISE weiter hieß.

Zunächst werde das Freiburger Institut zugleich leichte und robuste Solarmodule für zwei Anwendungsfälle entwickeln. Die eine Variante sei für die nachträgliche Aufdachmontage bestimmt, die andere für die vollständige Integration in den Fahrzeugkoffer. Dabei soll ein Flächennutzungsgrad von mehr als 90 Prozent erreicht werden. Zudem müssten die Solarmodule vibrationsstabil, scher- und biegeresistent sowie leicht zu montieren sein. Das Gewicht der Module sollte zudem 2,6 Kilogramm pro Quadratmeter nicht überschreiten, wie die Forscher zu den Herausforderungen schreiben.

Anschließend werde es darum gehen die Leichtbaumodule in einer Serienproduktion herzustellen. Zur Umsetzung werde eine bestehende Produktionslinie des Herstellers Sunset Energietechnik umgerüstet. Die TBV Kühlfahrzeuge werde die Solarmodule dann in die Kofferaufbauten von Elektro-Nutzfahrzeugen integrieren. Der Projektpartner M&P Motion Control and Power Electronics werde dann die Leistungselektronik entwickeln, um die Solarmodule an die bestehenden elektrischen Bussysteme der Nutzfahrzeuge anzuschließen. Diese solle am Demonstrationslaster getestet und zertifiziert werden. Dem Fraunhofer-ISE zufolge sollen wegen des begrenzten Bauraums und der Gewichtsanforderungen neue Halbleitertechnologien zum Einsatz kommen, die mit hohen Taktfrequenzen arbeiten und dadurch kleiner ausgeführt werden können.

Das ebenfalls am Projekt beteiligte Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI werde ein Energieprognosemodell des Fahrzeugs entwickeln. Abhängig von den Verbrauchern im Fahrzeug und der Photovoltaik-Stromerzeugung könnten damit für unterschiedliche Routen die Reichweite, Ladezeiten und Stromerzeugung prognostiziert werden.

Das Demonstrationsfahrzeug soll anschließend von der Firma Alexander Bürkle im täglichen Verteilerbetrieb im Freiburger Umland getestet werden. Dies werde von einer Messkampagne begleitet, um Daten für die Routen zu erheben, aber auch die Leistungselektronik und Stabilität der Solarmodule unter realen Bedingungen regelmäßig zu überprüfen. Zudem solle dann ein Fertigungsprozessablauf für die wirtschaftliche Produktion von Photovoltaik-aktiven Kofferaufbauten konzipiert werden, bei dem die Herstellungskosten sowie die Wirtschaftlichkeit der Anwendungen analysiert würden. „Wir wollen die Technologie nicht nur entwickeln, sondern auch zeigen, dass LKWs über fünf Prozent ihrer Antriebsenergie durch Solarenergie abdecken können“, erklärte Christoph Kutter, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „4000 bis 6000 Kilometer zusätzliche Reichweite pro Jahr sind rechnerisch möglich.“ Damit würde sich solche automobilen Photovoltaik-Anwendungen für Hersteller und Betreiber der Nutzfahrzeuge lohnen, so Kutter.

„Auf LKWs findet sich viel Platz in bester Sonnenlage, bei elektrischem Antrieb sind auch große Batterien verfügbar – eine ideale Situation, um mit Photovoltaik wertvolle on-board-Energie und damit Reichweite zu gewinnen, und das 100 Prozent erneuerbar“, ergänzte Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaik- Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE.